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【空污,沒有新年假期!orz】
空氣品質不佳、紅害……,曾幾何時,已成了我們生活中「習以為常」的詞句,哪怕新年假期也不例外;天乾物燥時節,森林茂密外加焚風活躍之處,野火肆虐亦令人心驚。若能預知環境有變,或許能將受災程度降至最低。
一氧化碳 (CO)/臭氧 (O3)/二氧化硫 (SO2)/二氧化氮 (NO2) 等有害氣體的感測器,正是探知上述不受歡迎「訪客」的馬前卒;而採用電化學式產品的優點為:氣體解析度能精細到 1ppm 以下、所需工作電流極小、交叉靈敏度低以及長期穩定性高。作為訊號緩衝器件的「低溫漂係數」運算放大器 (OPA) 是另一亮點,可極小化因溫度變化而導致的感測器精度誤差。
更多關於環境監控的解決方案介紹:http://compotechasia.com/a/shi__shang_/2017/0622/35829.html。
演示視頻:
《ADI IoT:戶外 SMOG 環境氣體含量監測的物聯網應用》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2017/0815/36376.html
#亞德諾ADI #AD5676R #AD8609 #ADuCM350
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氣體感測器 靈敏度 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最讚貼文
物聯網百家爭鳴 氣體感測發展看俏
2017年03月19日 04:10 許郁文
「你知道全球每天只有不到1成人能呼吸乾淨的空氣嗎?」根據2016年世界衛生組織公布報告,全球每10人中,超過9人每天呼吸的是髒空氣,1年甚至有約700萬人是因空氣汙染而死亡。為了讓民眾從隨身使用的智慧手持與穿戴裝置,即時偵測當地的空氣汙染,數位氣體感測器成為個人環境互動應用市場的重要應用。
一般人僅知道空氣汙染會引發肺部和呼吸道疾病,卻不知道空氣汙染對心臟疾病和癌症亦有密不可分的關係,包括一氧化碳、氮氧化物及硫氧化物等,皆可視為現今環境氣體汙染的原凶。有效追溯廢氣源為改善空汙的必要治本手段,現行環境中雖然有監測空氣品質裝置,但多半數量有限,或因體積太大不易移動,無法滿足小區域廢氣排放源的追溯定位需求。
因此,如能讓每人攜帶數位氣體感測裝置,隨時隨地偵測周遭有害氣體,並將資料即時上傳,搭配雲端的空汙大數據資料庫,就能透過資訊分享或即時警示讓其他人獲得資訊,展開當下或事前防範,打造一條龍式的個人化空汙解決方案。
為了完成這項目標,工研院在經濟部技術處的支持下開發「數位多氣體感測器」,利用微機電技術,將氣體感測功能與機構系統整合於微小化晶片,再從控制晶片量測氣體的電阻變化,並即時將訊號轉變為數位化的氣體濃度。另外,研發團隊也利用極速微機電加熱器與溫控操作,配合優化的高絕熱感材技術,即可大幅提升感測時的穩定性、靈敏度與準確性。
隨著氣體感測器為了導入物聯網時代及應用在攜帶或穿戴式智慧裝置,尺寸、準確度就成了研發單位最在意的細節。未來,隨著感測商品市場化的門檻愈來愈高,氣體感測器如何讓使用者即時監控與量測,並延伸擴大至其他複合式感測功能,將成為業者勝出的關鍵因素。
例如,搭配整合其他溫溼度感測器,開發具多種感測功能的環境感測器,可應用於家居、工廠或空氣中有害氣體的偵測警示與監控,外接隨插隨用式產品則可利用外接電源,在車內、辦公室等空間使用。
相關的氣體偵測技術還可開發檢測瓦斯外洩的一氧化碳、空氣汙染的二氧化硫及氧化氮、人際關係的呼氣口臭偵測(硫化氫氣體)等等感測元件,應用商機範圍極廣。
根據市調公司Yole預估,微型氣體感測器在手機與穿戴式應用的需求量,在2021年可望達4億個,顯示產業正處於欣欣向榮、百家爭鳴的起飛階段。工研院微系統中心現已規劃將技術轉移國內產業,並通過高低溫信賴性測試,同時也積極與國外材料大廠合作,加速並落實超低濃度氣體感測器的開發與應用。(本文作者為工研院智慧微系統科技中心組長)
附圖:智慧感測應用中,氣體感測發展看俏。「多功能環境感測暨控制模組」,是可攜式居家環境品質監測裝置的關鍵元件。圖/工研院提供
資料來源:http://www.chinatimes.com/newspapers/20170319000109-260204
