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反射型传感器

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反射型传感器相关的资讯

  • 基于损失模式共振光纤传感器的增强型光谱电化学装置
    光谱电化学(SEC)测量在分析化学中起着至关重要的作用,利用透明或半透明电极对电化学过程进行光学分析。电化学读数提供了有关电极状态的信息,而透射光谱的变化有助于识别电化学反应的产物。 据麦姆斯咨询报道,近日,波兰华沙理工大学(Warsaw University of Technology)的研究人员开发了一种增强型光谱电化学装置,其中,基于双域(光学和电化学)光纤的传感器直接用作工作电极,同时像光谱电化学一样单独测量分析物的光学特性。该传感器采用反射(探针状)配置,其中只有短纤芯部分涂有氧化铟锡(ITO)并浸入分析物中。对ITO纳米涂层的性能进行了优化,以满足在期望的反射光谱范围内获得损失模式共振(LMR)的条件。基于LMR和分光光度计的测量在单独的光路中进行。这产生了一种具有电化学激活的两个垂直定向光谱通道的新形式。相关研究成果以“Enhanced spectroelectrochemistry with lossy-mode resonance optical fiber sensor”为题发表在Scientific Reports期刊上。 在这项工作中,ITO-LMR传感器是基于聚合物包层的石英(PCS,芯径 = 380 μm)多模光纤。由于传感器设计为反射(探针状)配置以有效地引导在光纤端面之一处反射的光,因此使用直流磁控溅射技术在其中一个光纤端面上沉积一层铝膜。必须注意的是,只有当LMR传感器用作工作电极时,传感器/电极的光学询问(通道2中的光学测量)才是可能的,而当使用铂网或ITO涂覆的载玻片时则不可能。增强型SEC装置(LMR传感器作为工作电极)的示意图 增强型SEC装置提供了三种类型的询问读数:电化学测量、与分析物体积相对应的光谱分析(类似于标准SEC)、反映传感器/电极表面状态的LMR光谱分析。在每个询问路径中,分别用铁氰化钾和亚甲基蓝两种氧化还原反应探针进行循环伏安法(CV)实验。随后,在传感器的计时电流(CA)测量期间进行同步测量,并检查读数之间的相互关系。(A)铁氰化钾和亚甲基蓝溶液中LMR传感器的CV扫描;(B)LMR光谱的演变,其中施加电压以诱导氧化还原探针的氧化和还原;(C)计时电流响应,显示LMR传感器在亚甲基蓝溶液中的可重复响应。LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果(铁氰化钾作为氧化还原探针)LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果(亚甲基蓝作为氧化还原探针) 总而言之,研究人员开发了一种基于ITO的损失模式共振光纤传感器的增强型光谱电化学测量系统。由于ITO膜的优化厚度和光学性质,在光学域中观察到了LMR,而ITO的电学性质允许将传感器也用作电化学装置中的工作电极。通过检测两种氧化还原探针,即铁氰化钾和亚甲基蓝,证明了该方法。由于LMR强烈地依赖于外部介质的属性和传感器表面发生的变化,因此外加电压的变化会引起共振波长的移动以及特定波长的透射。此外,外加电压引起的变化具有高度可逆性。与标准工作电极相比,“针状”形式的传感器结构紧凑,因此在测量系统内传感器的放置方面提供了很大的灵活性,并能够减小分析样品的体积。此外,这种传感器的制造具有可扩展性,高度可重复性和低成本。利用ITO-LMR增强型光谱电化学装置,增加了关于工作电极表面状态、氧化还原反应本身的信息,并交叉验证了获得的结果,从而提高了分析的灵敏度。这种三通道系统将来可以应用于其他分析,也可以应用于需要使用便携式系统的传感应用。论文信息:https://www.nature.com/articles/s41598-023-42853-0延伸阅读:
  • 美研制出增强拉曼散射传感器 灵敏度提高10亿倍
    据美国物理学家组织网3月22日(北京时间)报道,美国科学家研制出一种超灵敏传感器,可使用其增强的拉曼散射来探测包括癌症信号、炸药等物质,其灵敏度比普通拉曼散射传感器增强了10亿倍。  拉曼散射是指光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起光的频率变化,1928年由印度物理学家钱德拉塞卡拉拉曼发现。在拉曼散射中,一束单色光照射到一个物体后,其反射光会包含另外两种频率的光,这两种光的频率仅与该物体的分子组成相关,这就潜在地提供了一种有效识别物质的方法。但由于这种额外的光太微弱,科学家几十年来很难将拉曼散射付诸于实践。  上世纪70年代,科学家研制出表面增强拉曼散射(SERS)技术,可以通过将所鉴别物质放在粗糙的金属表面或金、银小粒子之上来增强拉曼信号。但科学家随后发现,这种增强的拉曼信号仅出现在传感器表面的几个随机点上,很难预测其具体位置,仍然非常微弱。  而普林斯顿大学电子工程系教授斯蒂芬周领导的团队摒弃了以往设计和制造拉曼传感器的方法,研发出一种全新的SERS结构:一块芯片上布满一行行由金属和半导体组成的小柱子。  新传感器获胜的“秘密武器”就是这些小柱子的排列方式:每个柱子上部和底部各有一个由金属制成的中空部分 柱壁上布满直径约为20纳米的金属粒子(等离子体纳米点),金属粒子之间有2纳米左右的空隙。金属粒子和空隙能显著增强拉曼信号 中空部分能捕捉光信号,让光多次而不是仅一次地通过等离子体纳米点,从而也能增强拉曼信号。迄今为止,该芯片的灵敏度比不经过拉曼增强而研制出的传感器高10亿倍,而且其灵敏度非常稳定,能可靠地应用于感应设备中。  除灵敏度大增之外,借助纳米压印技术和纳米粒子自组装技术,新芯片能实现高质量、规模化制造,研究人员已经在4英尺的晶片上制造出这些传感器。  美国海军研究实验室的科学家也在进行相关实验,希望军队也能使用该技术探测化学物质、生物试剂和炸药。
  • 三星开发CMOS超光谱图像传感器,有望成为光谱成像的新平台
