屢獲殊榮的納米傳感器先驅(qū)Nanusens宣布，它正在為電子煙（E-Cig）中出現(xiàn)的誤觸發(fā)問題申請專利。用戶的吸氣行為被電子煙檢測到，然后加熱煙油/煙葉以產(chǎn)生蒸汽，但電子煙中的傳感器誤觸發(fā)導(dǎo)致它會被誤加熱，這發(fā)生在用戶的口袋里是一件危險的事情，而且誤觸也快速損耗電量。

"首席執(zhí)行官Josep Montanyà博士解釋說："我們一直在研究將電子煙作為我們納米級壓力感應(yīng)MEMS的一個市場，并遇到了阻礙MEMS在電子煙中替代駐極體電容式麥克風(fēng)（ECM）的誤觸發(fā)問題。我們已經(jīng)找出了造成誤報的原因，并正為我們的解決方案申請專利，以便我們可以將其授權(quán)給希望進入該市場的MEMS公司。"

(資料圖片)

電子煙使用壓力傳感器來檢測用戶是否吸氣，當前最流行的類型是駐極體咪頭(ECM)。它是一個差壓傳感器，檢測兩個輸入端口之間的壓力差。前端開口靠近用戶吸氣的地方，用以快速檢測壓力變化。另一端，空氣從周遭環(huán)境中進入后端開口的路徑會受到限制，并有刻意設(shè)計來延遲壓力變化。當用戶吸氣時，前端開口的氣壓下降，但后端開口沒有變化。傳感器通常會被設(shè)置為當前后端開口之間的壓差超過約300 Pa(帕)時被觸發(fā)。

使用ECM的缺點是它們體積大，而且需要手工焊接，成本高又容易出錯。但使用SMD封裝的MEMS壓力傳感器可以解決這些問題，因為它更小、可以使用自動SMT技術(shù)，因此生產(chǎn)成本更低。然而，與ECM相比，它們存在著大量的錯誤觸發(fā)，使得這種方案受挫。

Montanyà博士解釋說："當使用MEMS傳感器時，由于體積要小得多，因此外部空氣到后端開口的路徑更窄。我們認為，它很容易被電子煙中產(chǎn)生的煙油所堵塞。當這種情況發(fā)生時，因檢測不出后端壓力變化，壓力傳感器無法再準確測出兩端壓差，只能作為一個絕壓傳感器來發(fā)揮作用。在環(huán)境壓力的變化超過了300帕?xí)r，就容易引起誤觸發(fā)。環(huán)境空氣壓力在海拔高度上每米的變化約10帕，因此在電梯中僅僅上升12層樓就可能導(dǎo)致誤觸，而飛機機艙中的空氣壓力變化甚至更大，這就造成了多種錯誤觸發(fā)導(dǎo)致煙絲溫度過高的潛在危險情況。廠家試圖尋找出誤觸發(fā)的原因，但讓人困惑的是這種現(xiàn)象隨機分布，無規(guī)律可循。然而這正好支持了 ”煙油堵塞是虛假觸發(fā)的原因” 這一理論，因為相對低粘度的煙油會蒸發(fā)，堵塞和誤觸發(fā)的情況會消失，但隨后又可能被堵塞。

一個解決方案是擴大氣路通道以防止堵塞，但這會消除掉所需的延遲，傳感器可能將永遠不會觸發(fā)。另一個解決方案是增加封裝的尺寸，使空氣通道能夠延遲壓力變化，但不容易堵塞。然而，這會讓MEMS壓力傳感器的尺寸和成本優(yōu)勢消失。

Nanusens已經(jīng)申請了一項專利，提供了一種簡單的解決方案，使用絕壓傳感器而不是差壓傳感器，隨著時間的推移對讀數(shù)進行平均，作為外部環(huán)境的壓力參考值。如果讀數(shù)值大于預(yù)設(shè)閾值 300 Pa(帕)，可以將瞬時壓力讀數(shù)與外部環(huán)境參考值之間的差值用于觸發(fā)。

使用這一概念意味著可以使用MEMS壓力傳感器來降低成本，并且消除基于MEMS設(shè)計可能遭遇的誤觸發(fā)狀況。因為不再需要第二個端口及其空氣通道來檢測環(huán)境壓力，電子煙的設(shè)計也簡化了。

"Montanyà博士總結(jié)說："由于我們已經(jīng)解決了一個重要的安全問題，我們決定，將授權(quán)我們的解決方案，使其普遍可用，因為它將與任何類型的壓力傳感器一起工作。在不久的將來，我們將利用我們的納米級MEMS將這一想法商業(yè)化，但現(xiàn)在授權(quán)以迅速使其在市場上被采用更為重要，因為它有可能拯救生命。"

更多細節(jié)會在該公司的白皮書“一種用于電子煙的新型傳感器解決方案”中揭秘，該白皮書可在Nanusens的官網(wǎng)中找到。https://nanusens.com/wp-content/uploads/2022/10/Nanusens-white-paper-on-pressure-sensor-for-e-cigarettes.pdf

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Nanusens于2014年，由Dr. Josep Montanyà 及Dr. Marc Llamas所創(chuàng)立，總部位于英國佩恩頓，在西班牙巴塞羅那和中國深圳設(shè)有研發(fā)辦公室，以創(chuàng)始人前任公司Baolab Microsystem的研究與和專業(yè)知識為基礎(chǔ)。 Nanusens是由Inveready(www.inveready.com/venture-capital/)、Caixa Capital RISC (www.caixa capital risc.es/en/) 和Dieco Capital (www.dieco-capital.com) 風(fēng)險投資公司以及幾位超高凈值投資者提供的資金資助運營。Nanusens在 2019年TechWorks獎中獲得了年度顛覆性創(chuàng)新和年度新興技術(shù)公司獎，并在2019年Elektra獎中獲得了年度最佳活動獎。

關(guān)鍵詞： 解決方案 壓力傳感器 申請專利 差壓傳感器 外部環(huán)境