夏普量産PM2.5小型檢測感測器

2014/04/14


  夏普自2月末以來便開始量産能在10秒內檢測出PM2.5濃度的小型感測器。該感測器的工作原理為,從飄浮于空氣中的灰塵裏分離出肉眼看不見的PM2.5,並利用搭載紅色發光二極體(LED)的感測器來進行檢測。這是一款業界最小,耗時最短的檢測器,夏普打算借此開拓空調和空氣凈化器等民生用途。
 
  PM2.5指直徑在2.5微米(1微米=百萬分之一米)以下的細小顆粒物。其直徑是導致花粉過敏的杉樹花粉的十分之一。因為PM2.5會通過肺泡進入人體,人們擔憂孩子和老年人吸入後會對健康造成嚴重影響。
 
  夏普的PM2.5感測器主要具備兩大特徵。其一,它的尺寸在業界最小,能裝配到空氣凈化器等上,用於民用領域。長為53毫米,寬40毫米,高51毫米,已經被壓縮到了掌上尺寸。此前的PM2.5感測器開發主要為了氣象觀測等工業用途,因此體積龐大,很難用到家電製品上。

  其二,它所需的檢測時間在業界最短,僅需短短10秒就可檢測出PM2.5的濃度。「實際上只要一啟動便能即時得到檢測結果」(電子機械事業本部系統裝置事業部藤田勝行參事),但為了避免異常值的影響所以選擇計算10秒平均值的做法。工業用的感測器雖具備高精度,但據説無法進行實時數據檢測。

  為了實現業界體積最小、耗時最短這一目標,夏普開發出了新型構造的分粒系統。首先啟動風扇吸入灰塵,品質大的物質會直接通過分粒系統,而品質小更易飄浮于空氣中的PM2.5則會進入裝配感應系統的其他回路。運用這一工作原理,感測器便不需要複雜的電路而能實現較小體積,同時也不需進行定期維護。

  分粒系統通過風扇吸入的PM2.5中,大約90%進入了裝配感應系統一側的回路。雖然要讓所有被吸入的PM2.5都流向這一回路十分困難,但感測器「能通過吸入部分與全體的比例來計算出實際濃度」(系統裝置事業部羽山太副參事)。

  感測器使用紅色的LED和光電二極體來檢測PM2.5。若用紅色LED的光照射吸入的PM2.5,會發生散射現象。而散射光又會被光電二極體捕獲,並進行濃度值檢測。檢測的有效濃度範圍為每立方米25到500微克,以每25微克為單位進行檢測。

  最近日本各地也紛紛觀測到PM2.5的濃度上升。被認為根源就是來自亞洲大陸的跨境污染等。這一情況也成為支援夏普開發感測器的動力,預計今年夏天之前就會出現具體的搭載機器。夏普也在研究將其搭載到本社研發的産品中去。

  「感測器是夏普的核心技術」,夏普系統裝置事業部的片山修一部長説道。要在擅長的領域展示其存在感,夏普能否給人帶來「不僅僅擅長液晶」的印象呢?

  (新田祐司)
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