    光谱仪在材料分析、天文学、食品化学以及医学诊断等许多领域都有应用。市场需求正在迅速增长,但光谱仪的尺寸阻碍了其在更广泛领域的普及。因此,市场急需高性能的紧凑型光谱仪,不断缩小光谱传感器尺寸已成为当前的研究热点。为了使光谱仪小型化,已经进行了各种尝试,例如传统的色散方法、傅里叶变换干涉技术(FTI),以及使用带有随机滤波器阵列和窄带通滤波器的探测器等。与色散和傅里叶变换干涉系统相比,滤波器阵列与探测器的集成,由于无需长光路和光学元件的精确对准来获得高分辨率而具有优势。此外,将滤波器阵列与电荷耦合器件(CCD)或CMOS图像传感器(CIS)等探测器集成,可以通过单次捕捉二维图像实现高光谱成像。特别是,与随机滤波器方案相比,窄带通滤波器阵列的集成无需进行后处理分析。然而,为了获得高分辨率需要大量的信道,意味着更复杂的制造工艺,例如蚀刻和沉积,因为每个信道都需要不同厚度的薄膜。为了解决这个问题,有研究使用组合蚀刻技术来制造多信道。业界对光谱仪中使用的窄带通滤波器的谐振结构进行了研究,但大多数研究仅限于改变电介质多层膜的厚度,以形成不同波长和品质因数的光学腔。这对于器件的大规模生产很麻烦,因为它需要过多的电介质沉积、蚀刻和光刻步骤,尤其是在像素尺寸级别的制造工艺。据麦姆斯咨询介绍,三星高级技术研究所光子器件实验室的Jaesoong Lee及其同事通过将被称为超表面的亚波长纳米结构集成到直接位于CMOS图像传感器顶部的带通滤波器阵列中,开发出了一种紧凑型超光谱(meta-spectral)图像传感器。由于窄带通滤波是通过亚波长光栅结构而不是通过改变层的厚度来调谐的,因此所有信道都可以通过一步光刻工艺制造。这种方案简化了制造,并且与CMOS工艺完全兼容。这种紧凑型超光谱图像传感器具有窄带高效率、与相邻信道的低串扰和高光谱分辨率。利用该器件,研究人员从波长混合图像中获得了高光谱图像。超光谱图像传感器示意图超光谱图像传感器制造研究人员在CMOS图像传感器晶圆(三星S5K4E8)上采用标准的洁净室工艺(包括PECVD和干法蚀刻)制作了超表面带通滤波器阵列。首先,研究人员为底部介质反射器沉积了多层硅和二氧化硅;然后利用电子束光刻定义纳米柱阵列;再使用电感耦合等离子体反应离子刻蚀(ICP-RIE)形成纳米柱阵列,并再次沉积二氧化硅以填充纳米柱之间的间隙;然后进行化学机械抛光(CMP)工艺,以平整二氧化硅顶面;最后,为顶部反射器沉积了一层由硅和二氧化硅制成的多层膜。超光谱图像传感器制造过程示意图高光谱成像为了验证演示其高光谱成像性能,研究人员拍摄了由3 x 5颗多波长LED组成的LED面板的光谱图像。每颗LED可以发射多个波长的组合,这些波长被选择以显示以下大写字母:770 nm显示“S”,810 nm显示“I”,850 nm显示“A”,950 nm显示“T”,如下图(a)底部所示。超光谱成像仪的高光谱成像演示作为概念证明,研究人员拍摄了一张所有LED都打开的面板照片,如上图(b)顶部所示。图像中的所有字母都无法区分,因为面板上的所有LED都已打开。通过将这个组合图像分成20个信道,如上图(b)底部所示,研究人员发现了隐藏的“SAIT”字母。在对应829.1 nm的信道11处,由于810 nm和850 nm LED的宽带发射,“I”和“A”被结合在一起。对于更长的波长(信道12和信道13),研究人员观察到字母“I”变得更模糊,而字母“A”变得更清晰。通过实验结果,研究人员证实了这款超光谱图像传感器具有良好的光谱成像性能。
  • SpectraBlack 超低反射率漫反射目标板
    更易表征激光雷达和飞行时间 (ToF) 传感系统由于缺乏光谱平坦的光学反射材料,因此很难了解激光雷达和 ToF 系统在低反射率 (5%) 下的灵敏度。Labsphere (蓝菲光学)的 Spectrablack 漫反射目标板和材料有效解决了这个问题。Spectrablack 是一种低反射率、耐磨损的吸光材料,非常适合用于室内近标准传感器测试应用,以及OEM光学系统中的遮光/预防散射光。应用:ToF 和 LIDAR 低反射率范围测试遮光/吸光:利用微孔表面的吸光效果预防光学系统、光学测量仪器、相机等中的散射光降低光谱仪和分光光度计杂散光非反光片和一般遮光材料典型反射率*250 – 380 nm:1.5%380 – 780 nm:1.0 %780 – 2500 nm:1.1 %*反射值可能会有所不同。
  • 产线用传感器校准-LED积分球光源
    01用途蓝菲光学(Labsphere)是图像传感器校准光源中公认的领导者。此款设备具备了照度连续可调、高低色温连续可调的功能,高均匀性避免了定位带来的误差。主要应用于各类光学光学传感器研究、开发和生产测试和校准。02一体式设备节省空间本产品是专门为光学传感器校准而推出的定制产线LED类型均匀光源。一体式设备,内置Labsphere专门设计用均匀光源系列积分球。本款产品经过优化设计,内置积分球配置高低色温LED, 开口2inch。开口处均匀光源的均匀性可以达到98%以上。这款产品内置多通道直流电源用于LED直流供电,内置多通道监控,可以实时监控开口处照度。每颗LED都在做过老化和校准,并且可通过软件精密控制LED电流大小,获得几乎连续可调的色温和照度。软件接口和二次开发模块,便于客户后期系统集成。03优化设计积分球出光处配置高透过率中性匀化片,防止灰尘进入积分球带来的污染。积分球采用高性能LED, LED配置了风冷式散热,保证长期重复性和复现性。04组成光源主机、多通道电源、积分球均匀光源、带滤光片的探测器、电流表、软件、防灰滤光片、高低色温LED模组、软件、校准。05特点方形外观、一体式设计出口照度均匀性 99%开口:45mm色温:高低色温连续可调照度:高低输出连续可调照度色温设置mS级别调整和迅速切换可实时监控照度和LED衰减情况高重复性可加选件监控光谱变化和色温变化06测量应用照度/亮度校准色温校准光谱校准动态范围平场响应线性度量子效率饱和曝光度灵敏度空间和角不均匀度07行业应用环境光传感器校准CMOS图像传感器测试手机相机校准光电二极管响应测试RGB传感器测试 小型摄像头08软件LED进行老化,以及通过内部自带的散热装置,保证系统输出良好的稳定性。此外,通过自带高精度的亮度/照度监控器,可以实时观测亮度输出情况。亮度/照度稳定性(10分钟)均匀性:内置优化结构和尺寸设计的积分球,以及高漫反射率的涂料,提升了光源的反射次数从而提升均匀性达到99%以上。均匀性:内置优化结构和尺寸设计的积分球,以及高漫反射率的涂料,提升了光源的反射次数从而提升均匀性达到99%以上。
  • 柯力传感领投点联传感天使轮 开拓精密测量传感器市场
