通過(guò)高精度傳感器監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境的CO2和溫濕度參數(shù)

阿爾卑斯阿爾派株式會(huì)社(TOKYO：6770，總裁兼首席執(zhí)行官：Toshihiro Kuriyama，總部：東京，下稱(chēng)“阿爾卑斯阿爾派”)開(kāi)發(fā)一款用于監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境的二氧化碳(CO2)濃度和溫濕度參數(shù)的高精度空氣環(huán)境傳感器模塊。通過(guò)監(jiān)控餐飲店和娛樂(lè)場(chǎng)所等地點(diǎn)中的室內(nèi)通風(fēng)情況和溫濕度，從而為新冠疫情防控作貢獻(xiàn)。該模塊除了CO2和溫濕度傳感器，還將集成用于檢測(cè)PM2.5、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)和酒精的傳感器。我們將繼續(xù)開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)查，將其推廣至有助于遏制全球變暖的白色家電節(jié)能功能和有助于安全出行的防駕駛員瞌睡功能等廣泛的用途。該產(chǎn)品計(jì)劃于2022年開(kāi)始量產(chǎn)。

研發(fā)背景

雖然新冠病毒疫苗開(kāi)發(fā)有所進(jìn)展，但是全球疫情未見(jiàn)平息跡象。日本厚生勞動(dòng)省(Ministry of Health, Labour and Welfare)指出：在發(fā)現(xiàn)群體感染的場(chǎng)所均存在三個(gè)共同特征 - “處于通風(fēng)差的密閉空間”、“多人聚集”、“近距離(相互伸手可及的距離)交談或發(fā)聲”。為了有效防控，在餐飲店、娛樂(lè)場(chǎng)所等人員聚集的經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所，將限制人數(shù)、縮短營(yíng)業(yè)時(shí)間、酒精消毒、測(cè)量體溫等，并確保通風(fēng)。

特別在通風(fēng)方面，如果門(mén)窗始終敞開(kāi)保持通風(fēng)，那么室內(nèi)的溫濕度將會(huì)受到干擾，從而可能導(dǎo)致居住環(huán)境的舒適度受到影響。但是另一方面，如果以調(diào)節(jié)溫濕度為主進(jìn)行定期通風(fēng)，問(wèn)題是難以判斷通風(fēng)水平是否真的能夠有效防止病毒傳播。因此，掌握最佳通風(fēng)時(shí)機(jī)所需的高精度CO2傳感器以及將受通風(fēng)干擾的溫濕度恢復(fù)至舒適狀態(tài)所需的高精度溫濕度傳感器的需求越來(lái)越大。

傳感器技術(shù)領(lǐng)域是阿爾卑斯阿爾派的優(yōu)勢(shì)所在，至今已開(kāi)發(fā)出檢測(cè)CO2、溫濕度以及氣壓、荷載、電流等參數(shù)變化的傳感器，被用于汽車(chē)、消費(fèi)類(lèi)電子、智能手機(jī)、工業(yè)設(shè)備等多種多樣的產(chǎn)品中。利用這方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，阿爾卑斯阿爾派開(kāi)發(fā)了這款空氣環(huán)境傳感器模塊，助力于新冠疫情防控。

研發(fā)概況

此次發(fā)布的空氣環(huán)境傳感器模塊是我們與Sensirion合作開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品※1。該模塊可高精度檢測(cè)周?chē)h(huán)境中的CO2濃度和溫濕度水平。在維持舒適室內(nèi)空間的同時(shí)，為防止新冠病毒蔓延作貢獻(xiàn)。

目前市面上的CO2傳感器廣泛應(yīng)用的是非分散紅外線(xiàn)吸收方式(NDIR : Non-Dispersive Infrared absorption spectroscopy)，其原理是根據(jù)紅外線(xiàn)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間CO2分子吸收的紅外線(xiàn)變化量來(lái)確定CO2濃度。傳感器的大尺寸是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)闄z測(cè)精度取決于紅外線(xiàn)的路徑長(zhǎng)度。另外在NDIR中，還存在著裝配設(shè)計(jì)時(shí)或產(chǎn)品運(yùn)輸時(shí)紅外線(xiàn)輸出軸錯(cuò)位導(dǎo)致發(fā)生檢測(cè)誤差的風(fēng)險(xiǎn)。

而本模塊搭載的CO2傳感器采用光聲光譜技術(shù)(PAS : Photo Acoustic Spectroscopy)(參見(jiàn)以下圖1)。工作原理是通過(guò)話(huà)筒采集CO2分子接觸到發(fā)射紅外線(xiàn)而發(fā)出的振動(dòng)聲來(lái)檢測(cè)CO2濃度。由于檢測(cè)精度無(wú)需依靠紅外線(xiàn)的路徑長(zhǎng)度，因此實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的同時(shí)，傳感器尺寸得以大幅度縮小，僅為10.1 × 10.1 × 6.5mm。除此之外，由于無(wú)需像NDIR傳感器一樣在紅外線(xiàn)發(fā)射機(jī)的對(duì)面配置檢測(cè)器，因此不會(huì)受到外部沖擊的影響，穩(wěn)定性更高。

阿爾卑斯阿爾派運(yùn)用多年傳感器開(kāi)發(fā)中積累起來(lái)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，可根據(jù)客戶(hù)的要求，除了為客戶(hù)提供CO2和溫濕度傳感器外，還可集成VOC和酒精傳感器供選擇。在減少客戶(hù)端裝配設(shè)計(jì)人工的同時(shí)，可根據(jù)用途進(jìn)行功能添加以滿(mǎn)足多樣化的需求。

Sensirion

NDIR傳感器與PAS傳感器的尺寸比較

圖1

關(guān)于前景

該模塊除了用于餐飲店和娛樂(lè)場(chǎng)所的通風(fēng)監(jiān)控以外，還將用于白色家電的節(jié)能功能和防駕駛員瞌睡功能等各種用途，我們將在日本國(guó)內(nèi)以及全球開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)查，爭(zhēng)取在2023年度內(nèi)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售額超過(guò)10億日元的目標(biāo)。通過(guò)該模塊的市場(chǎng)部署，創(chuàng)造出對(duì)抗新冠病毒傳播、遏制全球變暖、為人們的安全出行作貢獻(xiàn)等受人類(lèi)與地球歡迎的新價(jià)值。