阿爾卑斯阿爾派株式會社(TOKYO：6770，總裁兼首席執(zhí)行官：Toshihiro Kuriyama，總部：東京，下稱“阿爾卑斯阿爾派”)開發(fā)一款用于監(jiān)測周圍環(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。通過監(jiān)控餐飲店和娛樂場所等地點中的室內(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)開展市場調(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)品計劃于2022年開始量產(chǎn)。

研發(fā)背景

雖然新冠病毒疫苗開發(fā)有所進(jìn)展，但是全球疫情未見平息跡象。日本厚生勞動省(Ministry of Health, Labour and Welfare)指出：在發(fā)現(xiàn)群體感染的場所均存在三個共同特征 - “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、娛樂場所等人員聚集的經(jīng)營場所，將限制人數(shù)、縮短營業(yè)時間、酒精消毒、測量體溫等，并確保通風(fēng)。

特別在通風(fēng)方面，如果門窗始終敞開保持通風(fēng)，那么室內(nèi)的溫濕度將會受到干擾，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越大。

傳感器技術(shù)領(lǐng)域是阿爾卑斯阿爾派的優(yōu)勢所在，至今已開發(fā)出檢測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、消費類電子、智能手機(jī)、工業(yè)設(shè)備等多種多樣的產(chǎn)品中。利用這方面的專業(yè)知識和經(jīng)驗，阿爾卑斯阿爾派開發(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合作開發(fā)的產(chǎn)品※1。該模塊可高精度檢測周圍環(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，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吸收方式(NDIR : Non-Dispersive Infrared absorption spectroscopy)，其原理是根據(jù)紅外線發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間CO2分子吸收的紅外線變化量來確定CO2濃度。傳感器的大尺寸是一個問題，因為檢測精度取決于紅外線的路徑長度。另外在NDIR中，還存在著裝配設(shè)計時或產(chǎn)品運輸時紅外線輸出軸錯位導(dǎo)致發(fā)生檢測誤差的風(fēng)險。

而本模塊搭載的CO2傳感器采用光聲光譜技術(shù)(PAS : Photo Acoustic Spectroscopy)(參見以下圖1)。工作原理是通過話筒采集CO2分子接觸到發(fā)射紅外線而發(fā)出的振動聲來檢測CO2濃度。由于檢測精度無需依靠紅外線的路徑長度，因此實現(xiàn)高精度測量的同時，傳感器尺寸得以大幅度縮小，僅為10.1 × 10.1 × 6.5mm。除此之外，由于無需像NDIR傳感器一樣在紅外線發(fā)射機(jī)的對面配置檢測器，因此不會受到外部沖擊的影響，穩(wěn)定性更高。

阿爾卑斯阿爾派運用多年傳感器開發(fā)中積累起來的專業(yè)知識和經(jīng)驗，可根據(jù)客戶的要求，除了為客戶提供CO2和溫濕度傳感器外，還可集成VOC和酒精傳感器供選擇。在減少客戶端裝配設(shè)計人工的同時，可根據(jù)用途進(jìn)行功能添加以滿足多樣化的需求。

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場所的通風(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，我們將在日本國內(nèi)以及全球開展市場調(diào)查，爭取在2023年度內(nèi)實現(xiàn)銷售額超過10億日元的目標(biāo)。通過該模塊的市場部署，創(chuàng)造出對抗新冠病毒傳播、遏制全球變暖、為人們的安全出行作貢獻(xiàn)等受人類與地球歡迎的新價值。