    2023年7月,宁波柯力传感科技股份有限公司(“柯力传感”)与深圳点联传感科技有限公司(“点联传感”)正式签署协议,完成天使轮投资。柯力传感是此次点联传感天使轮融资的领投方。   深圳点联传感科技有限公司正式成立于2022年,是由多名清华大学博士领衔的高层次人才硬核团队,精密仪器专业出身,专注传感检测研究15年。   点联传感在精密光学系统、高速硬件电路以及综合检测算法方面有深厚的研究基础,依托底层高速高精度CMOS激光测量传感器技术框架,逐步拓展对射式、反射式以及同轴共聚焦的产品矩阵,实现对工业品形位尺寸的精密检测与定位,提高生产效率与性能。未来,点联传感将在产学研基础上,进一步构建名校传感器成果转化平台,立志解决中国工控及其他领域中高端传感器卡脖子问题。据悉,柯力投资点联传感主要是基于以下三个方面的考虑:   第一、当前国内精密测量传感器的发展仍处于起步阶段,未来是一个确定性的发展机会,是柯力布局传感器行业的重要市场方向。   第二、高精密测量传感器有一定的技术壁垒,需要依赖技术型团队才能打造升级产品,形成品牌。点联传感团队是由多名精密仪器专业出身的博士组成,专业技术能力强。   第三、通过柯力投资与赋能,可以快速提升点联传感的客户拓展能力,整体价值实现1+1>2。   当前,中国制造业正在向高精度、智能化的方向转型升级。高精度工控传感器是制造装备的基础要素,柯力传感对点联传感的投资与赋能,将助力其成为中国制造业转型升级过程中的国内外一流传感器品牌,同时,也将加速柯力从单一物理量传感器向多物理量传感器融合的步伐与进程。
  • 3D打印的基于环偶极子的高性能太赫兹传感器及其应用
    在各种各样的超表面应用中,太赫兹传感凭借着高灵敏度和太赫兹波的非电离性质为分析物的无损检测提供了强大的潜力,尤其受到了广泛的关注。为持续提高太赫兹传感器的灵敏度,基于多种物理机制,包括Fano共振、连续域束缚态共振和环偶极子共振,科研人员开发了多款太赫兹传感器。其中,环偶极子谐振传感器因其微弱的辐射特性,使得电磁能量在近场范围内受到高度的局域,因此受到广泛的关注。然而,目前的环偶极子谐振传感器的灵敏度受到分析物和局域增强电磁场之间有限的空间重叠的极大限制。此外,加工这些微米级的结构也是一个挑战。 近日,基于上述问题,西安交通大学张留洋老师课题组提出了一种面外太赫兹传感器,通过面外结构,增强了光和物质的空间重叠,从而增强传感性能。该传感器通过摩方精密提供的nanoArch S130设备进行了加工,并通过实验验证了传感器的高灵敏度。图 1 (a)三步制备法示意图,包括(1)衬底制备,(2)3D打印,和(3)金属膜沉积 最右边的面板描绘了设计的传感器的原型。(b)所制传感器的SEM图像。沿传感器x轴(c)和y轴(d)的表面轮廓。图1(a)显示了基于面投影微立体光刻(PSL)3D打印技术(nanoArch S130,摩方精密)的三步制备方法示意图。与传统的微纳制造技术相比,这种方法简单有效,是面外微结构通用制造的实用候选方法。采用这种三步制备方法,成功制备了具有30×30个超分子阵列的太赫兹传感器,其扫描电镜图像如图1(b)所示。为了表征所制作传感器的三维轮廓,分别沿x轴[图1(c)]和y轴[图1(d)]测量了其表面轮廓,数据表明打印样品的测得轮廓总体上与设计模型吻合较好。 此外,分别通过阻抗匹配理论(图2)和近场分析、多偶极子散射理论(图3)解释了传感器的共振机理。 图 2 (a)传感器在x偏振和y偏振入射下的模拟(实线)和实验(虚线)反射谱。(b)y偏振入射下传感器阻抗。图 3(a)归一化散射功率。(b)电场分布(轮廓轮廓)和表面电流分布(箭头)。(c)磁场的分布。在传感器的应用方面,选择了三种类型的粉末——乳糖,半乳糖和葡萄糖——作为检测分析物。首先,将粉末经过适当研磨后均匀撒在传感器上,如图 4(a)显微镜图像所示。然后通过THz-TDS测量了相应的反射谱,如图 4(b)给所示,可观察到半乳糖的共振频率与其他分析物相比有明显的红移。 此外,为避免测量误差,采用C扫描获得面积为6×6 mm2的区域的反射谱曲线,分别提取各点对应谐振频率处的强度和谐振频率。然后,随机选择每种分析物的500个点的计算平均谐振频率,重复此过程10次,结果如图 4(f)所示。实验结果表明,所提出的传感器能够准确地检测出葡萄糖、乳糖和半乳糖粉末。 图 4 (a)被分析物粉末覆盖的传感器的显微镜图像。(b)测定的三种分析电解质粉末的反射光谱。(c)有或没有传感器下的乳糖粉末的反射谱。(d)乳糖粉加载时各点电场(传感器)的共振强度和(e)共振频率。(f)三种分析物的频移分布。
  • 美开发出能使大脑直接控制义肢的光学传感器
    据英国《新科学家》网站10月18日(北京时间)报道,美国科学家研发出一种能接收神经脉冲等光学信号的传感器,可进一步改进人体神经系统与义肢之间的连接,使通过大脑神经直接控制义肢的梦想朝现实迈进了一大步。未来,通过该传感器,大脑能够直接控制义肢的运动,被植入者也可通过义肢感受到压力和热度。   目前,义肢中的神经接口都是电子的,其中的金属零件可能会被身体排斥。而美国南卫理公会大学的马克克里斯滕森和同事正在研发一些可以捕捉神经信号的光学传感器。他们使用的材料——光纤和聚合物与金属相比,不仅不太可能诱发身体的免疫反应,而且也不会被腐蚀。  这种传感器建立在一个聚合物的球壳上,这些球壳同一束光纤偶联在一起,光纤将发送一束光,经过球壳内部。光在这些球壳内“旅行”的方式被称为“回音壁模式”,其灵感源于英国伦敦圣保罗大教堂的回音壁。在圣保罗大教堂,声音可以通过凹形墙壁的不断反射而持续传播,因此传播得更远。  该传感器的设计理念是,与神经脉冲相连的电场会影响聚合物球壳的形状,球壳内部光线的共振也随之改变,因此,神经系统会变为光子电路的一部分。从理论上讲,光线的共振变化能够向仿生手发送指令,比如告诉仿生手,大脑想要移动一根手指等。通过在光纤顶端放置一个反射器,引导一束红外线照射并刺激神经系统,其发出的神经信号也能够被带往其他方向。  研究人员表示,这种传感器目前还处于原型研制阶段,而且尺寸太大,暂时无法安装在人体内,不过,随着尺寸不断缩小,这种传感器将可以在生物体内发挥作用。该科研项目获得了美国国防部高级研究计划局(DARPA)560万美元的资助。研究人员计划2年内将工程样品在猫或狗身上进行试验。在此之前,研究人员需要将这种传感器的大小从几百微米缩小到50微米。  该传感器工程样品在使用前,研究人员还需要将神经连接具体地绘制出来。例如,要求病人试着举起他残缺的手臂,以便将相关的神经连接到义肢上。  克里斯滕森表示,总有一天,这些传感器和光纤可以像“跳线”一样,形成从大脑直到腿部的神经回路,绕开受损的身体组织,最终让脊髓受损患者重新恢复运动能力和知觉。  不过,也有专家认为,这种传感器所使用的材料虽然都具有很大的生物相容性,但它们是否能够完全避免人体的排异反应依然存疑。
  • 红外探测传感器能否正确区别人与动物?
