Nanusens为电子烟安全问题申请专利

屡获殊荣的纳米传感器先驱Nanusens宣布，它正在为电子烟（E-Cig）中出现的误触发问题申请专利。用户的吸气行为被电子烟检测到，然后加热烟油/烟叶以产生蒸汽，但电子烟中的传感器误触发导致它会被误加热，这发生在用户的口袋里是一件危险的事情，而且误触也快速损耗电量。

"首席执行官Josep Montanyà博士解释说："我们一直在研究将电子烟作为我们纳米级压力感应MEMS的一个市场，并遇到了阻碍MEMS在电子烟中替代驻极体电容式麦克风（ECM）的误触发问题。我们已经找出了造成误报的原因，并正为我们的解决方案申请专利，以便我们可以将其授权给希望进入该市场的MEMS公司。"

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电子烟使用压力传感器来检测用户是否吸气，当前最流行的类型是驻极体咪头(ECM)。它是一个差压传感器，检测两个输入端口之间的压力差。前端开口靠近用户吸气的地方，用以快速检测压力变化。另一端，空气从周遭环境中进入后端开口的路径会受到限制，并有刻意设计来延迟压力变化。当用户吸气时，前端开口的气压下降，但后端开口没有变化。传感器通常会被设置为当前后端开口之间的压差超过约300 Pa(帕)时被触发。

使用ECM的缺点是它们体积大，而且需要手工焊接，成本高又容易出错。但使用SMD封装的MEMS压力传感器可以解决这些问题，因为它更小、可以使用自动SMT技术，因此生产成本更低。然而，与ECM相比，它们存在着大量的错误触发，使得这种方案受挫。

Montanyà博士解释说："当使用MEMS传感器时，由于体积要小得多，因此外部空气到后端开口的路径更窄。我们认为，它很容易被电子烟中产生的烟油所堵塞。当这种情况发生时，因检测不出后端压力变化，压力传感器无法再准确测出两端压差，只能作为一个绝压传感器来发挥作用。在环境压力的变化超过了300帕时，就容易引起误触发。环境空气压力在海拔高度上每米的变化约10帕，因此在电梯中仅仅上升12层楼就可能导致误触，而飞机机舱中的空气压力变化甚至更大，这就造成了多种错误触发导致烟丝温度过高的潜在危险情况。厂家试图寻找出误触发的原因，但让人困惑的是这种现象随机分布，无规律可循。然而这正好支持了 ”烟油堵塞是虚假触发的原因” 这一理论，因为相对低粘度的烟油会蒸发，堵塞和误触发的情况会消失，但随后又可能被堵塞。

一个解决方案是扩大气路通道以防止堵塞，但这会消除掉所需的延迟，传感器可能将永远不会触发。另一个解决方案是增加封装的尺寸，使空气通道能够延迟压力变化，但不容易堵塞。然而，这会让MEMS压力传感器的尺寸和成本优势消失。

Nanusens已经申请了一项专利，提供了一种简单的解决方案，使用绝压传感器而不是差压传感器，随着时间的推移对读数进行平均，作为外部环境的压力参考值。如果读数值大于预设阈值 300 Pa(帕)，可以将瞬时压力读数与外部环境参考值之间的差值用于触发。

使用这一概念意味着可以使用MEMS压力传感器来降低成本，并且消除基于MEMS设计可能遭遇的误触发状况。因为不再需要第二个端口及其空气通道来检测环境压力，电子烟的设计也简化了。

"Montanyà博士总结说："由于我们已经解决了一个重要的安全问题，我们决定，将授权我们的解决方案，使其普遍可用，因为它将与任何类型的压力传感器一起工作。在不久的将来，我们将利用我们的纳米级MEMS将这一想法商业化，但现在授权以迅速使其在市场上被采用更为重要，因为它有可能拯救生命。"

更多细节会在该公司的白皮书“一种用于电子烟的新型传感器解决方案”中揭秘，该白皮书可在Nanusens的官网中找到。https://nanusens.com/wp-content/uploads/2022/10/Nanusens-white-paper-on-pressure-sensor-for-e-cigarettes.pdf

关于Nanusenswww.nanusens.com 

Nanusens于2014年，由Dr. Josep Montanyà 及Dr. Marc Llamas所创立，总部位于英国佩恩顿，在西班牙巴塞罗那和中国深圳设有研发办公室，以创始人前任公司Baolab Microsystem的研究与和专业知识为基础。 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) 风险投资公司以及几位超高净值投资者提供的资金资助运营。Nanusens在 2019年TechWorks奖中获得了年度颠覆性创新和年度新兴技术公司奖，并在2019年Elektra奖中获得了年度最佳活动奖。

关键词： 解决方案 压力传感器 申请专利 差压传感器 外部环境