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茂宣以ADI晶片前瞻技術 助工廠偵測煙霧及水質監控

2021/05/18 - DIGITIMES企劃

智慧建築技術不斷發展,工廠轉型為自動化產線,為了提升工作人員舒適度及工作效率,在安全層面,煙霧偵測面臨著巨大的挑戰。茂宣企業專案經理蔡宗原指出,依據ADI的調查報告,過去因火災導致死亡的比例約有五分之三是因建築物未安裝煙霧探測器;即使安裝煙霧探測器,仍有23%是因為煙霧探測器未確實告警,導致人員死亡。

而工廠環境當中存在許多合成材料,在火災發生同時會產生各種大小煙霧粒子,因此在面對火災發生時,有效的煙霧探測器是作為挽救生命的重要防禦利器。對此蔡宗原指出,目前國際煙霧偵測規範最嚴格的測試標準是美國UL217第八版,新增訂PU聚氨酯明燃、黯燃以及漢堡烹飪煙測試規範。他舉例,陰燃煙霧必須在減光率超過29.26%/m可偵測到,燃燒的聚氨酯泡沫必須在減光率超過15.47%/m和t=360s之前發出警報。換言之,嚴格的規範也讓煙霧探測器必須具備更前瞻的傳感技術及演算法。

蔡宗原接著分享,目前煙霧偵測器系統主要使用兩種煙霧偵測技術,分別是光電式和電離式技術,由於市面上主要的LED型煙霧檢測器是使用向前散射幾何,屬於獨立式LED設計,長期以來面臨信號難以校正等問題。為了改變市場作法,ADI推出新的一款感測解決方案,基於反向散射方法,幾乎徑直向上射出LED光,然後測量徑直返回的光,能以10度左右角度偵測。透過此方法能把探測器設備尺寸大幅縮小,加上反向射散設計可降低功耗、減少校準工作。

ADI目前這款ADPD188BI光學式煙霧感測器解決方案的技術優勢,集合850nm波長紅外線LED、470nm波長藍光LED、光接收二極管、類比前端集成電路包含ADC、OP放大器、獨立I/O以及I2C/SPI數位介面,非常適合用於住宅和工業場所的火災煙霧檢測。同時具備高性能Analog Front-End高環境光抑制能力,且低功耗特性可延長電池壽命,對細小煙塵、漢堡煙的偵測也更為敏銳。

除了空氣偵測,目前工廠對水質的檢測也相當關注。ADI就針對水質提供電化學測量系統,涵蓋感測器及測量和處理單元,可鎖定水質指標包含溫度、濁度、pH值、氧化還原電位(ORP)、電導率和溶解氧、藻類和細菌進行偵測。過去水質檢測因為有線路的限制,讓檢驗流程相對困難,蔡宗原分享ADI目前發展出ADuCM355感測器介面搭配ADI SmartMesh技術,形成低功耗無線水質監測系統,幫助工廠透過無線感測節點,組成大範圍的水質測量方案。

蔡宗原接著提到,ADuCM355的EVAL-CN0429-EBZ氣體檢測平台由Arduino控制板及底板加上子板所組合而成,Arduino開源平台可以透過有線USB及無線Wifi/BLE傳輸資料,子板可以接上4種不同的Gas sensor,例如一氧化碳,二氧化碳、硫化物、氮化物Gas sensor。ADuCM355的pH探針、EVAL-CN0428-EBZ水質感測器板組合後可形成低功耗測量平台,能將必要的測量項目、低功耗微處理器一起整合。而且即使在惡劣的外部環境,也能搭配SmartMesh傳輸資料到雲端,甚至將分析結果與工廠端串聯,針對水質閾設定警報功能。

目前工廠對環安衛的議題越來越重視,茂宣聯手ADI的技術方案,包含煙霧及水質偵測,期望幫助製造業者打造更安全的生產環境。


圖說:茂宣企業專案經理蔡宗原。