    还记得盗贼电影里出现的红外线吗?这简直是所有盗贼片的经典片段。仿佛电影中没有穿过红外线的盗贼,就不是好电影, 那么一直有个疑问,红外线传感器能否区分检测环境下的人和动物?红外传感器原理:所有温度高于0k的物体都无时无刻不在向周围发射红外能量。由于各种物体吸收与含有的热能量不同,向外辐射的热红外能量自然不同。利用红外探测器,能将被测目标的红外辐射能转换成电信号,经过放大、转换等一系列处理,最终准确测定出物体的温度。人体有恒定的体温,会发出特定波长在10μm左右的红外线,红外探测器正是利用红外线反射的原理。探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件,这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。这种探测器是以探测人体辐射为目标的。这样的称之为被动红外探测器, 动物也有热量会发射红外线,所以常规的吸顶式人体红外探测器是没办法区分人和动物的。技术的不断突破,也推动着红外传感器的市场应用进一步扩大。现在市面上也有一些防小宠物的红外报警器,被动红外探测器发展到今天,在技术上已经比较成熟,防小宠物是被动红外探测器的复一种重要的功能,每个生产厂家对抗小宠物干扰的处理方式是不一样的,但不外乎有两种方式:一种是物理方式,即通过菲涅尔透镜的分割方式的改变来降低由于小宠物引起误报的概率,这种方式是表面的,效果也是有限的。第二种方式是采用对探测信号处理分析方式主要是对探测的信号进行数据采集,然后分析其中的信号周期,幅度,极性 .这些因素具体反应出移动物体的速制度、热释红外能量的大小,以及单位时间内的位移。探测器中的微处理器将采集的数据进行分析比较,由此判断移动物体可能是人还是小动物 。由此看来,我们要注意的是被动红外探测器的防小宠物百的功能是相对的。这种相对性包括两个方面,一个是防宠物是相对的,相对于没有防宠物功能的探测器其误报率是大大降低了,它对小宠物的数量和大小有一定限度的。第二方面是安装位置是要有一定要求度的,并不是随意的安装就可以达到防小宠物功能。随着技术的不断研发,目前,红外探测传感器正朝着探测率更高,响应波长更大,响应时间更短,抗干扰性能更高,生产成本更低的方向发展。建大仁科RS-HW-N01型吸顶式人体红外传感器小巧玲珑,内部配置人体双元热释红外传感器和少量外接元器件,采用吸顶式安装,安装高度在2.5~6m之间,安装高度在3.6m时,能都形成直径6m的探测范围,将其用在机房环境监测系统中能够对机房环境实现360度的全方位探测,是一款稳定性较高的被动红外传感器。吸顶式人体红外传感器设备内部使用8-bit 低功耗CMOS处理器,采用先进的信号分析处理技术,配备较高性能的传感信号处理集成电路,具有超高的探测和防误报性能;具有抗RFI干扰(20~1000MHZ,如移动通信)的功能;设备具有自动温度补偿功能,在温度-10℃~50℃之间,相对湿度≤95%的环境内工作,不会出现凝露现象。使用者将人体红外探测器安装在机房出入口处,当有人非法闯入红外探测区域时,探测器会自动对他进行探测,若发现他在区域内活动,会立刻启动安全报警功能:设备上的LED指示灯变亮,并把告警信息通过环境监控主机上传至机房环境监测系统,系统也会在给管理人员发送有人非法入侵告警信息。吸顶式人体红外传感器的测量范围如下图:人体红外传感器起到智能安防的作用。为方便用户使用,还具有报警延时和延时报警的功能,在具体使用中用户可根据情况,将报警持续时间调整为30s、10s或5s;延时报警则通过管理软件进行设置修改。安装人体红外传感器不仅仅是为了防贼,更重要的是保障人身安全。侵入者的非法反侦测技术手段的提高,普通的门禁不能完全阻止他们,而吸顶式红外探测器性能稳定,具有超高的探测和防误报性能,安装后也不易被人发现,被广泛应用于楼盘别墅、厂房、仓库、商场、写字楼等场所,进行安全防范。
  • 传感器行业未来关注的四大领域
    未来值得关注的四大领域  随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求,四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。  一是可穿戴式应用。据美国ABI调查公司预测,2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器,包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等,实现了一些传统终端无法实现的功能,如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。当前,可穿戴设备的应用领域正从外置的手表、眼镜、鞋子等向更广阔的领域扩展,如电子肌肤等。日前,东京大学已开发出一种可以贴在肌肤上的柔性可穿戴式传感器。该传感器为薄膜状,单位面积重量只有3g/m2,是普通纸张的1/27左右,厚度也只有2微米。  二是无人驾驶。美国IHS公司指出,推进无人驾驶发展的传感器技术应用正在加快突破。在该领域,谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果,通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪,以每秒20次的间隔,生成汽车周边区域的实时路况信息,并利用人工智能软件进行分析,预测相关路况未来动向,同时结合谷歌地图来进行道路导航。谷歌无人驾驶汽车已经在内华达、佛罗里达和加利福尼亚州获得上路行使权。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发,有的车型已接近量产。  三是医护和健康监测。国内外众多医疗研究机构,包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。如罗姆公司目前正在开发一种使用近红外光(NIR)的图像传感器,其原理是照射近红外光LED后,使用专用摄像元件拍摄反射光,通过改变近红外光的波长获取图像,然后通过图像处理使血管等更加鲜明地呈现出来。一些研究机构在能够嵌入或吞入体内的材料制造传感器方面已取得进展。如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器,该器件由导电金属和绝缘薄膜构成,能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化,发挥完作用之后就会溶解于体液中。  四是工业控制。2012年,GE公司在《工业互联网:突破智慧与机器的界限》报告中提出,通过智能传感器将人机连接,并结合软件和大数据分析,可以突破物理和材料科学的限制,并将改变世界的运行方式。报告同时指出,美国通过部署工业互联网,各行业可实现1%的效率提升,15年内能源行业将节省1%的燃料(约660亿美元)。2013年1月,GE在纽约一家电池生产企业共安装了1万多个传感器,用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据,而工厂的管理人员可以通过iPad获取这些数据,从而对生产进行监督。超声波气象站集合了7个传感器,为工业生产提供了一流的天气监测信息,为预防一些灾害事件提供可靠信息,从而提高效率,降低和总的成本。  此外,荷兰壳牌、富士电机等跨国公司也都在该领域采取了行动。