氣體感測器 靈敏度 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳貼文
國研院發表智慧型氣體感測晶片
2016-07-22 17:06:00 經濟日報 曹松清
2014年7月31日晚間,高雄發生丙烯氣爆意外,造成32人死亡、321人受傷,多條重要道路嚴重損壞。如果爆炸現場附近有夠多的氣體感測器,第一時間測知具高危險性的揮發性有機物大量外洩,也許就可以阻止慘劇發生。
目前市面上的氣體感測器,體積都很大,只能安裝在固定位置,或是手持偵測。在高雄氣爆發生後,國家實驗研究院奈米元件實驗室開始研究可以直接安裝在智慧型手機或手錶中的「智慧型氣體感測晶片」,與固定式環境感測器互補,讓人人皆可隨身攜帶,大幅提高感測範圍,加強保障生命財產安全。經過近兩年的努力,目前已經領先全球,開發出揮發性有機化合物、一氧化碳、二氧化碳、甲醛等四種氣體的感測晶片。
現有氣體感測器產品功能不足
根據國際數據資訊公司(IDC)研究估計,全球物聯網(Internet of things, IoT)市場規模在2020年將可達1.7兆美元,而穿戴式及攜帶式產品是其中很重要的產品。在穿戴式及攜帶式產品上安裝的感測器中,用於呼吸分析(如酒測)與空氣污染用的氣體感測器,則被預測為最有可能的應用之一。法國市調機構Yole Development預估,2021年氣體感測器的使用量會從2014年的120萬個,增加到3億5000萬個,成長約300倍,產值將超過20億美元。
為準確偵測氣體流量與種類,目前市面上的氣體感測器體積都偏大。近幾年出現的半導體氣體感測器雛形,大小雖可縮小到1公分以下,但對於攜帶式(如智慧型手機)或穿戴式(如智慧型手錶)產品而言,仍嫌太大,且無法和智慧型手機或手錶的晶片整合,又有耗電量大、無法精準辨識氣體的缺點。
國研院開發「智慧型氣體感測晶片」 人人皆可隨身攜帶
國家實驗研究院奈米元件實驗室運用過去累積的微機電製程經驗,與光寶科技光機電整合技術合作,花費近2年時間,開發出可應用於環境的物聯網晶片「智慧型氣體感測晶片」。
「智慧型氣體感測晶片」是以「金屬氧化物半導體材料」作為氣體感測薄膜,透過不同金屬氧化物與氣體在特定高溫下的氧化反應及還原反應,藉由感測薄膜與電子之間的抓放過程,改變薄膜的電阻,以偵測氣體種類與濃度。
「智慧型氣體感測晶片」有兩大技術特點:一、運用獨特的奈米粒子和奈米孔洞技術製作感測薄膜,不但可增加表面積,提高反應靈敏度;亦可藉由不同金屬奈米粒子的特性,感測特定氣體而提高專一辨識能力。二、開發出特殊之「低應力介電層」,可以提升隔熱效果,將感測薄膜所需之250℃高溫侷限於極小範圍內,如此可以縮減晶片體積,而不致讓此高溫對不耐高溫之部分造成損壞。
藉由這兩項技術特點,國研院奈米元件 實驗室開發出體積僅3毫米x2.35毫米x1毫米的「智慧型氣體感測晶片」,具有微型化、低耗能、可整合於智慧型手機或手錶、可精準辨識氣體等優點,讓「人人隨身攜帶氣體感測器」成為可能。
避免高雄氣爆事件再度發生 推動國內感測技術發展
國研院奈米元件實驗室已創全球業界之先,成功製作出可直接安裝於智慧型手機的氣體感測晶片。如此一來,即可從現有針對空間環境進行偵測的技術,進化至以「人」為中心的環境監測模式。若未來所有氣體感測器的資料均即時上傳雲端,政府相關單位可即時監測各地環境品質,萬一又發生了像丙烯這種揮發性有機化合物的外洩事件,警消或環保單位即可提早警覺、立即處理,也許就可以避免類似高雄氣爆的事件再度發生,或至少可大幅降低傷亡人數。
近年來個人物聯網或穿戴式裝置使用的各式感測器,已逐漸應用於消費性電子、智慧住宅、保全監控、健康照護、交通運輸、百貨零售,以及警急救難等領域。國研院奈米元件實驗室已成功開發出一氧化碳、二氧化碳、甲醛及揮發性有機化合物的「智慧型氣體感測晶片」,未來除持續開發更多類型的氣體感測晶片外,並將進一步推進到工業級及人體照護級的複合式氣體感測需求。
國研院奈米元件實驗室並將建置一開放式製程技術服務平台,讓國內產學研究團隊可以進行物聯網晶片所需之系統整合工作,以繼續協助推動國內物聯網穿戴式產品與生產力4.0所需之感測技術發展。
附圖:
資料來源:http://money.udn.com/money/story/7369/1838908