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Nanusens為電子煙安全問題申請專利

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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(zhǔn)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

關(guān)于Nanusenswww.nanusens.com?

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

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