非分散形赤外線吸収 (NDIR)
NDIRはターゲットガスによる赤外線の吸収に基づいており、当社のセンサーは狭帯域の赤外線発光素子と検出器から構成され、特定波長の赤外線が周囲の空気にどれだけ吸収されたかを測定します。
NDIR原理の模式図。赤外線を発する光源、ガス分子（CO₂分子）、IRフィルター、検出器を示しています。PCBも示されています。
環境センシング
Sensirionの高度なセンサーソリューションは、湿度、温度、VOC、PM2.5、ホルムアルデヒド、NOx、CO₂などの主要な環境パラメータを監視します。CO₂に重点を置いた当社のセンサーは、様々なアプリケーションで快適性、健康、エネルギー効率を向上させるスマートデバイスの開発を可能にします。当社は、初期の構想段階から製品化まで、製品開発プロセスの全体をサポートし、試作の構築、デザイン・イン・サポート、量産段階でのインライン試験に関する専門知識を提供します。CO₂センサーの統合は、室内空気質を最適化し、より健康的な環境を確保するために特に重要です。
CO₂ センシングの測定原理
光音響 NDIR (PA)
PAはCO₂分子による光の吸収に基づいており、その結果、分子の並進エネルギーが増加します。これは、光学セル内の圧力の上昇に反映されます。光源の変調により、光学セル内に周期的な圧力変化（光音響信号）が発生し、これがマイクロフォンで測定されます。
光音響NDIR原理の図。MEMS IRエミッター（光源）、CO₂分子、IRフィルター、マイクロフォン、保護メンブレン、PCBを示しています。
熱伝導率 (TC)
TCは全てのガス固有の熱伝導率に基づいており、周囲環境のガス組成を十分に理解することで、ガス濃度の微妙な変化を検出できます。測定原理は、測定キャビティ内の空気を加熱し、温度センサーで熱伝導を感知することに基づいています。
熱伝導率原理の模式図。ヒーター、温度センサー、ASICを搭載したPCB、および保護メンブレンを示しています。
SCD30
SCD30は、CO₂・相対湿度・温度を測定できるNDIR方式のセンサーモジュールです。このモジュールのデュアルチャネル光学測定原理は、クラス最高のCO₂測定精度と優れた長期安定性を実現します。超薄型パッケージサイズと UART・I²C・PWMインターフェースにより、省スペースでの簡単な統合が可能になります。SCD30は、California Title 24、RESET®、WELL Building Standard™などの建築基準法やIAQ規格への準拠を必要とするアプリケーションに最適です。
特長と利点
- NDIRセンシング技術：高精度で選択的な光学式 CO₂測定
- デュアルチャネル測定原理：基準チャネル補正による優れた長期安定性
- CO₂・湿度・温度センサーの一体型モジュール：3つの測定出力、オンボード温湿度補正
- Sensirion CMOSens® IR 検出器：優れたコストパフォーマンス
- UART・I²C・PWMインターフェース：インターフェースとデータ読み出しの高い柔軟性
- 超薄型 NDIR センサーモジュール：壁取り付けタイプのデバイスに最適な合理的デザイン
用途
- 商業および住宅用空調システム
- デマンド制御換気 (DCV) システム
- エネルギー回収換気 (ERV) システム
- 壁取り付けサーモスタット
- ダクト取り付け CO₂ センサー
評価キット SEK-SCD30
- SCD30 ×1個
- RJ45 コネクタ/ピン (メス 2.54 mm) 付き SEK アダプター ×1個
- RJ45 アダプターケーブル (1 m 長) ×1本
- ※ SEK-SensorBridge が別途必要
Sensirion SCD30 CO₂センサーモジュール。緑色のPCBと銀色のケースを持つコンパクトな長方形コンポーネントです。
SCD4x
SCD4xは、光音響 NDIRセンシング原理ならびにSensirionの特許取得済みPASens®とCMOSens®技術に基づいており、魅力的な価格と小型フォームファクタで高精度を実現します。SCD4xには3種類の異なるバージョンがあります。
- SCD40: コスト重視のアプリケーション向け
