Toshiba พัฒนาเซ็นเซอร์วัดค่าการนำความร้อนขนาดกะทัดรัดพิเศษ

โตชิบาพัฒนาเซนเซอร์ขนาดจิ๋ว ปฏิวัติการวัดก๊าซผสมแบบเรียลไทม์

อัปเดตล่าสุด 9 ส.ค. 2566

ในความก้าวหน้าครั้งสำคัญ โตชิบาได้เปิดตัวเทคโนโลยีล้ำสมัยที่ปฏิวัติวิธีการวัดความเข้มข้นของก๊าซผสม นวัตกรรมนี้ให้การตรวจวัดก๊าซสามชนิดหรือมากกว่าแบบเรียลไทม์ในทันที ซึ่งเป็นความสามารถที่ก่อนหน้านี้ไม่สามารถบรรลุได้ด้วยวิธีการทั่วไป

วันที่ 19 กรกฎาคม 2023 โตชิบา (Toshiba) ประเทศญี่ปุ่น เปิดผยความสำเร็จในการพัฒนาเซนเซอร์ก๊าซการนำความร้อนขนาดกะทัดรัดพิเศษที่รวมเข้ากับชิปขนาดเล็ก โดยใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาคหรือเมมส์ (MEMS) ที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของบริษัท สามารถลดขนาดให้น้อยกว่า 1/200 ของขนาดอุปกรณ์ทั่วไป และใช้เวลาในการวัดเร็วกว่า 150 เท่า โดยโตชิบาจะเดินหน้าทำการทดลองต่อไป และมุ่งสู่การใช้งานจริงภายในปี 2026

เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ลดขนาดของเซนเซอร์ให้เหลือเพียงเศษเสี้ยวของรุ่นก่อนเท่านั้น แต่ยังลดเวลาในการตรวจวัดลงอย่างมากอีกด้วย ความก้าวหน้านี้มีความหมายกว้างไกล ตั้งแต่การเพิ่มความแม่นยำในการวัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) ไปจนถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการรีไซเคิลทรัพยากร CO2

จับตาชิปเซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ 6 ชนิด โตรับเทรนด์โลก

Advertisement

สิ่งมหัศจรรย์ขนาดจิ๋ว: เซนเซอร์ก๊าซที่ใช้ MEMS ของ Toshiba

หัวใจของเซนเซอร์นี้อยู่ที่ไมโครฮีตเตอร์ที่เลือกให้ความร้อนแก่เมมเบรน โดยตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงการนำความร้อนของก๊าซที่เกิดจากการดูดซับความร้อนที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไม่เหมือนเซนเซอร์ก๊าซแบบดั้งเดิมที่ใช้เมมเบรนปฏิกิริยาของก๊าซ การออกแบบของ Toshiba มีความทนทานต่อก๊าซพิษสูง ทำให้เป็นเครื่องมือที่ทรงคุณค่าสำหรับสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย

หนึ่งในแง่มุมที่ก้าวล้ำที่สุดของเทคโนโลยีนี้คือความสามารถในการปรับตัว ด้วยการใช้ก๊าซอ้างอิงและองค์ประกอบนำความร้อนที่แตกต่างกัน เซนเซอร์ของ Toshiba สามารถวัดก๊าซได้แทบทุกชนิด ความสามารถในการปรับตัวนี้เอาชนะข้อจำกัดของเซนเซอร์วัดค่าการนำความร้อนทั่วไป ซึ่งสามารถวัดก๊าซได้ดีที่สุดเพียงสองประเภทเท่านั้น

จนถึงปัจจุบัน แก๊สโครมาโตกราฟีซึ่งวิเคราะห์แก๊สในคอลัมน์แยก มักจะใช้ในการวัดความเข้มข้นของแก๊สในแก๊สผสม อย่างไรก็ตาม การวัดผลแบบเรียลไทม์เป็นเรื่องยากเนื่องจากต้องใช้เวลา

