Aktuální vydání

celé číslo

03

2024

Automatizační technika v energetice a teplárenství, úspory energie

Snímače teploty

celé číslo

Kombinovaný senzor kvality ovzduší

Každý řidič ze zkušenosti jistě ví, že po vjezdu do tunelu ihned proudí z větracích otvorů dovnitř kabiny automobilu špatný, zapáchající a často až dusivý vzduch, který je v uzavřeném prostoru auta nejenom nepříjemný, ale může být i zdraví škodlivý. Až dosud se řidič mohl v tunelech nebo městských aglomeracích bránit jenom tím, že včas ručně přepnul větrací soustavu z režimu „větrání“ do režimu „vnitřní cirkulace“. Když zareagoval příliš pozdě, vnitřní prostor auta se rychle zaplnil výfukovými plyny, výpary benzinu a jemným prachem z okolí. Toto by se brzy mohlo změnit. Odborníci z Fraunhoferova ústavu pro fyzikální měřicí techniku IPM (Institut für Physikalische Messtechnik) ve Freiburgu společně s vědci a inženýry z vysoké školy ve Furtwangenu a z univerzity ve Freiburgu totiž vyvinuli polovodičový senzor na bázi oxidů různých kovů, který dokáže měřit kvalitu ovzduší. Vcelku jde o malý čip současně zjišťující vlhkost ovzduší i koncentraci určitých plynů v něm obsažených. K tomu byly dosud třeba dva senzory s příslušnou elektronikou – senzor vlhkosti a senzor koncentrace plynů –, které nebylo možné kombinovat. Senzor vlhkosti totiž spolehlivě pracuje jenom při teplotě prostředí, zatímco senzor koncentrace plynů potřebuje provozní teplotu 200 až 400 °C.
Nově jsou oba senzory umístěny na jednom čipu o půdorysné ploše asi 1 cm2 (obr. 1). Ačkoliv leží těsně vedle sebe, nedochází mezi nimi k výměně tepla. Senzor pro zjištění koncentrace plynů tak může být horký a senzor vlhkosti vzduchu přesto zůstává chladný. Je to tím, že senzory jsou sice integrovanou součástí jednoho čipu, ale materiál okolo nich byl odleptán až na několik tenkých připojovacích lamel, kterými může projít jen minimum tepla. Prototypy kombinovaného senzoru s názvem Mosel již úspěšně absolvovaly funkční zkoušky, které prokázaly jejich schopnost současně spolehlivě zjišťovat vlhkost vzduchu a přítomnost, popř. koncentraci CO, CH4, oxidů dusíku a kyslíku v ovzduší. Senzor Mosel je tudíž velmi vhodný zejména k inteligentnímu ovládání klimatizačních zařízení. Vyrábí se standardními postupy používanými při výrobě polovodičových součástek a náklady na jeho výrobu jsou velmi nízké.
Nový kombinovaný senzor pro zjišťování kvality ovzduší Mosel byl pracovníky Fraunhoferova ústavu IPM představen na veletrhu Sensor + Test 2007 v Norimberku letos v květnu i s ukázkou několika možných způsobů použití. V autě by mohl např. při vjezdu do tunelu zajistit automatické přepnutí větracího systému do režimu cirkulace vnitřního vzduchu, v kancelářských budovách aktivovat větrací soustavu při poklesu obsahu kyslíku ve vzduchu nebo překročení vlhkosti vzduchu ve sledovaném prostoru oproti jejich referenčním hodnotám, ve školních třídách nebo posluchárnách zajistit při vydýchaném vzduchu automatické otevření ventilačních štěrbin v oknech apod.
Kab.
[Tisková informace Fraunhoferovy společnosti, květen 2007.]
 
Obr. 1. Kombinovaný polovodičový senzor kvality ovzduší Mosel (foto: Fraunhofer IPM)