여기 공기는 깨끗합니까? 귀하의 스마트워치는 곧 이 질문에 답할 수 있을 것입니다. Bosch Sensortec과 TRUMPF가 해로운 미세분진을 측정하는 새로운 방법을 찾고 있기 때문입니다: 미니 레이저는 주변 공기 중에서 입자를 스캔합니다. 장점: 이 새로운 센서는 순전히 광학적으로 작동하고 유리 뒤에 놓을 수 있으며, 소리도 내지 않고 유지보수도 필요하지 않습니다. 이 새로운 테크놀로지는 이전의 센서 유형보다 450배 더 작은 설계를 허용합니다. 따라서 눈에 띄지 않게 모든 것에 통합될 수 있습니다. 심지어 스마트워치 디스플레이 뒤에도 통합될 수 있습니다.
Bosch Sensortec GmbH는 2005년에 설립되었고 Robert Bosch GmbH의 전액 출자 자회사입니다. Bosch Sensortec은 마이크로전자기계식(MEMS) 센서와 스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 및 사물인터넷(IoT)용 애플리케이션을 위한 솔루션을 개발하고 시장에 내놓습니다. 여기에는 예를 들어 환경센서, 광학 마이크로시스템 및 관련 소프트웨어 솔루션이 포함됩니다.
도전과제
공기 중의 미세분진은 해롭습니다: 입자가 폐에서 바로 혈액으로 들어갈 수 있기 때문에, 흡입하게 되면 건강을 해칩니다. 즉 다시 내쉬지 않고 몸에 남아있게 됩니다. 지금까지 지자체는 거리의 미세분진 농도를 특정 지점에서 측정해 도시 전체의 평균값을 발표했습니다. 하지만 사람들이 실시간으로 호흡하는 공기에 대해서는 거의 말하지 않습니다. 특히 내부 공간의 미세분진 오염은 종종 외부보다 훨씬 높기 때문입니다(예: 주방의 구이 요리, 벽난로불 또는 양초 등). Bosch Sensortec과 TRUMPF Photonic Components는 모두가 빠르고 안전하게 자신의 주변 공기를 측정하고 미세분진 오염으로부터 자신을 보호할 수 있는 방법을 찾고 있습니다.
솔루션
두 개발 파트너의 접근방식: 우리는 VCSEL을 사용하여 광학적으로 수행합니다. VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)은 높은 빔 품질의 레이저 광을 생성하고 광 다이오드를 통해 미러링을 포착하고 평가할수 있는 마이크로미터 크기의 작은 다이오드입니다. 공간적으로 분산된 여러 미니 레이저는 입자가 있는지 주변 공기를 스캔하고, 광 다이오드는 리턴 빔의 간섭을 측정하며 시스템은 발견된 공기입자의 크기와 수를 계산합니다. 이 측정방법을 SMI(자체 혼합 간섭 Selbst-mischende Interferenz)이라고 칭합니다. 측정이 순전히 광학적으로 작동하기 때문에 공기와 직접 접촉할 필요가 없습니다. VCSEL은 작은 유리 뒤에 보호됩니다. 측정을 위해 공기를 빨아들이는 팬도 필요하지 않습니다, 따라서 센서는 완전히 소음 없이 작동하며 세척하거나 유지보수할 필요가 없습니다. 이 새로운 측정방식을 사용하면 센서의 부피가 몇 밀리미터로 줄어들 수 있으므로 이전의 모든 미세분진 센서보다 450배 더 작습니다. Bosch Sensortec의 Peter Ostertag은 기뻐하며 말합니다: "성냥갑 대신, 성냥 머리도 더 이상 필요하지 않습니다." 주방에서 구이 중 미세분진이 너무 많이 발생하면, 출력을 자동으로 조절하는 환기팬 후드를 가능하게 합니다. 또는 집안의 미세분진 센서가 경보를 울리면 작동하는 환기시스템.
구현
미세분진 센서를 위한 개발 파트너십은 2015년부터 시작되었습니다. 이번이 Bosch Sensortec과 TRUMPF의 첫 번째 공동 프로젝트는 아닙니다. Peter Ostertag은 덧붙여 설명합니다: "TRUMPF와의 개발은 항상 진정한 파트너십 아래 목표를 향해 상호 존중 속에서 수행됩니다. 제가 높이 평가하고 있는 점은 TRUMPF에서는 열린 사고를 가지고 빠르게 반응한다는 점입니다."
전망
광학 입자센서는 매우 작고 에너지 효율적이어서 눈에 띄지 않고 어디에나 통합될 수 있습니다. 물론 이 광학 입자센서는 완전히 다른 애플리케이션의 전체 범위에서도 흥미롭습니다: Bosch Sensortec과 TRUMPF는 이미 새로운 센서원리를 계속 사용할 수 있는 다른 아이디어를 검토하고 있습니다.
