眾所周知，當(dāng)人處于密閉空間內(nèi)，二氧化碳的濃度會持續(xù)增加；直到濃度超過2000ppm，人體產(chǎn)生瞌睡、注意力下降和頭痛等癥狀。對于久坐辦公室的上班族來說，一整天關(guān)窗開空調(diào)、室內(nèi)空氣不流通，二氧化碳濃度會持續(xù)上升，難免會“犯困”。如果室內(nèi)有一個實(shí)時檢測二氧化碳濃度、并自動調(diào)節(jié)室內(nèi)通風(fēng)的設(shè)備，就符合當(dāng)下智能化的時代主題了！uN6esmc

uN6esmc

近日，環(huán)境傳感器領(lǐng)域的專家——盛思銳推出一款體積僅為1立方厘米的微型二氧化碳和溫濕度傳感器SCD40，它以光聲傳感原理為基礎(chǔ)，集小尺寸和高性能為一體，為室內(nèi)智能應(yīng)用場景帶來了更多可能性。uN6esmc

突破二氧化碳傳感器的尺寸壁壘

“與前一代的SCD30相比，SCD40體積更小、性能更高、價格更低。”盛思銳大中華區(qū)總經(jīng)理李錦華向《國際電子商情》介紹道。從現(xiàn)場的樣品展示來看，SCD40的尺寸為10mm * 10mm * 7 mm，其尺寸相比前一代SCD30縮小了5倍。uN6esmc

uN6esmc

左：SCD30；右SCD40uN6esmc

據(jù)介紹，得益于盛思銳CMOSens®專利技術(shù)，SCD40成功突破尺寸壁壘。SCD40利用光聲學(xué)傳感原理，在不影響傳感器性能的前提下，它的光學(xué)共振腔的尺寸得以大幅度減小。與此同時，光聲傳感原理具備了高機(jī)械穩(wěn)定性，進(jìn)而確保了傳感器的精確輸出，無需重新校準(zhǔn)序列，令傳感器的整體性能更穩(wěn)定。uN6esmc

盡管SCD40在尺寸、技術(shù)等方面取得了突破，但它的價格并沒有水漲船高。據(jù)介紹，光聲傳感技術(shù)在保證高性能的同時，還令SCD40可以集成了更多的器件，如溫濕度傳感器，同時可采用LGA貼片封裝，有效整合成本和空間。uN6esmc

此外，盛思銳還通過高比例的自制零部件來降低成本。SCD40內(nèi)絕大部分的零部件都由盛思銳自己設(shè)計和生產(chǎn)，極大程度上降低了整體的制造成本，做到“加量加料不加價”。uN6esmc

uN6esmc

盛思銳大中華區(qū)總經(jīng)理李錦華uN6esmc

李錦華認(rèn)為，溫濕度傳感器的價格一直在降低，主要是技術(shù)迭代所致，本質(zhì)上是產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟的標(biāo)志。以前一個溫濕度傳感器就要花20美金，現(xiàn)在只需要幾美金，這是所有傳感器企業(yè)都面臨的市場變化。對此，研究更先進(jìn)的技術(shù)、推出更高性價比的產(chǎn)品、狠抓成本管控，是盛思銳應(yīng)對新形勢的可行性策略。uN6esmc

“SCD40定位于大批量以及對成本高度敏感的應(yīng)用需求，相信會在物聯(lián)網(wǎng)、汽車、暖通空調(diào)系統(tǒng)、家電和消費(fèi)電子產(chǎn)品等細(xì)分市場嶄露頭角。”李錦華展望道。據(jù)悉，SCD40這款微型二氧化碳和溫濕度傳感器將于2020年上半年投入市場。uN6esmc

NDIR、PAS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

如今市面上的二氧化碳傳感器主要應(yīng)用NDIR，而光聲傳感技術(shù)是相似但不同于紅外氣體檢測技術(shù)。SCD40能把二氧化碳、溫濕度傳感器集成在僅為1立方厘米的模塊中，就得益于采用了后者。uN6esmc

紅外氣體測量感應(yīng)技術(shù) (NDIR)uN6esmc

NDIR紅外氣體傳感器用一個廣譜的光源作為紅外傳感器的光源，光線穿過光路中的被測氣體，透過窄帶濾波片，到達(dá)紅外探測器。其工作原理是基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度關(guān)系鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。uN6esmc

uN6esmc

其主要由紅外光源、光路、紅外探測器、電路和軟件算法組成的光學(xué)傳感器，可以用于測化合物，例如：甲烷、二氧化碳、一氧化二氮、一氧化氮、二氧化硫、氨氣、乙醇、苯等，并包含絕大多數(shù)有機(jī)物。uN6esmc

