Предизвикателства

Финият прах във въздуха е опасен. Ако бъде вдишан, уврежда здравето, тъй като частиците могат да попаднат от дробовете директно в кръвта. Следователно те не се издишват, а остават в тялото. Досега общините измерват концентрацията на фини прахови частици по улиците в определени точки и публикуват средни стойности за целия град. Но това малко свидетелства за въздуха, който дишат хората в реално време. Преди всичко, натоварването с фин прах във вътрешни пространства често е много по-високо, отколкото навън, напр. поради готвене в кухнята, огън в камината или свещи. Bosch Sensortec и TRUMPF Photonic Components търсят начин как всеки бързо и безопасно да измерва собствения си околен въздух и да може да се предпази при натоварване от фин прах.

Решения

Подходът на двамата партньори в разработката: Ще го направим оптичен, при това чрез VCSEL. VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) са диоди с размер няколко микрометра, които генерират лазерна светлина с високо качество на лъча и чрез фотодиод могат отново да уловят и анализират отражения. Множество пространствено разпределени минилазери сканират околния въздух за частици, фотодиодът измерва интерференцията на отразените лъчи и от това системата изчислява големината и броя на откритите въздушни частици. Методът на измерване се нарича SMI (самосмесваща се интерференция). Тъй като измерването функционира чисто оптично, то не се нуждае от директен контакт с въздуха – VCSEL са защитени зад малко стъкло. Не е нужен вентилатор, който засмуква въздух за измерване, следователно сензорът работи напълно безшумно и никога не трябва да се почиства или обслужва. С този нов измервателен подход обемът на сензора може да се намали до няколко милиметра и благодарение на това е 450 пъти по-малък от всички досегашни сензори за фин прах. Петер Остертаг от Bosch Sensortec е доволен: „Вместо кибритена кутия, вие дори не се нуждаете от кибритена глава.“ Това прави възможно използването на аспиратори, които автоматично регулират мощността си, ако по време на готвенето се отдели твърде много фин прах. Или вентилационни системи, които се задействат, когато сензорите за фин прах в къщата подадат сигнал за аларма.

Изпълнението

Партньорството при разработването на сензорите за фин прах започна още през 2015 г. Това не е първият съвместен проект на Bosch Sensortec и TRUMPF. По този повод Петер Остертаг казва: „Разработките с TRUMPF винаги са истинско партньорство – целенасочени и изпълнени с взаимно уважение. Това което най-много ценя е, че в TRUMPF мислят непредубедено и реагират бързо.“

Перспективата

Оптичният сензор за частици е толкова микроскопичен и енергоспестяващ, че може да се интегрира навсякъде, без да прави впечатление. Това е интересно и за редица съвсем различни приложения. Bosch Sensortec и TRUMPF вече проверяват други идеи къде още биха могли да използват новия принцип на сензора.