- SCD41: California Title 24、RESET®、WELL Building Standard™への準拠といったより要求の厳しいユースケース向け
- SCD43: ASHRAE 62.1-2022 Draft Addendum dとの互換性および/または高精度がさらに求められるアプリケーション向け
SCD41とSCD43にはシングルショット動作モードも搭載されています。
特長と利点 (SCD41)
- 光音響 NDIRセンシング技術：高精度で選択的な光学式 CO₂測定
- わずか 10.1 × 10.1 × 6.5 mm³ の小型フットプリント：省スペースでの統合
- 完全に密閉されたセンサーパッケージ：10年以上の耐用期間、ほこり、浸水、機械的な力に対する堅牢性
- SMD 半田付け可能、テープ&リール包装：高度に自動化されたコスト効率の高いオンボード組み立てが可能
- オンチップ補正と自己校正：長期ドリフト補正 (ASC) による校正/線形化されたセンサー出力
- 2.4 ~ 5.5Vの電源電圧範囲：幅広いアプリケーションに対応
- 複数の操作と低消費電力モード：消費電力と性能の柔軟なトレードオフ
- デジタル I²Cインターフェース：シンプルなデザイン・インとインターフェース
用途
- 商業および住宅用空調システム
- 壁取り付けサーモスタット
- 空気清浄機
- 室内空気質 (IAQ) モニター
評価キット SEK-SCD41
- SCD41 開発ボード ×1個
- アダプターケーブル ×1本
- ジャンパーワイヤーセット ×1本
- ※ SEK-SensorBridge が別途必要
Sensirion SCD4x CO₂センサーモジュール。緑色のPCBと銀色のケースを持つコンパクトな正方形コンポーネントです。
STCC4
STCC4は、熱伝導率センシング原理に基づく当社の次世代 CO₂センサーで、CO₂ガス濃度を直接測定する市場で世界最小のフォームファクタの1つです。コンパクトな電子機器にシームレスに統合できるように設計されており、汎用性と適応性の新しい基準を確立しています。STCC4の主要な機能は、これまでサイズとコストの制約によって制限されていたアプリケーションにおいて CO₂モニタリングの可能性を広げます。このセンサーは、2025年5月から正式に発売される予定です。
特長と利点
- 熱伝導率センシング技術：CO₂濃度の直接測定
- 4 × 3 × 1.2 mm³の小型フットプリント：スペース効率に優れたデザイン・インを促進
- 950µAの消費電流：低消費電力のアプリケーションを実現
- 少ない部品点数：高い信頼性
- SMD 半田付け可能、テープ&リール包装：シンプルなデザイン・イン
- デジタル I²Cインターフェース：シンプルなセンサー通信
用途
- スマートスピーカー
- スマートサーモスタット
- エアコン
- 室内空気質 (IAQ) モニター
評価キット SEK-STCC4
- STCC4 開発ボード ×1個
- アダプターケーブル ×1本
- ジャンパーワイヤーセット ×1本
- ※ SEK-SensorBridge が別途必要
Sensirion STCC4 CO₂センサー。銀色のケースを持つ、非常に小型でフラットな長方形の電子モジュールです。
STC31-C
STC31-Cは、熱伝導率センシング原理に基づいたチップサイズのガス濃度センサーで、優れた再現性と長期安定性を備えた高範囲で正確な CO₂測定を実現します。そのため、信頼性が重要となるアプリケーションに最適です。STC31-Cは、スマートな湿度と酸素補正機能を備えた新しい低交差感度測定モードを導入し、呼気中の CO₂測定などの新たなアプリケーションを可能にします。
特長と利点
- 熱伝導率センシング技術：超低消費電力
- わずか4×3×1mm³の小型フットプリント：あらゆるデバイスに適合
- 少ない部品点数：高い信頼性
- 高速応答時間：呼気中の CO₂測定が可能
- 2.7 ~ 5.5V電圧範囲：バッテリーおよび有線アプリケーションへの柔軟性
- 自動自己校正 (ASC)：自律的なドリフト補正が可能
- 低消費電力モード：バッテリー駆動アプリケーションへの可能性
