Výzvy

Jemný prach ve vzduchu je nebezpečný: Když dojde k jeho vdechnutí, poškodí to zdraví, protože částice se mohou z plic přímo dostat do krve. Takže tedy nedojde k jejich vydechnutí, ale zůstanou v těle. Dosud měří obce koncentraci jemného prachu v ulicích na určitých místech a uveřejňují průměrné hodnoty pro celé město. Avšak to velmi málo vypovídá o tom, jaký vzduch dýchají lidé v reálném čase. Především když je zatížení jemným prachem ve vnitřních prostorech často daleko vyšší než venku, zapříčiněné například pečením v kuchyni, ohněm v krbu nebo svíčkami. Společnost Bosch Sensortec a TRUMPF Photonic Components hledají cestu, jak by mohl každý jednotlivec rychle a spolehlivě měřit vlastní okolní vzduch a chránit se před zatížením jemným prachem.

Řešení

Vyjádření obou vývojových partnerů: Řešíme to pomocí optiky, a to prostřednictvím VCSEL. VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) jsou diody o velikosti v řádu mikrometrů, které vytvářejí laserové světlo ve vysoké kvalitě paprsku a mohou opět zachytit odrazy prostřednictvím fotodiody a vyhodnotit. Více prostorově rozdělených mini laserů skenuje okolní vzduch ohledně částic, fotodioda měří interferenci zpětných odrazů a systém z toho vypočítá velikost a počet nalezených vzduchových částic. Měřicí metoda se nazývá SMI (samo-mísicí interference). Měření funguje čistě opticky, nepotřebuje přímý kontakt se vzduchem – VCSEL jsou chráněny malým sklem. Ventilátor, který nasává vzduch k měření, také není potřeba – proto pracuje senzor úplně nehlučně a nemusí být u něj prováděno čištění ani údržba. S tímto novým způsobem měření lze objem senzoru zmenšit na několik milimetrů a tím je 450-krát menší než dosavadní senzory jemného prachu. Peter Ostertag od společnosti Bosch Sensortec se raduje: „Místo prostoru o velikosti krabičky zápalek, není potřeba ani prostor o velikosti hlavičky zápalky.“ Díky tomu jsou možné odsavače par, které automaticky regulují svůj výkon, když při opékání vzniká příliš jemného prachu. Nebo větrací zařízení, která naskočí, když senzory jemného prachu v domě spustí alarm.

Realizace

Vývojové partnerství k senzoru jemného prachu začíná již v roce 2015. Není to první společný projekt společnosti Bosch Sensortec a TRUMPF. Peter Ostertag k tomu říká: „Vývoje s TRUMPF jsou vždy opravdovým partnerstvím – cílené a plné vzájemného respektu. Nejvíce si cením, že se u společnosti TRUMPF otevřeně přemýšlí a rychle reaguje.“

Výhled

Optický částicový senzor je tak nepatrný a energeticky úsporný, že jej lze všude integrovat, aniž by byl nápadný. To je samozřejmě také zajímavé pro celou řadu úplně jiných způsobů použití: Společnost Bosch Sensortec a TRUMPF zkoušejí již další nápady, kde ještě by mohly používat nový princip senzorů.