解決方案與產(chǎn)品應(yīng)用
基于mems技術(shù)的空氣質(zhì)量傳感器應(yīng)用于穿戴設(shè)備
更新時間：2023-01-03 15:05:28
應(yīng)用介紹
摘要：可穿戴式設(shè)備很注重的一點(diǎn)是體積要小，用戶在使用的時候應(yīng)該是無束縛感的，甚至是可以忘記攜帶了一款設(shè)備的。因此，在可穿戴式設(shè)備上的元器件都應(yīng)該盡可能地小，盡可能地提高集成度，同時降低功耗，這樣才是用戶真正愿意日常使用的可穿戴式設(shè)備。
近兩年來，不論是智能家居還是可穿戴產(chǎn)品，都帶來了很多有趣的使用系統(tǒng)，而這其中，“監(jiān)測”便是其中的重點(diǎn)之一。無線攝像頭、恒溫器、智能體重秤或是運(yùn)動手環(huán)，都擁有各自監(jiān)控的領(lǐng)域，讓人們的生活變得更輕松。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和市場的成熟，用戶對監(jiān)測類設(shè)備的要求越來越高，不僅僅局限在功能，對個人定制需求也更為迫切。
而隨著核心傳感器的不斷發(fā)展，更復(fù)合、多方面的監(jiān)測形態(tài)，將是新的市場趨勢，空氣質(zhì)量監(jiān)測就是其中一員。通過搭載更前沿的傳感器，可以監(jiān)測空氣中的粉塵顆粒、二氧化碳、揮發(fā)性有機(jī)化合物（如丙酮、苯等），使得性能更加強(qiáng)大。隨時隨地監(jiān)測周圍的空氣質(zhì)量，使得空氣監(jiān)測設(shè)備的終極形態(tài)將是可穿戴化。同時通過藍(lán)牙，數(shù)據(jù)能夠及時發(fā)送到智能手機(jī)上，提醒用戶注意空氣質(zhì)量，做好相關(guān)的規(guī)避和處理。
但是，要做到這些，傳感器的選擇方面，我們會面臨一些困難，包括：
1) 為了滿足用戶“穿”“戴”的要求，可穿戴設(shè)備必須體積足夠小，重量足夠輕。因此，可穿戴設(shè)備內(nèi)部供安裝電池的空間非常小。如果需頻繁地對電池進(jìn)行充電或更換電池，無疑會讓用戶對設(shè)備的價值和功能倍加質(zhì)疑。那么，整個電路在設(shè)備運(yùn)行時應(yīng)消耗盡可能少的電量，在非運(yùn)行狀態(tài)時開啟省電模式，所以傳感器需要做到低功耗。
2) 可穿戴設(shè)備主要是供人們“穿”“戴”的，也就是說，他們將會隨著人的移動而不斷轉(zhuǎn)移，包括環(huán)境氣體成分、溫度、濕度、振動等的變化會對設(shè)備的功能造成影響，所以就要求前端的傳感器元件要有好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。
3) 傳感器除了具有好的基本性能外，還得保證其他方面的優(yōu)勢，比如更高的集成度和小型化、更高的靈敏度、更長的壽命等。
未來，運(yùn)動手環(huán)、監(jiān)測器除了計步、監(jiān)測心率，還需要配備更多功能，尤其是對環(huán)境、空氣的監(jiān)測，體積更小、能夠監(jiān)測更多有害氣體的傳感器也會更為普及。但常規(guī)的半導(dǎo)體傳感器雖然體積夠小，可對于穿戴設(shè)備還是要大很多，功耗也是完全無法保證智能設(shè)備的長時間續(xù)航使用。
面對這些需求和趨勢，日本費(fèi)加羅（FIGARO）公司研發(fā)并推出了一款適用于智能穿戴設(shè)備上的空氣質(zhì)量檢測傳感器TGS8100，可以檢測空氣中煙氣、VOCs等，實(shí)時反饋當(dāng)前所處環(huán)境的空氣質(zhì)量，提醒用戶關(guān)注空氣質(zhì)量。
TGS8100是一款新型MEMS半導(dǎo)體氧化物傳感器，基于前沿的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)和在金屬氧化物類氣體傳感器領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，費(fèi)加羅已經(jīng)成功研發(fā)了一種新型的功耗很低體積非常小的室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器。因具備優(yōu)秀的耐久性和穩(wěn)定性，TGS8100已日益成為空氣凈化器、空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備啟動等家庭和辦公環(huán)境中應(yīng)用的理想產(chǎn)品，同時可以完美的適用于智能穿戴設(shè)備上。
傳感器的典型特征：
表面貼片封裝；
功耗低；
對香煙煙氣、廚房油煙和氣態(tài)空氣污染物高度敏感；
壽命長；
成本低
其中，傳感器的小體積和低功耗（約15mW），
使得空氣質(zhì)量傳感器用于智能穿戴設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。