- SMD 半田付け可能、テープ&リール包装：シンプルなデザイン・イン
- スマートな湿度と酸素補正：オンチップ信号補正
- デジタル I²Cインターフェース：シンプルなセンサー通信
用途
- CA貯蔵 (Controlled Atmosphere Storage) システム
- 呼気中の CO₂測定
- 医療用換気における CO₂測定
- CO₂漏えい検知
評価キット SEK-STC31-C
- STC31-C/SHT40 (フレキシブル基板実装品) ×各1個
- RJ45 アダプターケーブル (1 m 長) × 1本
- ※ SEK-SensorBridge が別途必要
Sensirion STC31-C CO₂センサー。黒いケースを持つ、非常に小さな長方形の電子コンポーネントです。
製品比較表
| SCD30 | SCD40 | SCD41 | SCD43 | STCC4 | STC31-C | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 測定原理 | NDIR | NDIR | 光音響 NDIR | 光音響 NDIR | 熱伝導率 | 熱伝導率 |
| 測定精度 | ±(30 ppm + 3%) @ 400 ~ 10,000 ppm | ±(50 ppm + 5% 読み取り誤差) @400~2,000 ppm | ±(50ppm+2.5%読み取り誤差) @ 400 ~ 1,000 ppm ±(50 ppm +3%読み取り誤差) @ 1,001 ~ 2,000 ppm ±(40 ppm +5%読み取り誤差) @ 2,001~5,000 ppm |
±(100 ppm + 10%) @ 400~5,000 ppm | ±(0.2 ~ 2.0 vol %) @0~100 vol % | ±(30 ppm + 3% 読み取り誤差) @ 400~5,000 ppm |
| CO₂ 出力範囲 | 0~40,000 ppm | 0~40,000 ppm | 380~32,000 ppm | 0~100 vol % | 0~100 vol % | |
| 最低サンプリング周期 (s) | 2 | 5 | 1 | 0.066 | 0.5 | |
| 応答時間 (63 %) (s) | 20 | 60 | 20 | 0.5 | ||
| サイズ | 35 × 23 × 7 mm³ | 10.1 × 10.1 x 6.5 mm³ | 4 x 3 x 1.2 mm³ | 4×3×1mm³ | ||
| 実装方式 | スルーホール | SMD | SMD | SMD | SMD | SMD |
| 通信インターフェース | I²C、PWM、Modbus | I²C | I²C | I²C | I²C | I²C |
| 耐用期間 | 15年 | 10年以上 | 10年以上 | 10年以上 | 10年以上 | |
| 電源電圧範囲 (V) | 3.3~5.5 | 2.4~5.5 | 2.7~5.5 | 2.7~5.5 | ||
| 周期測定モードの平均電流 | 19 mA | 3.3 V = 15 mA、5V = 11 mA | 950 µA @ 1 Hz | 150 µA @ 1 Hz | ||
| 動作温度範囲(℃) | 0~50 | -10~+60 | -10~+60 | -10~+50 | ||
| 動作相対湿度範囲 (% RH) | 0~95 | 0~95 | 20~80 | 0~95 | ||
| 低消費電力モード | 可変サンプリング周期 | 低消費電力周期 | 低消費電力周期 シングルショット |
低消費電力周期 シングルショット |
低消費電力周期 | |
| IAQ 規格準拠 | EN50543、RESET®、WELL、California Title 24 | WELL | RESET®、WELL、California Title 24 | RESET®、WELL、California Title 24、ASHRAE 62.1-2022 Draft Addendum d | IAQ アプリケーションには非対応 |
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