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可監(jiān)測空氣質(zhì)量并維護健康的微型 CO?傳感器
全球變暖已經(jīng)成為世界性問題。二氧化碳 (CO2) 不僅是導(dǎo)致全球變暖的起因，而且還嚴(yán)重影響了我們的健康。為了幫助改善家庭、辦公室和醫(yī)院的空氣質(zhì)量，我們對檢測CO2和其他氣體的傳感器需求日益增長。TDK成功開發(fā)出一款體積遠小于傳統(tǒng)傳感器的CO2傳感器。
CO? 檢測變得日益重要
長時間待在通風(fēng)不暢的房間里，您是否難以保持專注或感覺昏昏欲睡？罪魁禍?zhǔn)卓赡芫褪?CO2。眾所周知，房間里的高 CO2 濃度可能對人體產(chǎn)生各種影響，例如頭痛和困倦乏力，因此通常將 CO2 濃度用作評估空氣污染的指標(biāo)。目前，室內(nèi) CO2 濃度更多被用作一項通風(fēng)指標(biāo)，以減輕新冠病毒感染的蔓延。此外，為了減緩全球變暖，對于能夠檢測工廠、工業(yè)設(shè)備、汽車的 CO2 排放量的設(shè)備需求與日俱增。從個人健康到全球問題，CO2 檢測的作用則越來越重要。
CO? 導(dǎo)致決策績效降低
來源：U. Satish, et. al.：《CO?是否為室內(nèi)污染物？中低濃度的CO?對人類決策績效的直接影響》、《環(huán)境與健康展望》120，1671（2012）
根據(jù)一項有關(guān) CO2 濃度如何影響人類生產(chǎn)率的研究，CO2 濃度每提高 400 ppm，認(rèn)知能力就會降低 20%。以 500 ppm 為基線，當(dāng)濃度達到 2,500 ppm 時，決策績效會大幅降低。
傳統(tǒng) CO? 檢測的問題
雖然測量空氣中的 CO2 和其他化學(xué)物質(zhì)的需求不斷增長，但 CO2 傳感器迄今面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的氣體傳感器采用光學(xué)技術(shù)來測量氣體中的分子數(shù)量，不僅需要體積更大的封裝，而且能耗更高，成本昂貴，從而限制了可安裝這些傳感器的設(shè)備類型。有些傳感器采用了 eCO2（二氧化碳當(dāng)量）*1 方法，雖然它們具有尺寸較小、功耗較低的優(yōu)勢，但它們測量的是 CO2 物質(zhì)的當(dāng)量，而非直接測量 CO2，因而影響了精度。
傳統(tǒng) CO? 傳感器與 TCE-11101 比較
由 TDK 開發(fā)的基于 MEMS 的 CO2 傳感器 TCE-11101 一舉攻克了以前困擾傳感器的尺寸、功耗和精度難題，實現(xiàn)了微型化和超低功耗。
開發(fā)微型超低功耗 CO? 傳感器
Sreeni Rao博士高級總監(jiān), 新興業(yè)務(wù)
InvenSense
TDK集團旗下子公司 InvenSense 將新興材料開發(fā)、MEMS 工藝技術(shù)、人工智能和機器學(xué)習(xí)功能相結(jié)合，克服了以往的挑戰(zhàn)，開發(fā)出了 TCE-11101，它是一款微型氣體傳感器平臺，能夠直接精確檢測 CO2。TCE-11101 屬于 SmartEnviro™ 環(huán)境傳感器系列，采用微型 5 mm x 5 mm x 1 mm 封裝，因而非常適合移動設(shè)備。它的 CO2 濃度檢測范圍為 400 ppm 至 50,000 ppm，同時功耗不足 1 mW。
InvenSense 新興業(yè)務(wù)高級總監(jiān) Sreeni D. Rao 博士負(fù)責(zé)該產(chǎn)品的開發(fā)工作，他解釋道：“TCE-11101 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)消費解決方案，還能實現(xiàn)眾多不同的健康和商業(yè)應(yīng)用，例如泄漏檢測。它易于編程，可輕松集成到系統(tǒng)中，為客戶進行最終系統(tǒng)設(shè)計和部署提供了便利。”TCE-11101 計劃于 2021 下半年全面推出。
CO? 傳感器 TCE-11101
TCE-11101 是 InvenSense 開發(fā)的一款緊湊型超低功耗 MEMS CO2 傳感器。
將在家庭、汽車、物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療保健應(yīng)用中進行部署。有關(guān)產(chǎn)品的更多詳細(xì)信息，請訪問 InvenSense 網(wǎng)站上的 SmartEnviro™ 頁面。
微型 CO? 傳感器開啟巨大的應(yīng)用可能性
與傳統(tǒng)傳感器相比，由于 TDK 的 CO2 傳感器尺寸更小，功耗更低，因此它們能夠安裝在以前不可能安裝的設(shè)備中。這些設(shè)備包括移動監(jiān)控器，用于輕松測量房間內(nèi)的空氣質(zhì)量，以及車載監(jiān)控器，用于提高長途駕駛的安全性。該傳感器還非常適用于智能樓宇和智能家居，基于 CO2 濃度，實現(xiàn)對供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)的精細(xì)控制。
Rao 博士還重點強調(diào)了市場對 CO2 以外的其他氣體傳感器的需求。“除了 CO2 以外，我們呼吸的空氣中還包括許多其他氣體。臭氧、一氧化碳、一氧化二氮、硫化物、甲烷、丙酮、甲醛等物質(zhì)都對人體健康有害，因此我們迫切需要對它們進行監(jiān)測。”
現(xiàn)在，根據(jù)溫度和濕度來控制空調(diào)的系統(tǒng)非常普遍。隨著 CO2 和其他氣體傳感器的發(fā)展，今后可能實現(xiàn)更先進的空氣環(huán)境監(jiān)控，這將有助于造福大眾，為人類健康做出貢獻。
CO? 傳感器應(yīng)用實例
InvenSense 通過 SmartSensor™ 平臺提供眾多傳感器技術(shù)，例如加速度、角速率、磁羅盤和麥克風(fēng)，面向消費和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用。有關(guān)更多信息，請訪問 InvenSense 網(wǎng)站。
術(shù)語
- eCO2：二氧化碳當(dāng)量?；?eCO2 的傳感器進行 CO2 測量不太精確。
- MEMS：微機電系統(tǒng)。集成了電路和機械元件的微型設(shè)備。它們可用于構(gòu)建更小巧、功耗更低的產(chǎn)品。
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