  • 教你如何测定微小样品的透过率、反射率
    随着机器的小型化趋势,光学部件也在不断微小化,如摄像镜头中的透镜、传感器部件、光盘中的拾音器组件等。因此微小样品的准确测量十分必要。要准确获得这些微小样品的测定,需要缩小入射光束,以使光斑照射到样品上。日立开发了各种微小样品测量附件,为光电领域提高解决方案。1. 微小样品的透过率测量使用日立UH4150选配微小样品透过率测定附件和全积分球,利用φ1 mm 掩光膜即可测定透镜的透射率。图1 小尺寸透镜的外观 图2 两种透镜的透过光谱 微小样品透过率测定附件由聚光透镜、参比光束光阑以及微小样品支架构成,可准确测定微小样品和任意微小零配件的透射率。微小样品支架可搭载最大直径为φ20mm的样品,标配φ3mm的掩光膜,用户也可选配φ1mm的掩光膜等。图3 微小样品透过率测定附件 2. 微小样品镜面反射率的测定手机镜头和车载摄像头中图像传感器的红外截止滤光片尺寸微小,使用UH4150选配微小样品5度绝对反射附件即可测定滤光片的反射率。图4 红外滤光片的镜面反射光谱 可以看到滤光片在可见区的反射率低,在近红外区的反射率较高。微小5 °镜面绝对反射附件由反射附件、聚光透镜、参比光束光阑以及微小样品支架构成。与5 °镜面反射附件(标准)相比,样品位置的光束较小,支持微小样品反射光谱的测定。图5 微小样品反射率测定附件3. 微小样品的全反射率测定使用日立UH4150 搭配微小样品全反射/漫反射测量附件,测量了LED灯反射板的全反射率。图6 LED灯的反射板测定时使用铝制平面镜作为标准参考,利用铝制平面镜的绝 对反射率将LED灯反射板的反射率的相对值转换为绝对值,得到全反射光谱如图所示。图7 LED 灯反射板的全反射光谱测定结果表明该反射板的反射率高达90%,可以有效利用LED灯光源的光通量,提高照明效率。综上案例,使用具有大型样品室的日立紫外可见近红外分光光度计UH4150,容易构建不同样品的光学测量系统,可搭配多种附件,实现低噪音测定微小样品。拨打 4006305821,获取更多信息
  • 超声波气体流量传感器国产化助力燃气计量行业转型升级
    一、燃气表行业背景分析近年来,我国加快推进“煤改气”工程建设,天然气已经成为我国现代清洁能源体系的主体能源之一。到2020年,天然气在一次能源消费结构中的占比力争达到10%左右,到 2030 年,占比提高到15%左右。在这些燃气迅速发展的利好消息促进下,燃气计量行业将迎来巨大的发展契机。膜式燃气表因其技术成熟、质量稳定和价格低廉等优点,在我国城市燃气发展中得到广泛应用,随着计算机和微电子技术的发展,膜式表也逐步实现了智能化,目前在燃气计量行业仍然占据着主导地位。但膜式燃气表结构复杂、易磨损、易受管道介质温度压力等客观因素的影响,导致测量精度降低。热式(MEMS)燃气表是利用热传递原理测量燃气标准状况下流量的一种新型燃气计量器具,采用全电子结构,无机械运转部件,体积小、精度高。虽然可以针对特定天然气组分进行修正,但是从原理上还是易受多种不同气体组分影响,温度的影响修正也相对复杂,同时长期的污染物沉积使得MEMS芯片响应变慢影响精度,使得其应用受到限制。超声波燃气表以其非接触测量、无可动部件、无压力损失、极高的计量精度和可结合更多的智能化应用等优势,引起国内外的高度重视,是近年来燃气计量领域的开发热点。 二、超声波燃气表的研究与应用现状其实早在上世纪九十年代,英国、德国等国的多家燃气公司已陆续开发了超声波燃气表。受当时超声波探头、计时芯片、电子技术等的因素限制,价格还是非常高昂,无法与传统膜式燃气表竞争。进入二十世纪后,超声波燃气表的关键部件价格大大降低,迎来了超声波燃气表的快速发展。日本东京燃气公司于2003年7月开展了超声波燃气表的各种现场测试,于2005年率先安装了5000台超声波燃气表至用户家中,在2008年全面使用超声波燃气表。目前国际上的超声波燃气表技术主要来源于松下、西门子等公司,他们在超声波领域深耕多年,从流道结构、软件算法、超声波换能器及模块到整机,都有着诸多专利。虽然国内现有多家燃气表公司已开始研发超声波燃气表,但是大多数厂家还是使用松下的超声波燃气表传感器方案,也就是购买松下的电路板和超声波探测器,自己配套外壳组装成超声波燃气表。这样的模式使得国内厂家生产的超声波燃气表价格偏高,市场推广受到限制。我国燃气表产业生态已经基本建立,因此积极开展自主知识产权、可以满足燃气表规范要求的超声波气体流量传感器的技术研究,对于打破国外技术垄断、促进我国燃气表转型升级发展具有重要意义。 三、超声波燃气表用气体流量传感器核心关键(1)超声波换能器的自主研制。目前满足超声波燃气表计量要求的核心部件的超声波换能器基本都是进口,价格占总成本的40%。国产化的难点是其带宽以及高低温特性,既要保证较长的测试距离提高测试分辨率、较高灵敏度提高信噪比,还需要考虑不同温度下的测试漂移。 (2)燃气表的性能和稳定性问题。超声波燃气表由于无机械部件,理论上稳定性较传统膜式表要高很多,但膜式表在国内多年的使用中,已广泛被燃气表公司和客户接受。超声波燃气表如何在稳定性上达到燃气表公司的需求,打消燃气表公司的顾虑,是超声波燃气表迈向市场化的非常重要的一关。(3)气体污染问题。与膜式燃气表一样,由于超声波燃气表的常年运行,燃气中的粉尘或杂质会附着在超声波换能器上,影响换能器对信号的接收敏感度,从而影响燃气表测量准确度。(4)气源适应性问题。天然气密度比空气小,信号也较空气小;不同密度的气体通过超声波换能器后,其信号的波形会很不稳定。超声波信号传输会受传播介质、环境(温度、湿度、压力)以及管道内反射等各种因素影响,接收到的超声波信号通常存在着波形变化、幅值变化。因此,家用波燃气表要想进入家庭,并广泛使用,对气源的适应性是需要克服的最重要一关。 四、超声波燃气表用气体流量传感器技术特点四方光电公司自2008年开展对超声波气体传感器的研究以来,通过在超声波换能器、时间计量芯片以及时差自动计算方法、流程成分同时感知等领域取得突破,特别是在超声波氧气流量传感器、超声波沼气流量计等领域实现了规模化生产应用,具有较好的技术和产业基础。针对家用燃气表需要的超宽量程比、宽温度范围、抗污能力、脉动气流测量等特殊要求,开发成功满足超声波燃气表用的超声波气体流量传感器。(1)“L”型流道结构设计。超声波燃气表用超声波气体流量传感器采用“L”型流道设计,包括腔体、进气口、出气口及两个超声波换能器,通过将气室腔体的横截面设置为圆形,将超声波信号在第一个换能器安装孔和第二换能器安装孔之间的传播路径设置为“L”型流道,如图1所示。 图1. 燃气表用超声波气体流量传感器结构原理图传统超声波燃气表气体流量计量气室的“W”型发射流道,“V”型对射单通单流道以及“N”型对射单通单流道,都是通过超声波在流道内产生一次或多次反射而形成的路径以增加超声波声程,间接增大了换能器的有效距离,从而获得更高测量精度。