ปลดล็อกศักยภาพ: ตรวจวัดก๊าซผสมตั้งแต่สามชนิดขึ้นไป

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญอยู่ที่วิธีการใหม่ของ Toshiba ในการวัดความเข้มข้นของก๊าซผสม เซนเซอร์ใหม่นี้ใช้องค์ประกอบ 2 ชิ้นที่มีความไวต่างกัน ซึ่งแตกต่างจากข้อจำกัดก่อนหน้านี้ที่ตรวจวัดก๊าซได้เพียง 2 ชนิดเท่านั้น อัลกอริทึมของ Toshiba จะคำนวณความเข้มข้นของก๊าซตั้งแต่สามชนิดขึ้นไปด้วยการเฝ้าติดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอันเป็นผลจากความไวเหล่านี้

Hiroaki Yamazaki ผู้เชี่ยวชาญจาก Advanced Device Research Laboratories ของ Toshiba อธิบายว่านวัตกรรมนี้ทำให้เซนเซอร์สามารถวัดความเข้มข้นของก๊าซหลายชนิดพร้อมกันแบบเรียลไทม์

ในการทดลองจริง ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีนั้นชัดเจน เซนเซอร์วัดความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไฮโดรเจน และคาร์บอนได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำในเวลาเพียง 1.7 วินาที ซึ่งเป็นกระบวนการที่ก่อนหน้านี้ใช้เวลา 5 นาที ความเร็วและความแม่นยำที่ไม่เคยมีมาก่อนนี้ถือเป็นก้าวสำคัญ เนื่องจากเป็นตัวอย่างแรกของโลกในการวัดก๊าซแบบเรียลไทม์ตั้งแต่สามชนิดขึ้นไปในสภาพแวดล้อมจริง

การใช้งานและประโยชน์อันกว้างไกล

ความคิดริเริ่มด้านสิ่งแวดล้อมทำให้การเปิดเผย "คาร์บอนฟุตพริ้นท์" ของบริษัทต่าง ๆ การวัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างแม่นยำตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์และบริการจึงมีความจำเป็น เซนเซอร์ของ Toshiba นำเสนอโซลูชันคุณภาพสูง ซึ่งมีส่วนช่วยในการได้มาซึ่งข้อมูลการปล่อยมลพิษที่เชื่อถือได้ ยิ่งไปกว่านั้น ศักยภาพในการยกระดับเทคโนโลยีการรีไซเคิลทรัพยากร CO2 เช่น P2C ซึ่งผลิตคาร์บอนจาก CO2 เป็นหนทางที่สดใสสำหรับความก้าวหน้าที่ยั่งยืน

นอกเหนือจากการวัดการปล่อยก๊าซแล้ว ความสามารถในการปรับตัวของเซนเซอร์ยังถือเป็นคำมั่นสัญญาสำหรับการใช้งานที่สำคัญอื่น ๆ การตรวจจับการรั่วไหลของไฮโดรเจนและการตรวจสอบคุณภาพอากาศภายในอาคารสามารถปรับปรุงได้อย่างมาก อนาคตของเทคโนโลยีถือเป็นโอกาสอันน่าตื่นเต้นเมื่อ Toshiba ปรับโครงสร้างและอัลกอริธึมอย่างละเอียด เข้าใกล้การใช้งานจริงมากขึ้น เพื่อนำไปสู่การประยุกต์ใช้งานจริง

บทสรุป

เซนเซอร์วัดค่าการนำความร้อนขนาดกะทัดรัดพิเศษที่ก้าวล้ำของ Toshiba ได้ทลายข้อจำกัดเดิม ๆ ในการวัดความเข้มข้นของก๊าซ ด้วยความสามารถในการตรวจวัดก๊าซตั้งแต่สามชนิดขึ้นไปแบบเรียลไทม์ นวัตกรรมนี้จึงมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมต่าง ๆ และความคิดริเริ่มด้านสิ่งแวดล้อม ตั้งแต่การวัดค่าการปล่อยก๊าซที่แม่นยำไปจนถึงเทคโนโลยีการรีไซเคิลทรัพยากรที่ได้รับการปรับปรุงและมาตรการด้านความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุง เซนเซอร์ของโตชิบาปูทางไปสู่อนาคตที่ยั่งยืนและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ผลกระทบของเทคโนโลยีก็พร้อมที่จะสัมผัสได้ในวงกว้าง ทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นสัญญาณแห่งความก้าวหน้าในขอบเขตของการตรวจจับก๊าซและการดูแลสิ่งแวดล้อม