光聲光譜技術打造緊湊型CO2傳感器，精準監測室內空氣品質

隨著對環境健康和能源效率的關注日益增加，室內空氣品質已成為各行業關注的焦點。無論是住宅還是商業建築，越來越多的智慧技術被整合進去，以監測和維持最佳條件。尤其二氧化碳（CO2）濃度是空氣品質的重要指標，可能影響認知功能和整體健康。

Infineon的PASCO2V15是一款基於光聲光譜技術（PAS）的小型二氧化碳傳感器，能夠實現高精度氣體檢測。

Infineon推出小型PAS CO2傳感器

PASCO2V15（數據表連結）架構整合了MEMS麥克風和紅外線（IR）光源，其中CO2分子吸收紅外線輻射。這種吸收會在傳感器腔室內產生微小的壓力變化，並由整合的聲學MEMS檢測到。這種設計最大限度地減少了對光學組件的需求，增強了穩定性，並將整體尺寸縮小到13.8 mm x 14 mm x 7.5 mm。

▲ PASCO2V15 架構圖 

憑藉這種架構，傳感器實現了高精度，在400 ppm至3,000 ppm之間提供±50 ppm ±5%的精度。傳感器的整體範圍為0至32,000 ppm。

該傳感器還具有壓力補償功能，可根據大氣壓力變化校正CO2讀數。它支援自動基線偏移校正（ABOC），以補償老化引起的長期漂移。該設備還可以執行強制補償，以便更快地重新校準。

在電源供應方面，PASCO2V15需要5 V用於紅外線發射器，3.3 V用於數位組件，峰值電流為5 V時290 mA，3.3 V時10 mA。它具有55秒的典型回應時間，並可在三種模式下運行：待機、單次測量和連續測量。在連續模式下，裝置可設定測量間隔，範圍從5秒至4,095秒。當每分鐘進行一次測量時，感測器的平均功耗為30mW。

什麼是PAS？

光聲光譜是一種氣體檢測方法，利用光聲效應，即氣體分子吸收光並將其轉換為聲波。

PAS的工作原理是將調製的紅外線光照射到含有目標氣體（在本例中為二氧化碳）的腔室中。當氣體吸收紅外線輻射時，能量轉換為熱量，引起週期性的壓力波動。這些壓力變化產生聲波，由高靈敏度麥克風（通常基於MEMS）檢測。透過分析聲學訊號，用戶可以準確地確定氣體濃度。

▲ 光聲光譜儀的組件。圖片來源：Chemistry LiibreTexts

與依賴光吸收光學檢測的非分散紅外線（NDIR）傳感器不同，PAS直接測量氣體吸收產生的聲學訊號。這消除了對鏡子和探測器等光學組件的需求，大大降低了傳感器的尺寸和複雜性。因此，基於PAS的傳感器可以做得更緊湊，並且不易出現漂移或對準問題，進而提高了長期可靠性。此外，即使在低濃度環境中，PAS也具有出色的靈敏度，使其適用於室內空氣品質監測或工業氣體感測等應用。

CO2感測打造更智慧的建築 隨著越來越多的行業重視室內環境品質，整合PASCO2V15等傳感器可能會改變建築物即時監測空氣品質的方式，進而實現更智慧化的通風系統自動化和能源管理。

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• 資料來源：allaboutcircuits