但其缺点是通过反射后探测器信号较弱,信噪比降低,对换能器的要求很高。因此造成成本也较高。采用“L”型流道、圆形横截面的超声波燃气模块,克服了现有超声波燃气表气体流量计量气室管道的横截面积较大,气室体积较大,成本较高的问题,以及两个超声波换能器之间传播距离较短,降低测量结果准确性的问题。同时,还避免了被测气体中的污染物污染超声波换能器,从而影响检测结果准确性的问题。(2)用双阈值过零检测与数据选择技术。以时差法超声波气体流量计为基础,采用双阈值过零检测与数据选择算法技术,区别于超声波自动增益控制法,不对信号进行处理,通过关联幅值与飞行时间周期变化的关系,根据幅值判断飞行时间是否发生周期性变化,从实际测量得到多个结束方波脉冲对应的时间值中选择合适的结果,作为最终的飞行时间,从而精确计算气体流量。(3)自动调零算法。燃气表在温度、压力等外部因素变化条件下,对超声信号产生一定的影响,从而影响计量的时间差;此产生的时间差变化,可能只有ns级别,对高端流量几乎没影响;但对于低端流量,特别是Qmin,影响非常大,造成测量精度超过标准要求。另外,燃气表在无流量情况下的零点,可能受到超声波换能器零点的漂移影响,产生整体计量的漂移,对低端流量造成较大的影响,这是低端流量精度和稳定性超标最重要的原因。针对超声波换能器的零点漂移问题,在软件算法上,采用自动调零的处理算法,超声波燃气表采用可调整的零点,并根据超声波换能器的信号波动特点,软件上自动调整超声波燃气表的零点,保证在外部因素或内部因素作用下,超声波燃气表的零点随环境变化而适当做出调整,抵消由于零点漂移对低端流量产生的影响;同时,考虑电路整体对时间差值的影响,在软件算法上,补偿此部分对测量的影响。 五、超声波燃气表用气体流量传感器的应用基于专利的气体流量传感器硬件和软件核心技术,四方光电公司针对我国家用表以及五小工商户客户的需求,成功开发出超声波家用和商用燃气表。其核心传感器部件见图2:图2. 家用和商用超声波燃气表核心传感器部件解决核心燃气表气体流量传感器后,就可以利用以往具有的外壳、皮膜阀、电源管理等组装燃气表。图3是采用超声波核心流量传感器的G4燃气表。 图3. G4超声波燃气表(内置国产化核心流量传感器)根据燃气表的计量要求,进行了宽量程的燃气表误差特性以及耐久性实验。 图4. G4超声波燃气表典型误差曲线 图5. G4超声波燃气表耐久性误差曲线由于我国超声波燃气表的国家标准还处于征求意见稿阶段,因此借鉴了EN-14236欧洲有关“ultrasonic-domestic-gas-meters”标准进行完整的测试。除以上图示的基本试验,还进行了线性度、压损、高低温、交变湿热、耐粉尘、脉动流量等试验。试验表明基于超声波气体流量传感器核心模块的燃气表均满足燃气表的各项指标要求。作者简介熊友辉博士,教授级高工。中国科协九大代表、中国仪器仪表学会理事、分析仪器分会副理事长。主持过科技部重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网专项、湖北省重大科技专项等多项国家和省市科技项目。现任武汉四方光电科技有限公司总经理。 公司简介武汉四方光电科技有限公司是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器及物联网解决方案的国家高新技术企业,其全资子公司——四方仪器自控系统有限公司,以自主知识产权的核心传感器技术为依托,陆续推出了红外/紫外烟气分析仪、红外煤气分析仪、红外天然气热值仪、激光拉曼气体分析仪等气体成分分析仪器,并先后研制了超声波气体流量计、超声波燃气表核心传感器部件、智能超声波燃气表等燃气流量测量产品。四方光电通过了ISO9001、ISO14000、ISO18000、IATF16949等有关质量、环境、健康安全、汽车电子等体系认证,目前已与多家世界五百强企业建立长期配套合作关系。
  • 美国Headwall公司利用高光谱成像传感器研究植物光合作用
    【据军事航空网站2月28日报道】位于马萨诸塞州菲奇堡市的海德沃尔光电公司的光电专家正在推出高光谱叶绿素荧光光谱成像传感器,用于高光谱作物科学、气候学研究以及植物和作物光合作用的其他应用研究。高光谱叶绿素荧光传感器采用高光谱传感器收集叶绿素荧光(CF)数据。它小而轻,重约13磅,尺寸为12×8英寸,分辨率为0.2纳米以下,可装载在目前大多数商用无人机、载人飞机和轨道卫星上。传感器收集的图像数据来自670到780纳米的叶绿素荧光发射光谱,利用其中重要的“氧气A”和“氧气-B”波段。传感器使用全反射方式以及海德沃尔公司的衍射光栅**技术以达到高信噪比性能。海德公司CEO大卫班农说,全球快速发展的食品和生物燃料需求驱动着新型传感器的开发。“由于叶绿素荧光信号相对较弱,因此可以在极高分辨率下对其进行收集的小型和轻型成像传感器就是我们研究更多全球生态系统的制胜法则。”美国航空航天局的劳伦斯库珀博士补充道。
  • 立仪科技获数千万A轮融资,专注研发光谱共焦传感器
    3D工业视觉传感器供应商立仪科技获得浩澜资本独家投资的数千万人民币的A轮融资,据悉,本轮融资将主要用于市场拓展、新品研发及补充流动资金。立仪科技成立于2014年,是一家专注于精密光学检测的公司,旗下有光谱共焦传感器等产品。公司的点共焦传感器已经量产,且服务多家头部客户;线共焦产品原型机已打样,正研发商业量产版本。主流的3D工业视觉的技术路线包括线激光、光谱共焦、条纹结构光、TOF、双目等技术路线。光谱共焦传感器是目前市场精度最高且能应用于各种特性的表面和复杂形状测量场景的新型传感器,其市场主要被基恩士等国外厂商占据,但国产率较低。光谱共焦传感器的原理是通过使用特殊的透镜及光学系统,拉开不同颜色光的焦点分布范围,形成特殊放大色差,使其根据不同的被测物体到透镜的距离,会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射波的波长,就可以得到被测物体到透镜的精确距离。光谱共焦目前正处于技术迭代周期。激光技术的研发目前已逐渐见顶,而市场对测量传感器的需求越来越广,市场需求正从人工监测向自动化监测产品发展。与传统的激光相比,光谱共焦技术精度较高,且材料适应性更广,稳定性更高。立仪科技创始人兼CEO刘杰波表示:“我们之前曾做过三维激光扫描研究,过程中意识到激光扫描很难完成一些对高精度扫描有需求的测试任务,便开始向光谱共焦转向。”目前,立仪科技有点共焦位移和线共焦位移两类传感器产品,产品型号超百种。点共焦传感器上,立仪科技在拿到天使轮融资后,于2019年完成点共焦原型产品的量产。至今,公司的点共焦已经迭代到第三代,进入华为、三星、苹果供应链。除在产品设计上有着多项创新外,公司还开发了为国外禁止出口的激光干涉光谱共焦校准仪等专用仪器工装,且工艺经过量产验证,能帮助产品更好生产。在性能上,其传感器可以做到光强提高200%,线性度提高200%,反射干扰降低50%。价格上,产品售价比国外产品低。产品示意图公司2020年开始研发线共焦产品,目前已有原型机,是已能完成三维形状物体的扫描,具有精度高材料适应性好、无盲区、效率高等优点,可广泛应用于半导体、新能源、3C等领域。本轮融资完成后,立仪科技也将集中精力,研发商业化量产版本线共焦产品。未来,公司还将继续研发高光谱+AI传感器和光纤传感器。
