这个“双十一”,除了购物,还有雾霾!沉阳、北京近期遭遇雾霾封城,不少人出现气短、持续咳嗽等症状。
为了躲避这种不良空气,很多人选择呆在家里或者躲在办公室里,但这真的安全吗?事实上,甲醛、氡、氨、一氧化碳(CO)、总挥发性有机化合物(TVOC)等引起的室内空气污染也会严重危害人体健康。
那么如何实时监测空气质量并控制其周围环境呢?气体传感器因其灵敏度高、响应速度快、体积小、成本低自然是不错的选择。
近日,业界领先的气体传感器公司Cambridge CMOS Sensors(CCS)根据市场需求推出了首款超低功耗微型数字气体传感器CCS。
这种气体传感器有什么特别之处以及如何实现气体检测呢?对于可穿戴设备和智能手机来说,CCS能否带来差异化的功能设计? CCS的工作原理及优点 CCS是一种金属氧化物气体传感器。
它的顶部是一层二氧化锡,可以检测挥发性有机化合物,下面的金触点可以测量金属氧化物的电阻。
金触点下方是一个热板,用于加热整个组件,根据进入的气体按比例改变顶层的电阻。
CCS 还集成了一个微控制器(Silicon Labs),用于测量金电极之间的电阻并实时缓冲变化。
当超过给定水平时,智能手机等终端设备的应用处理器将收到警报中断信号。
CCS 可用于检测乙醇(酒精)和有害气体,例如加热器排放的一氧化碳和廉价家具中的甲醛以及各种挥发性有机化合物。
半导体金属氧化物气体传感器原理图 值得一提的是,该传感器基于CCS独特的微热板技术。
与传统的金属氧化物气体传感器相比,CCS可以提供??高可靠性的气体传感器。
该解决方案加上快速的测试周期,显着降低了平均功耗。
CCS 将包括金属氧化物气体传感器、微控制器、模数转换器 (ADC) 和 I2C 数字接口在内的所有功能集成到一个尺寸为 2.7mm × 4.0mm、间距为 0.6mm 的小型化平面网格中,采用网格阵列 (LGA) 封装,适合低成本PCB技术。
上图中的红框就是CCS传感器芯片。
CCS公司产品营销总监Paul Wilson表示,CCS支持多种低功耗优化测量模式:1秒/次、10秒/次和60秒/次,并且电池寿命可以很长。
长达五年,仅需一块小型锂电池;主动测试时功耗小于1.2mW/分钟,空闲模式下功耗小于6μW,几乎不会消耗手机的待机时间。
气体传感器的灵敏度如何?影响气体传感器气敏特性的因素主要有灵敏度、选择性、稳定性、响应时间、重复性等,其中灵敏度是气体传感器最重要的性能指标。
“我们做了数以万计的测试,包括在极冷的环境下,它的准确性和灵敏度几乎没有下降。
”保罗·威尔逊说道。
关于CCS的测试精度,如下图所示,上图红色曲线为红外传感器的测试结果,下图为CCS气体传感器的测试结果。
两者测得的曲线变化趋势一致(两处VOC事件的变化都是使用一些酒精随时间推移造成的清洁)。
CCS 具有内置微控制器,可管理传感器驱动模式、数模转换器测量,并处理原始传感器数据,以在使用智能检测算法进行气体检测时表示真实环境中的等效二氧化碳 (eCO2) 水平。
或总挥发性有机化合物 (TVOC) 的测量,现实环境中挥发性有机化合物的主要原因是人类。
CCS大中华区总经理潘俊乐向OFweek可穿戴设备网编辑展示了一款集成CCS的手机(CCS的上一代产品,模拟气体传感器,两者原理相同)。
当手机放入密封塑料袋中被吹入时,检测到的eCO2浓度数据值迅速上升,如下图所示。
图中左侧,未放入塑料袋时,当前室内eCO2浓度测量值为 ,空气较为新鲜。
当将手机放入密封的塑料袋中吹气时,图片右侧手机上显示的数据迅速发生变化,颜色由绿色变为黄色,表明室内的空气质量塑料袋比较差。
可穿戴设备同质化严重。
气体传感器说不。
对于智能手机来说,产业链高度开放,市场日趋成熟,产品也更加透明。
因此,智能手机创新薄弱,功能同质化。
这种现象对于可穿戴设备来说更为严重。
自2018年谷歌发布Google Glass以来,智能穿戴设备成为IT行业的新宠,各大厂商都使出浑身解数抢占市场。
但如今,虽然越来越多的智能手表、智能手环等产品上市,但大多数消费者都持观望态度,可穿戴设备市场陷入了火爆与否的困境。
原因在于,无论是国内还是国外的可穿戴产品同质化程度较高,功能相对单一,主要以运动和健康为主。
虽然从长远来看,可穿戴设备是一个趋势,但如何实现产品差异化,真正抓住用户,为用户提供真实的体验,仍然需要付出很大的努力。
Paul Wilson表示:“数字气体传感器CCS可用于监测当地环境,主要是通过为个人带来空气质量检测功能来满足消费市场的需求。
通过将CCS气体传感器轻松集成到智能手机、可穿戴设备和联网设备中,我们的客户可以使他们的产品脱颖而出,并使个人能够根据可靠的室内空气质量测量来控制周围的环境。
“事实上,CCS 能够实现的功能及其低功耗和小型化非常适合可穿戴设备。
差异化设计也是一个很好的卖点。
同时,CCS还计划推出适用于室外环境的多气体传感器,可检测臭氧、二氧化硫等,从而为可穿戴设备和智能手机的差异化设计提供更多选择。