TDK、CO2検出用のMEMSガスセンサーを発売
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すごい。熱伝導率変化とCO2濃度の相関をみるようだ。
https://www.youtube.com/watch?v=Ntmwy3EI0ek
https://invensense.tdk.com/smartenviro/これ、すごいと思う。
VOC換算のeCO2ではなく、CO2濃度を直接測定するセンサには複数の方式がある。
最近多いのはNDIR（非分散型赤外）式で、赤外線がCO2に吸収される特性を利用した方式。赤外線吸収波長がガス種によって固有なので、ガス選択性が高く、干渉しにくいので高精度とされる。村田はこの方式で出している。ただ、光源とか吸収のためのガスセル光路長が必要で、大きくなりがちなのが欠点。
あとは、固体電解質型もある。これはイオン伝導可能な固体電解質を利用するもので、一方の電極上で炭酸イオンを生成すれば、イオン電流が流れて起電力を生じる。実際には炭酸イオン電解質は良い材料がなく、炭酸リチウムイオン電解質を使うとかするらしい。欠点の少ない方法ではあるが、おそらく材料的に難しいのか、あまり普及していない。
で、このセンサはなんとサーミスタ方式。加熱されたサーミスタに計測ガスが暴露される構造で、ガス中のCO2濃度が高くなると、ガスの熱伝導率が低くなり、サーミスタから熱が逃げにくくなる。するとサーミスタの温度が上がるので、これを検知するという方式。
サーミスタ方式は、おそらく最古のCO2センサだと思うけど、ガスの熱伝導率はCO2濃度だけでなく、温度、湿度、ガス組成に依存する。つまり、外乱があまりにも多すぎるので、ほとんど実用化されていない。
では、どうやって外乱を潰しているのか？ 基本的な考え方としては、外乱を一定にするか、補正するかの二択。AI搭載というからには、何かしら補正を使っていそうではある。
ヒーター搭載しているので、温度は一定にできる。まあ、どうせ測定してるから、補正もできる。普通に加熱すると電力消費大きいので、素子とかガスセルの熱容量を小さくするのに加え、断熱構造が採用されているはず。
湿度も一定にするか、補正するか。ヒーターで加熱すれば、水分子をある程度追い出すことはできるだろうし、ガスセルに水フィルタを入れても良い。TDKは湿度センサを持っているので、これで測定して補正することもできるだろう。
ガス組成は、おそらく大気使用を前提として、割り切っているのではないか。普通、オフィスとかで変なガスが出ることはない。そういう場所で使うCO2センサという位置づけ。これを無理して潰すと、複雑高価になり、本来の利点が消える。
デバイス構造を見てみたい。
