挑戰

空氣中的精細粉塵是有害的：一旦被吸入，就會危害您的健康，因為這些顆粒物會直接經肺部侵入血液。所以它們無法被再次呼出，而是停留在體內。目前政府部門已在特定地點測量了街道上的精細粉塵濃度，並公佈了全城的平均濃度。但這無法代表人們即時呼吸的空氣。這主要是因為室內的精細粉塵污染往往比室外要高出許多，例如廚房煎烤、明火或蠟燭都會產生精細粉塵。博世感應器事業部和 TRUMPF 光電器件事業部正在研究一種方法，以便每個人都能夠快速可靠地檢測自身所處的環境空氣，並保護自己免受精細粉塵的傷害。

解決方案

兩個研發夥伴的辦法：我們透過 VCSEL 使其感光。VCSEL（垂直腔面發生雷射器）是微米級的二極體，可發生高光束品質的雷射光，並可透過光電二極體重新捕獲反射並進行分析。多空間分佈的微型雷射器會掃描環境空氣中的顆粒，光電二極體會測量反射線的干擾，系統則會以此為依據計算出已探測到的空氣顆粒物的大小和數量。這種測量法被稱為 SMI（自混合干涉）。由於這種測量採用純光學原理，因此不需要直接接觸空氣——VCSEL 用一塊小型玻璃片進行保護。也無需使用風扇吸入測量所需的空氣，因此感應器在工作時完全不會發出噪音，且終身免清潔或維護。透過這種新型測量方法，感應器的體積可縮小到幾個毫米，比以往所有的顆粒物感應器要小 450 倍。博世感應器事業部的 Peter Ostertag 很高興：“這種感應器不僅比火柴盒小，甚至比火柴頭都小”。這就使得該感應器可用於抽油煙機，如果在煎炒過程中產生了過多精細粉塵，抽油煙機就會自動調節功率。或者用於通風設備，當屋內的精細粉塵感應器發出警報時該設備就會啟動。

落實

兩家公司在精細粉塵感應器研發領域的合作始於 2015 年。但這並不是博世感應器事業部和 TRUMPF 的首個合作項目。Peter Ostertag 說：「與 TRUMPF 的合作研發始終都是真正的夥伴關係——目標明確且相互尊重。我最為欽佩的是 TRUMPF 公司的廣闊思路和迅速反應」。

展望

光學顆粒物感應器體積小巧且能耗低，可被集成到任何地方，絲毫不會引人注目。當然將其用於其他一系列應用也會很有趣：博世感應器事業部和 TRUMPF 已經在驗證進一步的想法，以確定這種新的感應器原理還能用於哪些領域。