NDIR是目前最常見的二氧化碳傳感器技術(shù)，但也有缺點(diǎn)，例如光源和探測器之間如果發(fā)生任何偏移的話，信號就沒有辦法擊中探測器，最終會出現(xiàn)一些偏差。uN6esmc

對此，NDIR的技術(shù)路線分為兩條：一是向低分辯率、長波長、多氣種方向發(fā)展，主要市場是分析儀表；二是向小體積、低成本方向發(fā)展，主要市場是室內(nèi)空氣質(zhì)量IAQ檢測，氣種包含二氧化碳和碳?xì)漕悮怏w，全球銷量約幾百萬只。但無論如何，上述兩個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)鞲衅鞒叽绱笮⌒枨蟛荒敲锤?，NDIR在未來一段時間內(nèi)仍有用武之地。uN6esmc

光聲傳感技術(shù) (Photoacoustic，PSA)uN6esmc

聲波傳感技術(shù)以聲波傳感器為主體，將聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，是指機(jī)械振動引起周圍彈性介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動由近及遠(yuǎn)地傳播向四面八方傳播，在開闊空間的空氣中的傳播方式，就像逐漸吹大的肥皂泡，是一種球形的陣面波。傳播過程中，氣體分子不容易受到干擾，信號的穩(wěn)定性更強(qiáng)。uN6esmc

uN6esmc

其實(shí)，光聲傳感原理已推出了幾十年，到目前為止都是為昂貴的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的儀器所預(yù)留。盛思銳選用光聲傳感技術(shù)的原因，不僅在于其能保持超高性能的同時大幅縮小傳感器尺寸，還在于其制造成本的可控性。uN6esmc

李錦華認(rèn)為，目前二氧化碳傳感器的價格受材料清單成本的影響較大。由于光聲傳感器的材料清單比紅外線氣體檢測傳感器小很多，因此光聲傳感器將在不久的將來決定二氧化碳傳感器的價格標(biāo)準(zhǔn)。uN6esmc

為智慧樓宇提供全方位的環(huán)境傳感器方案

近年來，人們對智慧生活的極致追求，也催生了智慧樓宇的火爆發(fā)展。其中，傳感器作為樓宇數(shù)據(jù)收集的核心元器件，被眾多布局智慧樓宇的科技巨頭、互聯(lián)網(wǎng)大咖、人工智能新秀所關(guān)注；更不乏一些芯片廠商、傳感器廠商與他們展開深入合作，實(shí)現(xiàn)樓宇內(nèi)部的“數(shù)據(jù)收集-準(zhǔn)確傳輸-云端分析-指令控制”。uN6esmc

據(jù)介紹，區(qū)別于按需控制通風(fēng)（DCV）和室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測兩大成熟市場，二氧化碳傳感器如今還在新興市場上全面拓展。例如DCV用于空調(diào)的換氣，通過移動app或LED標(biāo)記IAQ的智能溫控器，以及當(dāng)二氧化碳濃度超過臨界閾值自動調(diào)節(jié)室內(nèi)狀態(tài)的空氣凈化器等等。SCD40已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用場景。uN6esmc

uN6esmc

至于更前端的智慧城市、智慧樓宇領(lǐng)域，盛思銳也正在與客戶廠商合作配合，希望能提供包括二氧化碳傳感器、PM2.5傳感器、溫濕度傳感器、VOC傳感器等環(huán)境傳感器方案，對智慧樓宇的數(shù)據(jù)收集提供全方位的幫助。uN6esmc

“如今智慧城市、智慧樓宇、智慧工廠等眾多智慧場景，都少不了傳感器的身影，都需要借助傳感器完成更精準(zhǔn)、更高效的實(shí)時數(shù)據(jù)收集，這正是盛思銳的能力所在。” 李錦華表示，“盛思銳每年都會拿出營收總額的21%用于研發(fā)投入，隨時準(zhǔn)備迎合新興市場的不同機(jī)遇。與此同時，盛思銳還會持續(xù)加大對中國市場的投入，為國內(nèi)客戶提供更多優(yōu)質(zhì)的環(huán)境傳感器產(chǎn)品。”uN6esmc