提起voc大家一定不陌生，在噴漆、絲印移印等生產(chǎn)工序中，我們都能親密接觸到VOC氣體，VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds）的英文縮寫。近年來，各地環(huán)保部門已經(jīng)加強(qiáng)了VOC排放總量控制以及排放治理，根據(jù)十三五規(guī)劃的媒體報(bào)道，十三五期間VOC氣體治理仍是重點(diǎn)。那么對于普通民眾來說，為了防止voc對身體健康產(chǎn)生危害，應(yīng)該如何輕松快捷地檢測出所處環(huán)境的voc含量呢? 最近網(wǎng)上有傳Cambridge CMOS Sensors （簡寫：CCS）的氣體傳感器用于智能手機(jī)的新聞。前幾天，CCS公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)Paul Wilson也要臨深圳，對公司的新一代氣體傳感器CC811數(shù)字氣體傳感器，做了一次專門的媒體發(fā)布會。
智能手機(jī)需要新技術(shù)，尤其要靠新的傳感器給智能手機(jī)帶來新的賣點(diǎn)。如果智能手機(jī)能夠檢測出VOC氣體（注：VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫），確實(shí)會讓手機(jī)廠商們以此作為一個賣點(diǎn)。但氣體傳感器能夠?yàn)槭謾C(jī)增加什么樣的功能，可以幫助手機(jī)用戶檢測室內(nèi)的甲醛、苯、煤氣、CO或是酒精的濃度嗎？
首先我們來看看CCS的氣體傳感的技術(shù)和產(chǎn)品。CCS公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)Paul Wilson介紹，CCS成立于2008年，是一家IC設(shè)計(jì)公司，其總部位于英國劍橋。核心技術(shù)是MEMS CMOS Micro-hotplates（中文為微加熱盤）的技術(shù)應(yīng)用。與其它氣體傳感器不同的是，CCS公司的微加熱盤采用了金屬鎢作為熱傳導(dǎo)反應(yīng)載體，可以20微秒內(nèi)完成 加熱過程，而傳統(tǒng)的氣體檢測加熱盤，則需要5至10分鐘。因此在化學(xué)反應(yīng)過程中，氣體的檢測只需要花耗6微瓦的功耗，在現(xiàn)有的三種檢測模式中最為省電。另外CCS的CMOS氣體傳感器的另一個優(yōu)點(diǎn)是，在不接觸水的情況下，與空氣接觸的檢測行為，幾乎不會有任何的功能衰減。“我們做了700多萬次的測試，幾乎沒有衰減。它的有效使用時間可長達(dá)五年。” Paul Wilson表示。
通過這個專利技術(shù)，CCS公司發(fā)布了第一代的氣體傳感器是CC801。在一些手機(jī)配件、可穿戴設(shè)備以及消費(fèi)電子上，出貨量達(dá)到了15萬片。但CCS801作為一個傳感器，它需要與MCU和其它外圍元件一起，設(shè)計(jì)成一個模組，才能與處理器一起做成產(chǎn)品。“CC801與不同的MCU搭配，每個工程師都要重新調(diào)試設(shè)置參數(shù)，我們的支持人員和客戶工程師都感到很辛苦。因此推出了這款內(nèi)置Silab的8051核的MCU，ADC和以及I2C數(shù)字接口，所有這些功能都集成到一個尺寸為2.7mmx4.0mm的LGA封裝中，適應(yīng)于低功耗與小尺寸的應(yīng)用，例如在智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備上，” Paul Wilson說。
CCS811可以有三種主動檢測模式：1秒一次，10秒一次以及60秒一次，主動測試時的功耗低于每分鐘1.2mW。另外還可設(shè)置為idle空閑模式，功耗低于6uW，它在不開啟使用時幾乎不會損害手機(jī)的待機(jī)時間。
它用在手機(jī)時，可以做到哪些檢測呢？
CCS公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)Paul Wilson表示，CCS811可以用于檢測酒精和危險氣體，例如CO和各種VOC。如果是將手機(jī)開啟氣體檢測模式，它可以檢測到家里的CO（煤氣）濃度，或是檢測VOC的濃度，并通過手機(jī)的APP，發(fā)出警報(bào)。下面是一家深圳的手機(jī)公司根據(jù)CCS801做出的手機(jī)樣機(jī)。里面的APP顯示出檢測的eCO2的濃度數(shù)據(jù)。eCO2是等效二氧化碳的等級或是總TVOC的指標(biāo)，數(shù)據(jù)精確到了PPM級。
因此，如果是采用了CCS811的手機(jī)，在室內(nèi)開啟檢測模式時，是可以迅速檢測到室內(nèi)的煤氣的濃度是否超標(biāo)，這算是一個很有用的功能。
但Paul也指出，CCS811或是CCS801都不能用于直接檢查室內(nèi)裝修材料釋放的甲醛或是苯的濃度。雖然通過第三方在歐洲很多國家地區(qū)作過檢測，室內(nèi)的eCO2數(shù)據(jù)與甲醛或是苯與有一個大概的換算關(guān)系，但依然不能作為檢測結(jié)果使用。因此，他認(rèn)為采用CCS811的手機(jī)或可穿戴設(shè)備或是智能家居、物聯(lián)網(wǎng)的新產(chǎn)品，最好是采用區(qū)域數(shù)據(jù)劃分警示等級，而不宜直接向消費(fèi)者給出數(shù)值作為檢測參考結(jié)果。
另外，由于PM 2.5是屬于微小顆粒物質(zhì)，CCS801或CCS811，均不能檢測PM 2.5的數(shù)據(jù)。
CCS811的采購成本是一萬片起批量采購的價格單片5.82美金。現(xiàn)在CCS公司提供樣片和開發(fā)評估工具，明年1月量產(chǎn)。該芯片的晶圓代工TSMC，封裝在日月光。
最后的結(jié)論：
CCS811是一顆低功耗小尺寸功能強(qiáng)大的氣體傳感器，它比前一代的產(chǎn)品CCS801更適合用于手機(jī)，以及可穿戴設(shè)備、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上。當(dāng)然，成本也不會低。
