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家居智能化下的传感器新挑战

Simon观察 来源:电子发烧友网 作者:黄山明 2022-05-23 07:28 次阅读
电子发烧友网报道(文/黄山明)在家居智能化的当下,传感器成为其中不可或缺的一环。或者说,正是由于传感器的加入,让家居向智能化迈出了重要的一步,因此传感器在智能家居上的技术变革,也代表着智能家居未来的发展方向。

用创新技术来降低传感器成本

瑞士Sensirion是一家以优质可靠的传感器解决方案闻名全球的企业,盛思锐贸易(深圳)有限公司(以下简称盛思锐)则是Sensirion在中国的全资子公司。为了探究传感器在智能家居发展过程中的演变,电子发烧友网专程采访了盛思锐中国区家电市场销售主管杜成。
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杜成表示,盛思锐目前在智能家居中两大块进行布局,一个是智能家电,另一个为IAQ监测仪类的消费电子产品,公司几乎涵盖了所有传感器的技术。

从智能家居市场角度来看,温湿度传感器由于适用范围广,增速较快,即便盛思锐温湿度传感器已经做了20多年,但近几年仍然发现市场并未饱和,反而对于这种传感器仍存在大量需求。

其他如检测PM2.5、CO2的传感器尽管需求也在增长,但增速并未如温湿度传感器这么快,其主要原因在于成本。通常温湿度传感器成本较低,而PM2.5、CO2传感器动辄数十上百元,许多企业无法承受。

以检测CO2为例,传统的技术是采用NDIR红外光学,这种技术已经持续投入市场数十年,好处是性能等各方面都非常稳定,但问题在于此类传感器需要一个很长的通道,从发射端到接收端,越长越准,因此体积通常较大,同时光的发射端与接收端比较贵,叠加近几年元器件的涨价,让这种传感器价格水涨船高。但下游需求仍在,因此不少客户表示,能不能做得更便宜。

问题在于,这项技术已经非常成熟,大家价格其实都差不多,但想要做得更低,就无法简单的通过规模生产来降成本,除非用技术来创新。

用发射光线来检测CO2的方法很成熟,短时间内也基本无法找到其他更有效的检测方法,但在不一定要用接收光线的方法。

据杜成透露,几十年前实验室中便有一种技术,同样通过发光检测CO2,但光线被CO2吸收后会发出震动。依靠这个特性,只需要旁边放一个麦克风,听到震动声音的大小,通过简单的算法便能够计算出CO2含量的多少,声音大CO2含量多,声音小意味着CO2含量少。
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改进后的光声CO2传感器SCD4x

因此盛思锐通过这项技术突破尺寸壁垒,将其做成了一个小型的CO2传感器,尺寸仅为10.1 x 10.1 x 6.5mm³,不仅元器件变少,成本变低,同时还不怕摔,耐用性、稳定性都更好,成本也减少了50%左右。

智能家居发展下的传感器新需求

随着智能家居的发展,对于传感器的要求也越来越高。从智能家居的发展上,杜成表示目前看到了对传感器影响的三个需求的变化。

一是个性化需求。越来越多客户希望为自家空气净化器增加空气质量检测的功能,除了常见的温湿度,TVOC(可挥发性有机化合物总量)传感器外,针对中美等国家,会有许多燃油车排放尾气,从而产生如氮氧化物(即二氧化氮等致癌物质)检测的需求。

盛思锐一些重要客户也会提出此类的要求,比如戴森希望将VOC传感器升级,既能够检测TVOC又能检测氮氧化物。最后通过技术升级,实现了一个传感器同时输出两个信号,满足了客户的要求。

二是集成化需求。同样是戴森,在一款新开发的空调扇中同时集成PM2.5传感器、VOC传感器和温湿度传感器等,却也面临设计更加复杂,测试难度也更大的问题。

为此,盛思锐开发了一款多合一传感器模块,可准确测量PM2.5、TVOC、温湿度等多种环境参数。不仅极大节省了产品的内部空间,并且也减少了许多不必要的排线布置等,总体算下来成本比原来单个传感器更低。
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多合一传感器模块SEN5x

三是不同地区的针对性设计。比如在中国,会有许多客户要求空气净化器带甲醛检测的功能,盛思锐因此专门为中国客户研发了一款电化学原理的甲醛传感器。

但问题在于电化学甲醛传感器寿命较短,从揭开包装那一刻起传感器便已经开始与空气进行反应,通常有效时间仅在1-2年,寿命太短,可能还没到消费者手里,传感器已经失效了;二是传感器的抗干扰性需求较高;三是甲醛传感器通常用于工业检测,但市区甲醛一般含量较低,因此需要在低量程的情况下保证高精准性。最后,盛思锐为客户提供了一款满足要求的产品。
 
甲醛传感器SFA30工作寿命长达6年


盛思锐的坚持

杜成表示,盛思锐的研发创新团队分为两批,一批看5年以内,主要将现有技术进行匹配,调制出满足客户需求的产品;另一批则是看长远,主要是专攻创新技术,着眼于未来。

盛思锐每年都会将营收的20%投入到研发当中,来保证自身技术的领先性,而且已经持续了多年。盛思锐在传感器出厂检测上,更是依靠技术的创新,做到了每个传感器都能进行检测校验。

以技术创新来获得更高的营收,通过观察智能家居行业客户的需求来倒逼技术的迭代,以过硬的实力来获得市场的认可,或许这就是盛思锐的坚持。
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