挑戰(zhàn)

近年來,人們?nèi)找嬷匾暯】?,這使得室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要性愈發(fā)凸顯。作為領(lǐng)先的傳感器解決方案制造商,英飛凌抓住這一機(jī)遇,進(jìn)一步提升其用于檢測二氧化碳的創(chuàng)新光聲光譜(PAS)傳感器。隨著市場對高質(zhì)量氣體傳感器的需求持續(xù)上升,他們希望能夠優(yōu)化傳感器性能并簡化制造流程。

近幾年來光聲光譜法作為一種用于檢測氣體的技術(shù)被廣泛認(rèn)可。然而,英飛凌開發(fā)的先進(jìn)傳感器外形設(shè)計尤為小巧。為了實(shí)現(xiàn)卓越產(chǎn)品性能,英飛凌找到了戈爾。作為業(yè)內(nèi)的佼佼者,戈爾擁有與英飛凌同樣的創(chuàng)新思維和遠(yuǎn)大目標(biāo)。幸運(yùn)的是,他們發(fā)現(xiàn)戈爾正是他們的理想合作伙伴。

解決方案

英飛凌先進(jìn)的PAS二氧化碳傳感器需要盡可能降低吸收室中的背景噪音,以確保精確測量二氧化碳濃度。因此,在為客戶開發(fā)理想的解決方案時,我們面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)。

通常,戈爾設(shè)計傳統(tǒng)的防水透氣產(chǎn)品以確保聲音透明度。但在這個項(xiàng)目中,我們需要設(shè)計一款防水透氣膜,既能顯著提高降噪性能,同時又能便于目標(biāo)氣體擴(kuò)散,并盡量縮短響應(yīng)時間,而不是一昧追求降低聲學(xué)衰減以達(dá)到理想的聲音體驗(yàn)。最后,該解決方案必須能夠承受英飛凌封裝流程的高溫要求。

在追求創(chuàng)新的推動下,雙方工程團(tuán)隊高效迅速地展開合作。為了找到滿足英飛凌需求的理想產(chǎn)品,戈爾憑借自身的出眾能力和行業(yè)知識開發(fā)出一種聲學(xué)測試方法,以確定理想的防水透氣膜產(chǎn)品。隨后,戈爾又對這些產(chǎn)品進(jìn)行了測試(見圖1和圖2),并由英飛凌對其最終性能進(jìn)行評估。

在進(jìn)行響應(yīng)時間測試時(如圖2所示),戈爾團(tuán)隊將PAS二氧化碳傳感器放置在一個密閉的盒子中,并注入特定量的二氧化碳,使二氧化碳濃度達(dá)到約2300 ppm。盒子內(nèi)部達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,戈爾專家測量了盒內(nèi)二氧化碳濃度降低至再次達(dá)到室內(nèi)濃度所需的響應(yīng)時間T63。

圖1a:帶有英飛凌封裝蓋和戈爾防水透氣膜的PAS測試夾具

圖1a:帶有英飛凌封裝蓋和戈爾防水透氣膜的PAS測試夾具

圖1b:安裝在消聲箱內(nèi)并帶有參考麥克風(fēng)的PAS測試夾具。

圖1b:安裝在消聲箱內(nèi)并帶有參考麥克風(fēng)的PAS測試夾具。

戈爾防水透氣膜1與戈爾防水透氣膜2對比

圖2:關(guān)于用于英飛凌PAS傳感器的兩種戈爾防水透氣膜的對比研究在測試中,傳感器被放置在一個密閉的盒子中,之后持續(xù)注入CO2,直到其濃度穩(wěn)定保持在2300 ppm。然后打開蓋子,戈爾團(tuán)隊測量了盒內(nèi)二氧化碳濃度降低至再次達(dá)到室內(nèi)濃度所需的響應(yīng)時間。

戈爾和英飛凌之間交流透明、溝通順暢,整個項(xiàng)目階段令人印象深刻。

最終,戈爾結(jié)合在聲學(xué)性能、氣體擴(kuò)散和傳感應(yīng)用方面的專業(yè)知識,不僅打造出高性能的解決方案,同時還能將傳感器內(nèi)的部件數(shù)量減少至僅包含一個防水透氣膜。

結(jié)果

英飛凌和戈爾之間出色的團(tuán)隊合作、開誠布公的溝通以及共同的創(chuàng)新思維,令此次合作得以實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)目標(biāo)志著戈爾首次開發(fā)適用于光聲傳感應(yīng)用的防水透氣膜,其激動人心的成果超出眾人預(yù)期:

  • 與第一代英飛凌PAS傳感器相比,新傳感器響應(yīng)時間縮短40%以上,同時依然保持良好的降噪性能。
圖3:第1代(藍(lán)色)傳感器和采用戈爾防水透氣膜的第2代(紅色)傳感器的響應(yīng)時間曲線

圖3:第1代(藍(lán)色)傳感器和采用戈爾防水透氣膜的第2代(紅色)傳感器的響應(yīng)時間曲線

圖4:防水透氣產(chǎn)品降噪性能與頻率的關(guān)系(特別注意在40Hz下)

圖4:防水透氣產(chǎn)品降噪性能與頻率的關(guān)系(特別注意在40Hz下)

  • 一個高性能膜即可取代兩個部件
  • 簡化裝配流程,提高成本效益。
  • 通過新設(shè)計拓寬了傳感器應(yīng)用范圍,例如智能照明、農(nóng)業(yè)、智能揚(yáng)聲器和會議系統(tǒng)以及車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測。
  • 鞏固了戈爾與英飛凌全球供應(yīng)鏈之間的關(guān)系。

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