NDIR方式CO2センサの技術概要

2020.10.10 センサ関連技術

注目されるソーシャルディスタンスの指標としてのCO2センサ

最近の新型コロナウイルス COVID-19により、ソーシャルディスタンスが重要と言われています。

つまり、人と人との距離を一定以上に取ることが必要とされています。

この新しい習慣は、今後も続くことになると考えられています。

これの意味するところとしては、ウイルスに感染する前に、ウイルス感染を予防することが求められています。

コロナ禍にあたって、IoTを活用したセンシング技術として有望な指標は何でしょうか？

今、CO2センサを活用したCO2濃度測定が注目されています。

人は呼吸をすることによって、酸素を吸って、二酸化炭素を吐き出します。

つまり、人が密集しているかどうかを測定するための指標として、CO2濃度が使えるのではないかというわけです。

ここでは、CO2センサを構築するにあたって、Tele-Sentientで開発中のSensor I/F LSIの活用について説明したいと思います。

CO2センサの方式として、よく使用されている方式に、NDIR (Non Dispersive InfraRed)方式があります。

NDIR方式は、非分散型赤外線吸収式と呼ばれています。

ガスは、その分子の構造によって、特定波長を吸収します。

この吸収度合いを測定、赤外線放射吸収のスペクトル分析することで、ガスの濃度を測定することができます。

CO2の場合は、4260nm近辺の赤外線を吸収しますので、光源から4260nmの光を当てて、その吸収度合いをフォトダイオードで測定することで、CO2濃度を測定することができます。

また、AFE (Analog Front End)と呼ばれる、アナログ技術である微小信号の増幅回路などが必要となります。

原理的には、上図のような構成で、光源、フォトダイオード、AFEによって、CO2センサを構成することができます。

Tele-Sentientで開発中のSensor I/F LSIは、光源を制御する回路、フォトダイオードの信号を検出する回路、AFE回路が含まれています。

つまり、LEDとフォトダイオードを接続することによって、オーダーメイドのCO2センサを構成することができます。

オーダーメイドである代表的な利点は、Ultra Low Power Modeをサポートして低消費電力化を図ることができること、などが挙げられます。

Sensor I/F LSIの詳細や、これらの利点については、また、別で説明したいと思います。

Tele-Sentientでは、製造パートナー、開発パートナーを募集しております。

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