คุณภาพอากาศจากข้อมือ เครื่องตรวจจับฝุ่นละอองขนาดเล็กที่สุดในโลก

ความท้าทาย

ฝุ่นละเอียดในอากาศเป็นอันตราย: หากคุณหายใจเข้าไป ก็จะทำลายสุขภาพของคุณ เนื่องจากอนุภาคสามารถผ่านจากปอดเข้าสู่กระแสเลือดได้โดยตรง โดยจะไม่หายใจออก แต่ยังคงอยู่ในร่างกาย จนถึงขณะนี้ เทศบาลได้ตรวจวัดความเข้มข้นของฝุ่นละอองตามท้องถนน ณ จุดที่กำหนดและเผยแพร่ค่าเฉลี่ยสำหรับทั้งเมือง แต่นั่นบอกเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับอากาศที่ผู้คนหายใจตามเวลาจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมลพิษจากฝุ่นละอองขนาดเล็กมักเกิดขึ้นภายในอาคารมากกว่ากลางแจ้ง เช่น จากการทอดอาหารในครัว การจุดไฟ หรือจุดเทียน Bosch Sensortec และ TRUMPF Photonic Components กำลังมองหาวิธีให้ทุกคนตรวจวัดอากาศแวดล้อมของตนเองได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัย รวมถึงป้องกันตนเองเมื่อสัมผัสกับฝุ่นละเอียด

โซลูชัน

แนวทางของพันธมิตรด้านการพัฒนาทั้งสอง: เราทำแบบออปติกส์โดยใช้ VCSEL VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) คือไดโอดขนาดไมโครเมตรที่สร้างแสงเลเซอร์ด้วยลำแสงคุณภาพสูง รวมถึงสามารถรับและประเมินการสะท้อนผ่านโฟโตไดโอด เลเซอร์ขนาดเล็กที่กระจายตามพื้นที่หลายตัวสแกนอากาศรอบข้างเพื่อหาอนุภาค โฟโตไดโอดวัดการรบกวนของลำแสงย้อนกลับ จากนั้นระบบจะคำนวณขนาดและจำนวนของอนุภาคอากาศที่พบ วิธีการวัดนี้เรียกว่า SMI (สัญญาณรบกวนแบบผสมตัวเอง) เนื่องจากการวัดทำงานแบบออปติกส์เท่านั้น จึงไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับอากาศโดยตรง โดย VCSEL ได้รับการปกป้องหลังดิสก์ขนาดเล็ก โดยไม่จำเป็นต้องใช้พัดลมดูดอากาศเพื่อการวัด ดังนั้นเซ็นเซอร์จึงทำงานโดยไม่มีเสียงรบกวนและไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดหรือบำรุงรักษา ด้วยวิธีการวัดแบบใหม่นี้ ปริมาตรของเซ็นเซอร์สามารถลดลงเหลือเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ซึ่งทำให้มีขนาดเล็กกว่าเซ็นเซอร์ฝุ่นละเอียดรุ่นก่อนหน้าทั้งหมดถึง 450 เท่า Peter Ostertag จาก Bosch Sensortec รู้สึกยินดี: "แทนที่จะใช้กล่องไม้ขีด ไม่ต้องใช้หัวไม้ขีดไฟอีกต่อไป" วิธีนี้จะทำให้เครื่องดูดควันสามารถควบคุมผลผลิตโดยอัตโนมัติเมื่อมีฝุ่นละเอียดมากเกินไประหว่างการทอด หรือระบบระบายอากาศที่เริ่มทำงานเมื่อเซ็นเซอร์ตรวจจับฝุ่นละเอียดในบ้านส่งสัญญาณเตือน

การทำให้เป็นจริง

ความร่วมมือในการพัฒนาเซ็นเซอร์ฝุ่นละเอียดเริ่มขึ้นในปี 2015 ซึ่งไม่ใช่โครงการร่วมโครงการแรกระหว่าง Bosch Sensortec และ TRUMPF Peter Ostertag กล่าวว่า "การพัฒนากับ TRUMPF จะเป็นหุ้นส่วนที่แท้จริงเสมอ ซึ่งมีเป้าหมายและเต็มไปด้วยความเคารพซึ่งกันและกัน สิ่งที่ฉันชื่นชมที่สุดคือผู้คนใน TRUMPF คิดอย่างเปิดเผยและตอบสนองอย่างรวดเร็ว"

วิสัยทัศน์

เซ็นเซอร์ตรวจจับอนุภาคออปติกส์มีขนาดเล็กมากและประหยัดพลังงาน จึงสามารถผสานรวมได้ทุกที่โดยไม่ดึงดูดความสนใจ แน่นอนว่านี่เป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง: Bosch Sensortec และ TRUMPF กำลังมองหาแนวคิดอื่นๆ ที่พวกเขายังคงสามารถใช้หลักการเซ็นเซอร์ใหม่นี้ได้