JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
måndag 22 juli 2019 VECKA 30
ImageI år kommer en halv miljon koldioxidsensorer att tillverkas i Delsbo i Hälsingland. Sensorerna hamnar i restauranger, slakterier, sommarstugor, tunnelbanevagnar, bilar, bryggerier, sjukhus, bananodlingar och rymdraketer. Kanske hamnar en i ventilationen till ditt kontorsrum.
Koldioxid är en gas som finns med i alla processer och är bara sensorn tillräckligt billig finns det möjlighet att mäta den och sedan styra någon lämplig parameter. I ditt kontorsrum kan den användas för att styra inflödet av friskluft. Överdrivet stort luftflöde bullrar, upplevs dragit och är slöseri med energi. Samtidigt gör en för hög koldioxidhalt att du blir sömnig.

I en kycklinguppfödning sätter kläckningen igång när koldioxidhalten höjs till rätt nivå och i ett växthus gör en förhöjd nivå koldioxid att tillväxttakten kan dubbleras. Det var därför din mormor pratade med blommorna.

I restaurangen blandas läsken till med koldioxid som om den råkar läcka ut kan vara dödlig. I något lägre koncentrationer är gasen narkotiskt sövande, en egenskap som uppskattas av slakterier och vägpirater.

Men som bilförare vill du hålla den på en låg nivå och när den miljöfarliga vätskan i dagens luftkonditionering byts ut mot koldioxid vill du säkert ha en mätare inne i kupén.

Omöjligt skriva affärsplan
När luften i brödpåsen ersätts med koldioxid håller sig brödet färskt i flera veckor och när du handlar en klase ekologiska bananer kommer du snart att kunna se vilken klimatpåverkan den haft, en egenskap som bland annat kartlagts av en koldioxidsensor.

Listan kan göras hur lång som helst och i alla tillämpningar skulle det kunna sitta en liten enhet från Senseair som mäter koldioxhalten. Den avgörande faktorn är egentligen bara priset.

– Det är hopplöst att göra upp en affärsplan, vi har inte fantasi nog, och så blir det en himla hävstång i volymerna för varje ny generation, säger Hans Martin som var med och grundade företaget 1989 och som idag är utvecklingschef.

Senseair har runt 75 anställda i Delsbo och kommer att omsätta mellan 95 och 100 miljoner kronor i år.

ImageAtt det blev just Delsbo var en slump och berodde på att familjen ville flytta ut på landet. Efter tio års pendlande mellan Hälsingland och arbetet som forskare i molekylfysik på Stockholms universitet fick Hans Martin nog. Tillsammans med en amerikansk kompanjon startade han Telaire som år 2000 bytte namn till Senseair.

1991 kom den första produkten. Det blev inte en brandvarnare som var den ursprungliga affärsidén utan en koldioxidsensor. Men mätprincipen var densamma, att koldioxid absorberar IR-ljus.

En av de första tillämpningarna man satsade på var ventilation i offentliga lokaler. Men att få fastighetsägarna att börja använda föregets produkter har inte varit helt lätt.

– Alla skyller på sensorerna, att de är för dyra. I själva verket är det ledningsdragning och installation i kombination med marknadens tröghet och den komplexa marknadsstrukturen som bromsar utvecklingen.

Klarar 15år utan service
Senseair har istället valt att arbeta med leverantörerna av ventilationssystem. Idag finns sensorerna därför integrerade i bland annat luftintag. Genom att mäta koldioxidhalten kan man på ett intelligent sätt styra inblandningen av frisk luft.

– Varje modul hanterar ett rum och man kommer inte åt att serva dem så det ska vara 15 års kalibreringsfri drift.

För att komma dit har man satsat mycket pengar på att pressa produktionskostnaderna.

– När vi började var ingen intresserad av CO2. Idag läser du sida upp och sida ner i tidningarna, säger Hans Martin.

1993 var det dags för en andra generation av sensorn. Då stoppade man in en mikroprocessor vilket gav bättre reproducerbarhet samtidigt som det blev lättare att kalibrera enheten.

Under 90-talet deltog Senseair i forskningsprojekten Bro och Summit tillsammans med bland andra Uppsala Universitet, Acreo och Ericsson. Finansieringen kom från dåvarande Nutek. Även om forskningen aldrig resulterade i några produkter för Senseairs del så gav de bland annat kunskap om replikering av plastdetaljer. Ett resultat som hjälpte företaget att pressa priset på optiken i den nya version som lanserades 1997.

Därefter var det dags att komplettera mikroprocessorn med en asic. Den blev klar år 1999 och gjordes i samarbete med norska Chipcon. Tillverkningen sköttes av österrikiska AMS. Projektet drevs inom ramen för Fuse, ett Nutek/Vinnova-finasierat projekt för att få mindre företag att använda FPGA:er och asicar.

– Vi fick en mätplattform som hade ännu mer intelligens. Kunderna gillade den inte riktigt eftersom den var för smart. Den hade lika mycket intelligens som deras styrsystem som fanns på fabriksgolvet.

Temperaturen är proportionell mot CO2-halten

Hjärtat i koldioxidsensorn är en termisk detektor som känner av energiinnehållet i det infraröda ljus den bestrålas med. Beroende på koncentrationen av koldioxid absorberas en del av ljuset och energiinnehållet förändras. Sensorn mäter egentligen en temperatur eller temperaturskillnad.