  • 安东帕发布新一代L-Rix系列折光传感器 10万小时免维护
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日,安东帕发布了新一代传感器——L-Rix 5x00系列。该系列传感器不仅对客户来说更便宜,而且还能提供其他重要优势。该传感器主要用于管道或反应容器,可在生产过程中使用在线折光法直接测量样品的百分比浓度。这些被测量的物质可以是饮料、蛋黄酱、果酱、或环保型柴油添加剂等。/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/5b1193fa-0bc6-424d-a6e7-0341de91c639.jpg" title="csm_L-Rix_5X00_Pico_WEB_11d98a2858.jpg" alt="csm_L-Rix_5X00_Pico_WEB_11d98a2858.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" style="width: 600px height: 400px "//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据了解,从技术上讲,这款插入式传感器充分利用了光的折射,在装置中,有一束光束通过蓝宝石棱镜向被检测介质的方向发送,光穿透棱镜和液体样品之间的界面,有些光线是完全反射的,有些只是部分反射,有些则是不反射的,传感器通过检测反射光和反射角,从而测量样品的浓度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "当然,听起来可能很简单,但实际测量过程中需要复杂的公式和计算步骤,最终给出由光信号、反射角和样品温度等得出的浓度值。在安东帕的新一代系列传感器中,L-Rix 5200由于集成了用于特定糖浓度的特殊公式,可以给出相对最全面的测量模型。据安东帕产品经理Zavrsnik介绍,L-Rix系列传感器相比于市面上的同类产品具有如下优势:支持10万小时以上或10年以上免维护,运行中无需调整或校准,生产过程中方便清洗。除本系列入门机型外,其他型号用户都可以自由配置,最高配置的传感器可提供高精度测量,所有传感器都配有免费的配置软件和智能配件,如蓝宝石水晶清洗系统或可选的导流装置等,后者可以安装在传感器的对面,防止粘稠样品附着在蓝宝石界面上。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "L-Rix传感器的出现,符合质量测试从实验室转移到工业过程控制的趋势。这系列传感器既可以使用折射率原理测量浓度,也可以作为密度测量补充分析选项。根据样品的不同,选择不同的测量方式。/p
  • 石墨烯传感器可让小分子“现形”
    科技日报北京7月12日电 尽管科学家因为石墨烯无与伦比的属性而对其青睐有加,但迄今为止,其实际应用仍然乏善可陈。不过,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)生物纳米系统实验室和西班牙光子科学研究所的科学家们在最新一期的《科学》杂志上宣称,他们利用石墨烯独特的光学和电子学属性,研制出了一种具有超高灵敏度的分子传感器,可以探测蛋白质或药物小分子的详细信息。  在红外吸收光谱学这种标准的探测方法中,光被用来激活分子。不同分子的振动不同,借由这种振动,分子会显示其存在甚至表现自己的“性格”。这些“蛛丝马迹”可在反射光中“读出”。但在探测纳米大小的分子时,这一方法的表现差强人意。因为照射分子的红外光子的波长约为6微米,而目标分子仅几个纳米,很难在反射光中探测到如此微小分子的振动。  于是,石墨烯受命于危难之间。研究合作者丹尼尔罗德里戈解释道,如果让石墨烯拥有合适的几何形状,其就能将光聚焦在表面上的某个特定点上,并“倾听”附着其上的纳米分子的振动。他说:“通过使用电子束轰击并使用氧离子蚀刻,我们在石墨烯表面弄了一些纳米结构。当光到达时,纳米结构内的电子会振荡,产生的‘局域表面等离子体共振’可将光聚集在某个点上,其与目标分子的尺度相当,因此,能探测纳米大小的结构。”  除此之外,这一过程也能揭示组成分子的原子键的属性。研究人员称,当分子振动时,连接不同原子的原子键会产生多种振动,不同振动之间的细微差别可提供与每个键的属性以及整个分子的健康状况有关的信息。为了找出每个原子键发出的“声音”从而确定所有的频率,需要用到石墨烯。在实验中,研究人员对石墨烯施加不同的电压,让其“调谐”到不同的频率,从而能“阅读”其表面上的分子的所有振动情况,而使用目前的传感器无法做到这一点。研究人员海蒂斯奥特格说:“我们让蛋白质附着在石墨烯上,并用这一方法,得到了分子全方位的信息。”  研究人员表示,这种简单的方法表明,石墨烯在探测领域拥有不可思议的潜能,奥特格表示:“尽管我们研究的是生物分子,但这一方法或许也适用于聚合物和其他物质。”
  • 小型传感器监测食品污染
    新华网首尔12月25日电 韩国工程师日前说,他们发明了一种小型传感器,可以作出准确、实时的回应,有助于开展食品安全和环境保护工作。 设在大田、由郑奉铉领导的韩国生命科学和生物技术研究所说,该设备使用了世界上最小的生物芯片传感器,还利用表面等离子体共振(SPR)技术来监测DNA和蛋白质是否存在受污染迹象。 研究人员计划利用SPR技术及相关的生物芯片,通过接收被扫描物体表面反射的激光共振信号,来辨别分子层面的结构。 该研究所首席研究员郑奉铉说,这种新装置一只手就能提起来,与那些只能用在实验室的笨重机器形成鲜明对比。这种装置可以进行需要迅速反应的“即时检验”,这在应对与食品有关的问题及环境问题时至关重要。 专家说,这种生物芯片传感器经过改造,也有助于制药和检测供水系统,还可能应用于军事领域。 研究人员说,一旦研发成功,这种机器可以创造价值5000亿韩元(约合3.72亿美元)的全球市场,因为对高科技分析机器存在很大需求。 这家由韩国教育科技部提供科研经费的国有生物工程实验室说,它已经为这一生物芯片的主要部件申请了知识产权保护,其中包括高速转镜和电子束调制装置。
  • 西安交通大学张留洋课题组《Optics Letters》:3D打印的基于环偶极子的高性能太赫兹传感器
