นักวิจัยสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ หัวใสคิดต่อยอดงานวิจัยเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซให้มีต้นทุนต่ำ ประหยัดพลังงานและพกพาสะดวกเพื่อตอบสนองเรื่องความปลอดภัยของพนักงานในโรงงาน
          นักวิจัยสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) คิดเทคโนโลยีการผลิตเซนเซอร์ตรวจจับก๊าวชนิดฟิล์มบางสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ (Metal oxide semi-conductor gas sensor : MOS gas sensor )ให้มีต้นทุนต่ำ ขนาดเล็กลงและประหยัดพลังงานภายใต้ชื่อ “GASSET” โดยเซนเซอร์มอส (MOS) นี้เป็นชนิดเซนเซอร์ถูกนำมาผลิตเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซมากที่สุด เนื่องจากมีอายุการใช้งานที่ยาวนานและมีการตอบสนองต่อก๊าซที่ดี
"ส่วนใหญ่แล้วเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซประเภทนี้จะถูกนำมาใช้ในเรื่องการควบคุมคุณภาพอากาศและหาสิ่งแปลกปลอมในอากาศ แต่มีข้อด้อยเรื่องความจำเพาะในการคัดแยกชนิดของก๊าซและใช้พลังงานสูง เนื่องจากในปัจจุบันชิปที่ใช้ในการตรวจวัดของเซนเซอร์ชนิดนี้มีขนาดใหญ่ และต้องการความร้อนในอุณหภูมิสูงที่ประมาณ 300 – 400 องศาขึ้นไปเพื่อประมวลผล ทำให้เกิดปัญหาเรื่องการสิ้นเปลืองพลังงาน” ดร.คทา จารุวงศ์รังสี นักวิจัยห้องปฏิบัติการวิจัยนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค หน่วยวิจัยอุปกรณ์และระบบอัจฉริยะ สำนักพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) บอกทีมข่าวผู้จัดการวิทยาศาสตร์
เดิมนั้นทางห้องปฏิบัติการวิจัยนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาคนี้ ได้วิจัยเกี่ยวกับตัววัสดุรับรู้หรือเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซ ซึ่งเวลาทดสอบนั้นต้องนำไปวางไว้บนเครื่องทำความร้อนหรือฮีตเตอร์ขนาดใหญ่ ทำให้ลำบากต่อการนำไปทดสอบภายนอกห้องปฏิบัติการ ประกอบกับข้อจำกัดของเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซแบบมอสที่กล่าวมาข้างต้นนั้น ทางทีมวิจัยจึงได้สร้างชิปของเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซชนิดฟิล์มบางสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ให้มีขนาดเล็กลง และใช้พลังงานต่ำเทียบเคียงเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซชนิดเมมส์ (Microelectromechanical systems gas sensor: MEMS gas sensor) ที่ใช้พลังงานต่ำแต่มีข้อจำจัดเรื่องการผลิตและเงินลงทุนที่สูง
สำหรับเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซที่ทีมวิจัยเนคเทคพัฒนาขึ้นมานี้ ใช้พลังงานเพียง 50 – 100 มิลลิวัตต์แต่มีประสิทธิภาพในการตรวจวัดก๊าซเทียบเคียงกับสินค้าประเภทเดียวกันที่ขายในท้องตลาดที่ใช้พลังงานประมาณ 200 – 300 มิลลิวัตต์ (คิดการใช้พลังงานเป็นประมาณ 1 ใน 3) นอกจากเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซชนิดมอสนี้ จะมีขนาดเล็กและประหยัดพลังงานแล้ว ยังสามารถนำไปใช้ร่วมงานกับเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซชนิดอื่น เพื่อช่วยในการประมวลผลชนิดของก๊าซได้โดยไม่ต้องใช้ความซับซ้อนในการเดินระบบร่วม
“เครื่องตรวจวัดก๊าซที่มีเซนเซอร์ตรวจจับแก๊สชนิดนี้ติดตั้งไว้ จะมีการทำงานหลักๆ โดยเริ่มจากการตรวจวัดสภาพแวดล้อมอากาศแล้วจดจำเป็นค่าพื้นฐาน (Baseline) ซึ่งเป็นค่าของอากาศที่ยังไม่มีก๊าซปนเปื้อนเข้ามา เมื่อมีก๊าซจำพวกสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) สารในกลุ่มไฮโดรคาร์บอน และก๊าซพิษอย่างไนโตรเจนไดออกไซด์ ไนโตรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนียและคาร์บอนมอนออกไซด์เป็นต้น ปนเปื้อนในอากาศจนมีความเข้มข้นถึงระดับที่ตั้งแจ้งเตือนไว้ ตัวเครื่องจะส่งเสียงดังออกมา” ดร.คทา กล่าวเสริม
อย่างไรก็ตามเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซจะไม่สามารถแยกแยะได้ว่า ก๊าซที่ตรวจจับได้นั้นเป็นชนิดใดบ้าง แต่สามารถตั้งค่าเซนเซอร์ให้ตรวจจับความเข้มข้นของก๊าซที่ต้องการตรวจจับได้ เช่น หากนำไปให้พนักงานในโรงงานที่ใช้ก๊าซแอมโนเนียในการเดินระบบทำงานทดลองใช้ ก็ต้องตั้งค่าเซนเซอร์ให้วัดค่าความเข้มข้นของก๊าซแอมโมเนีย แต่ถ้าในกรณีที่มีก๊าซตัวอื่นรั่วไหลออกมานอกจากก๊าซแอมโมเนีย เครื่องตรวจวัดก๊าซก็สามารถแจ้งเตือนได้เช่นกัน
นอกจากนี้ทางทีมวิจัยยังได้ผลิตอุปกรณ์ตรวจวัดปริมาณก๊าซแบบต่อพวงแสดงผลบนสมาร์ทโฟน ซึ่งตัวอุปกรณ์นี้จะใช้พลังงานจากแบตเตอร์รีของโทรศัพท์มือถือและแสดงผลเป็นค่าร้อยละของความเข้มข้นของก๊าซที่ต้องการตรวจวัดเทียบกับอากาศผ่านทางหน้าจอมือถือ
"สำหรับเวลาที่ใช้ในการวิจัยเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซนี้ ใช้เวลาในการพัฒนาประมาณ 2 ปี และส่วนของต้นทุนในการผลิตเซนเซอร์รวมถึงตัวอุปกรณ์จะอยู่ประมาณ 1000 – 2000บาทต่อชิ้นซึ่งเทียบเท่าค่าแรงของคนงานในโรงงานประมาณ 1-2 คนต่อวัน ซึ่งคิดดูแล้วก็คุ้มค่าพอที่จะใช้ปกป้องชีวิตพวกเขาจากก๊าซพิษที่รั่วไหลในโรงงาน" ดร.คฑาบอกเล่าผ่านทีมข่าวผู้จัดการวิทยาศาสตร์
ในตอนนี้มีการทดลองเซนเซอร์ตรวจจับก๊าซนี้เฉพาะภายในห้องปฏิบัติการเท่านั้น และยังไม่ได้นำไปทดสอบหรือจำหน่ายแก่บุคคลทั่วไป ซึ่งผู้สนใจที่อยากรู้จักเทคโนโลยีมากขึ้นสามารถแวะไปเยี่ยมชมได้ภายงานมหกรรม Thai Tech Expo 2017 ซึ่งจัดโดยสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระหว่างวันที่ 20 – 24 กันยายน 2560 ณ ฮอลล์ 105 – 106 ไบเทค บางนา เวลา 9:00 – 19:00 น.

Manager online 20.09.17