Ljuskällan är inte en diod som man skulle kunna tro utan en miniatyrglödlampa som skickar ut vitt ljus inklusive IR-ljus på 4,3 mikrometer, den våglängd som absorberas av koldioxid.

På detektorsidan sitter ett bandpassfilter för att skilja ut den rätta våglängden. Den energi som når detektorn värmer upp den några tusendels grader. För att kompensera för bakgrundsstrålningen mäter man differentiellt, det vill säga blinkar med lampan.

Förhållandet mellan koldioxidhalten och det absorberade ljuset är olinjärt och spridning i komponenterna gör att varje enhet måste kalibreras individuellt. Systemet är också temperaturberoende och måste kompenseras för det. Fukt däremot ska inte påverka mätningen eftersom den ligger utanför det spektralområde som mäts.

– Vi är väldigt glada för Forska och Väx. I senaste omgången fick vi tre miljoner för att göra miljöstabila sensorer. Tidigare har vi mest arbetat i snälla inomhusmiljöer men när vi nu ska in i fordon och utomhusmiljöer blir det andra krav.

Når konsumentmarknaden
Men inte ens en asic var billig nog för Senseair. Istället har man minskat funktionaliteten något och gått över till en systemkrets med både analoga och digitala block från Cypress, en CY8C.

– Den kostar inte mycket mer än en dollar och gjorde att vi kunde nå ut till konsumentmarknaden, säger Hans Martin.

Arbetet var klart år 2005 och innebar att produkterna nu blev så billiga att de kunde användas i till exempel fotogenkaminer. De tar sin luft från rummet och är rummet för tätt kan koldioxidhalten bli dödligt hög.

Genom att kontinuerligt mäta koldioxidhalten kan förbränningen stängas av i tid. Flera japanska tillverkare använder sensorn och belöningen för Senseair kom 2006 när omsättningen hoppade upp från 41 till 88 miljoner kronor. Företaget har annars växt sakta men säkert och finansierat verksamheten utan riskkapital.

– Vi har jobbat mycket med att få ner priset och för varje ny generation vi tagit fram öppnas en ny marknad.

Tre parallella spår
Idag ligger fokus på IR-detektorn, en centralkomponent i mätsystemet.

– När vi började var det bra om vi fick ner detektorn till 50 kronor. Nu köper vi dem för 12 kronor men det är fortfarande den enskilt dyraste komponenten.

IR-detektorn är baserad på mikromekanik men företaget driver tre parallella utvecklingsspår för att hitta nya lösningar.

Ett av dessa är den plastfilm med nanotrådar som företaget skickade ut en pressrelease om i september. Resultatet är egentligen en spinn-off av forskningsprojektet Summit.

– Varken Bro eller Summit tillförde några nya produkter men gav oss ett nätverk där vi hjälper varandra.

Den nya plastbaserade tekniken kan tillverkas i en rulle-till-rulleprocess och har potential att bli 90 procent billigare än dagens lösning.

Ett andra spår har drivits ihop med forskningsinstitutet Acreo där man slipade ner kiselwafers. Tyvärr åts vinsten upp av ökade kostnader för monteringen. Istället gick man vidare med kiselfoundryt Silex i Järfälla som tagit fram en process för Senseairs bolometerlösning, den typ av mätmetod som används i värmekameror.

Det tredje spåret leder till Sundsvall och projektet Sensible Things That Communicate. Universitetet där har en billig process för så kallade SU8-membran, en polymer man spinner på en kiselskiva och som kan användas för att göra en IR-detektor.

– Det har bättre egenskaper än kiselnitrid som vi använder idag.

Tre parallella spår kan tyckas som slöseri för ett litet företag men Hans Marin håller inte med.

– Det är viktigt för oss att satsa brett. De olika spåren har lite olika egenskaper så vi kan få användning för åtminstone två.

Och det behövs säkert för idéerna på var man skulle kunna sätta sensorerna formligen sprutar ur Hans Martin.

– Alla gasspisar i Korea går mot att fläkten startar automatiskt när man slår på spisen. Eftersom det finns billiga spiskåpor skulle det kunna vara en lösning på Stockholms problem.

Enkelt förbättra inomhusklimatet
Här handlar det inte om att vi har så många gasspisar utan om att man förhållandevis enkelt skulle kunna förbättra inomhusklimatet genom att fläkten automatiskt startar när koldioxidhalten blir för hög.

– Jag har inte hunnit bearbeta Boverket om det här än, säger Hans Martin.

Och självklart har Hans Martin koldioxidsensorer hemma.

– Jag kan se skillnaden i luften när katten kommer in.

Men fler än Senseair har insett att marknaden är gigantisk. Värsta konkurrenten är jätteföretaget General Electric. GE har via ett antal uppköp kommit att äga det som en gång var den amerikanska delen av Senseair.

– Vi startade tillsammans men så köpte han ut mig efter tre år.

Men samarbetet över Atlanten fungerade inte så två år senare köptes den svenska delen tillbaka.
I USA finns fler konkurrenter än GE.

– Texas Instruments försökte slå ut oss under hela 90-talet men de har lagt ned.

På närmare håll finns finska Vaisala som varit framgångsrika på industrisidan och på växthus. Två andra som sett potentialen är Tyco och Bosch.

– Vad jag hör lägger Tyco ned. Det finns väldigt många som tror att de klarar det här men vi har en hel del know-how som inte går att köpa.
MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)