紧凑、低功耗！CO₂传感器

 

当下全球变暖已成为一个世界性的课题，其元凶就是CO₂（二氧化碳）。该气体不仅会导致温室效应，很大程度上还会影响人类健康。为了改善家庭、办公室和医院等场所的空气环境，人们越来越重视监测以二氧化碳为首的各种气体，由此推动了对此类传感器需求的增长。

本期推文就来为您介绍一款比以往传感器尺寸明显更小且功耗更低的CO₂传感器，虽然此产品TDK正在研发中，但其也有不可忽略的特点和优势。

想必您也有过长时间待在通风不良室内而导致注意力下降或犯困的经历，其原因可能就在于CO₂。室内CO₂的浓度增高会对人的身体产生各种各样的影响，如头痛、倦怠等，因此CO₂浓度也被用作评价空气污染的指标。据纽约州立大学等机构进行的一项研究报告称，室内的CO₂浓度每上升400ppm，人类认知功能会下降20％，若以500ppm的评分为标准，当上升至2,500ppm时，决策行为表现会大幅下降。

出处：U.Satish等人刊登于《Environmental Health Perspective》【120, 1671 (2012)】上的《 Is CO₂ an Indoor Pollutant? Direct Effects ofLow-to-Moderate CO₂ Concentrations on Human Decision-Making Performance 》

最近，为有效抑制新冠状病毒的扩散，以空间的CO₂浓度作为换气标准的情况也在不断增加。此外，为了应对全球变暖，对于能检测出工厂、工业设备和汽车等的CO₂排放量的设备之需求也在与日俱增。总之，从人类日常健康到全球性的气候问题，CO₂检测变得越来越重要。

空气质量监测以CO₂为首，人们对测量空气中的化学物质的需求日渐高涨，但传统的CO₂传感器存在着很多技术挑战。大多数传感器采用光学方法测量气体中存在的分子量的方式，不仅传感器封装尺寸大，功耗高，而且价格昂贵，因而适用于领域和可安装的设备非常有限。

而基于eCO₂(等效二氧化碳物质) 的传感器虽然具有尺寸小、功耗低的优点，但由于不是直接测量空气中的CO₂，而是采用测量等效CO₂物质的方式，因此存在检测精度较低的问题。

CO₂传感器的核心技术包括：采用全新开发材料和MEMS (微型机电系统，指集成了电路和机械元件零件的设备，有助于实现产品的小型化和低功耗化) 工艺技术的传感器芯片、结合板载微型计算机和模拟的混合设计的控制电路 (ASIC)、灵活应用了TDK MEMS麦克风技术和工艺的封装，以及具有校准和修正功能的TDK专有软件。

通过这些技术实现了CO₂的检测精度(400-5,000ppm)、传感器的小型/薄型化(5.0×5.0×1.2mm)、低功耗(1.8mW/测量周期60秒)。

相比于传统方式，实现了小型化和低功耗化的TDK CO₂传感器可适合更多应用并安装于各种设备，比如用于轻松测量室内空气环境的移动式空气质量监测仪、支持长途安全的车载用空气环境监测仪，以及智能楼宇和智能家居根据CO₂浓度控制HVAC的系统，并且有望扩展到可穿戴设备等。

基于温度和湿度的空调控制系统如今现已非常普及，今后，随着包括CO₂在内的各种传感器的不断演进，有望促成更为先进的空气环境监测解决方案，从而更好地保护更多人的健康。

TDK的CO₂气体传感器是一款尺寸更小、功耗更低的产品，通过综合利用各种技术开发而成，包括使用TDK的薄膜热敏电阻的MEMS结构传感元件、控制传感器的ASIC、兼容MEMS结构的封装以及软件技术。我们相信此款CO₂传感器可以应用于以前无法安装的各种设备中，也将继续致力于开发各种新型气体传感器技术并拓展其应用领域。

以上就是TDK CO₂传感器的介绍，虽然它仍在研发中，但我们非常欢迎您的垂询，若您对我们的产品有兴趣，可发送您的需求至[e-mail]，或点击阅读原文后点击“联系我们”来进行咨询。