通过高精度传感器监测周围环境的CO2和温湿度参数

阿尔卑斯阿尔派株式会社(TOKYO：6770，总裁兼首席执行官：Toshihiro Kuriyama，总部：东京，下称“阿尔卑斯阿尔派”)开发一款用于监测周围环境的二氧化碳(CO2)浓度和温湿度参数的高精度空气环境传感器模块。通过监控餐饮店和娱乐场所等地点中的室内通风情况和温湿度，从而为新冠疫情防控作贡献。该模块除了CO2和温湿度传感器，还将集成用于检测PM2.5、挥发性有机化合物(VOC)和酒精的传感器。我们将继续开展市场调查，将其推广至有助于遏制全球变暖的白色家电节能功能和有助于安全出行的防驾驶员瞌睡功能等广泛的用途。该产品计划于2022年开始量产。

研发背景

虽然新冠病毒疫苗开发有所进展，但是全球疫情未见平息迹象。日本厚生劳动省(Ministry of Health, Labour and Welfare)指出：在发现群体感染的场所均存在三个共同特征 - “处于通风差的密闭空间”、“多人聚集”、“近距离(相互伸手可及的距离)交谈或发声”。为了有效防控，在餐饮店、娱乐场所等人员聚集的经营场所，将限制人数、缩短营业时间、酒精消毒、测量体温等，并确保通风。

特别在通风方面，如果门窗始终敞开保持通风，那么室内的温湿度将会受到干扰，从而可能导致居住环境的舒适度受到影响。但是另一方面，如果以调节温湿度为主进行定期通风，问题是难以判断通风水平是否真的能够有效防止病毒传播。因此，掌握最佳通风时机所需的高精度CO2传感器以及将受通风干扰的温湿度恢复至舒适状态所需的高精度温湿度传感器的需求越来越大。

传感器技术领域是阿尔卑斯阿尔派的优势所在，至今已开发出检测CO2、温湿度以及气压、荷载、电流等参数变化的传感器，被用于汽车、消费类电子、智能手机、工业设备等多种多样的产品中。利用这方面的专业知识和经验，阿尔卑斯阿尔派开发了这款空气环境传感器模块，助力于新冠疫情防控。

研发概况

此次发布的空气环境传感器模块是我们与Sensirion合作开发的产品※1。该模块可高精度检测周围环境中的CO2浓度和温湿度水平。在维持舒适室内空间的同时，为防止新冠病毒蔓延作贡献。

目前市面上的CO2传感器广泛应用的是非分散红外线吸收方式(NDIR : Non-Dispersive Infrared absorption spectroscopy)，其原理是根据红外线发射机与接收机之间CO2分子吸收的红外线变化量来确定CO2浓度。传感器的大尺寸是一个问题，因为检测精度取决于红外线的路径长度。另外在NDIR中，还存在着装配设计时或产品运输时红外线输出轴错位导致发生检测误差的风险。

而本模块搭载的CO2传感器采用光声光谱技术(PAS : Photo Acoustic Spectroscopy)(参见以下图1)。工作原理是通过话筒采集CO2分子接触到发射红外线而发出的振动声来检测CO2浓度。由于检测精度无需依靠红外线的路径长度，因此实现高精度测量的同时，传感器尺寸得以大幅度缩小，仅为10.1 × 10.1 × 6.5mm。除此之外，由于无需像NDIR传感器一样在红外线发射机的对面配置检测器，因此不会受到外部冲击的影响，稳定性更高。

阿尔卑斯阿尔派运用多年传感器开发中积累起来的专业知识和经验，可根据客户的要求，除了为客户提供CO2和温湿度传感器外，还可集成VOC和酒精传感器供选择。在减少客户端装配设计人工的同时，可根据用途进行功能添加以满足多样化的需求。

Sensirion

NDIR传感器与PAS传感器的尺寸比较

图1

关于前景

该模块除了用于餐饮店和娱乐场所的通风监控以外，还将用于白色家电的节能功能和防驾驶员瞌睡功能等各种用途，我们将在日本国内以及全球开展市场调查，争取在2023年度内实现销售额超过10亿日元的目标。通过该模块的市场部署，创造出对抗新冠病毒传播、遏制全球变暖、为人们的安全出行作贡献等受人类与地球欢迎的新价值。