    在各种各样的超表面应用中,太赫兹传感凭借着高灵敏度和太赫兹波的非电离性质为分析物的无损检测提供了强大的潜力,尤其受到了广泛的关注。为持续提高太赫兹传感器的灵敏度,基于多种物理机制,包括Fano共振、连续域束缚态共振和环偶极子共振,科研人员开发了多款太赫兹传感器。其中,环偶极子谐振传感器因其微弱的辐射特性,使得电磁能量在近场范围内受到高度的局域,因此受到广泛的关注。然而,目前的环偶极子谐振传感器的灵敏度受到分析物和局域增强电磁场之间有限的空间重叠的极大限制。此外,加工这些微米级的结构也是一个挑战。近日,基于上述问题,西安交通大学张留洋老师课题组提出了一种面外太赫兹传感器,通过面外结构,增强了光和物质的空间重叠,从而增强传感性能。该传感器通过摩方精密提供的nanoArch S130设备进行了加工,并通过实验验证了传感器的高灵敏度。相关成果以“Highly sensitive terahertz sensing with 3D-printed metasurfaces empowered by a toroidal dipole”为题发表在光学期刊《Optics Letters》上。图 1 (a)三步制备法示意图,包括(1)衬底制备,(2)3D打印,和(3)金属膜沉积 最右边的面板描绘了设计的传感器的原型。(b)所制传感器的SEM图像。沿传感器x轴(c)和y轴(d)的表面轮廓。图1(a)显示了基于面投影微立体光刻(PµSL)3D打印技术(nanoArch S130,摩方精密)的三步制备方法示意图。与传统的微纳制造技术相比,这种方法简单有效,是面外微结构通用制造的实用候选方法。采用这种三步制备方法,成功制备了具有30×30个超分子阵列的太赫兹传感器,其扫描电镜图像如图1(b)所示。为了表征所制作传感器的三维轮廓,分别沿x轴[图1(c)]和y轴[图1(d)]测量了其表面轮廓,数据表明打印样品的测得轮廓总体上与设计模型吻合较好。此外,分别通过阻抗匹配理论(图2)和近场分析、多偶极子散射理论(图3)解释了传感器的共振机理。 图 2 (a)传感器在x偏振和y偏振入射下的模拟(实线)和实验(虚线)反射谱。(b)y偏振入射下传感器阻抗。 图 3(a)归一化散射功率。(b)电场分布(轮廓轮廓)和表面电流分布(箭头)。(c)磁场的分布。在传感器的应用方面,选择了三种类型的粉末——乳糖,半乳糖和葡萄糖——作为检测分析物。首先,将粉末经过适当研磨后均匀撒在传感器上,如图 4(a)显微镜图像所示。然后通过THz-TDS测量了相应的反射谱,如图 4(b)给所示,可观察到半乳糖的共振频率与其他分析物相比有明显的红移。此外,为避免测量误差,采用C扫描获得面积为6×6 mm2的区域的反射谱曲线,分别提取各点对应谐振频率处的强度和谐振频率。然后,随机选择每种分析物的500个点的计算平均谐振频率,重复此过程10次,结果如图 4(f)所示。实验结果表明,所提出的传感器能够准确地检测出葡萄糖、乳糖和半乳糖粉末。 图 4 (a)被分析物粉末覆盖的传感器的显微镜图像。(b)测定的三种分析电解质粉末的反射光谱。(c)有或没有传感器下的乳糖粉末的反射谱。(d)乳糖粉加载时各点电场(传感器)的共振强度和(e)共振频率。(f)三种分析物的频移分布。
  • 韩国研发出小型传感器监测食品污染
    韩国研究人员日前宣布,他们发明了一种小型生物芯片传感器,可快速、准确地对食品和环境污染进行检测。  据韩联社报道,由郑奉铉领导的韩国生命科学和生物技术研究所研发的这种生物芯片传感器利用表面等离子体共振技术,即通过接收被扫描物体表面反射的激光共振信号来辨别 分子层面的结构,从而检测被测对象的DNA和蛋白质是否受到污染。  郑奉铉说,与那些只能用在实验室的笨重检测设备相比,这种可单手提起的新装置可进行“即时检验”,大大提高了检测效率。这种生物芯片传感器经过改造后,还可用于药品、供水系统的检测,甚至可以应用于军事领域。  据悉,韩国生命科学和生物技术研究所已为这种生物芯片传感器的主要部件申请了知识产权保护。
  • 空天院高光谱激光雷达团队 揭示新型主动光学传感器高光谱激光雷达辐射效应产生机制
    近日,中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室牛铮研究员团队,在新型主动光学传感器高光谱激光雷达(hyperspectral LiDAR, HSL)辐射效应产生机制及相应校正算法研究方面取得重要进展。距离效应和入射角效应作为高光谱激光雷达面临的两大几何辐射效应,严重限制了其在定量遥感方面的应用。该团队研究发现,高光谱激光雷达距离效应和入射角效应分析及校正可以独立进行,并提出了一种耦合二次函数和指数衰减函数的分段函数模型用以分析和校正距离效应,发展了一种改进的Poullain算法用以目标入射角效应分析和校正。上述研究得到了国家自然科学基金重点项目“植被生理生化垂直分布信息遥感辐射传输机理与反演研究”的支持,有关成果发表在遥感领域国际顶级期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing和IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing上,第一作者为实验室博士研究生白杰。面对高光谱激光雷达主要几何辐射效应即距离效应和入射角效应校正的技术难题,团队自2020年起开展科技攻关,发现距离效应源于系统本身,所有波长拥有统一的距离效应函数,在此基础上提出了一种耦合二次函数和指数衰减函数的分段函数模型用以分析和校正距离效应 而对于不同种类植被叶片目标,因其表面微观尺度物理结构和内部生化参数不同,因此通常表现出不同的入射角效应,该效应与被测目标种类在高光谱激光雷达条件下二向反射特性密切相关,因此该团队指出关于高光谱激光雷达入射角效应,更准确的表述应为“某一目标高光谱激光雷达入射角效应”,并发展了一种新的改进的Poullain算法,用以目标入射角效应校正。与传统基于各向同性散射假设的朗伯余弦定律和原始Poullain算法相比,该算法考虑了目标粗糙度因子和漫反射系数在不同入射角和波长下的异质性,更加符合自然目标物回波强度的反射特征,不同植被叶片实验显示,相对于标准0度入射角下的回波强度和反射率,校正结果标准差减少了30%~60%。有关算法为后续植被三维生化参数准确反演提供了重要的理论基础和技术支撑。目前,实验室已经完成具备高速采集能力的第二代高光谱激光雷达系统设计与研制工作,正在开展性能测试,预计2023年底投入使用。早在2014年,遥感科学国家重点实验室就设计、研制了具有完全自主知识产权的国际上首台32波段高光谱激光雷达系统。自此,相关团队围绕这一新型传感器持续开展研究,在高光谱激光雷达系统设计研制、数据获取与处理、辐射信息提取、辐射效应校正及植被三维生理生化参数反演等方面取得了丰富的研究成果,为我国抢占高光谱激光雷达设备研制与应用这一领域做出系统性贡献。
  • 一文解读气体传感器原理、分类、用途
    所谓气体传感器,是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面,气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否,或氧气的消耗量等。气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测,测量该气体在传感器附近是否存在,或在传感器附近空气中的含量。因此,在安全系统中,气体传感器通常都是不可或缺的。从工作原理、特性分析到测量技术,从所用材料到制造工艺,从检测对象到应用领域,都可以构成独立的分类标准,衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系,尤其在分类标准的问题上目前还没有统一,要对其进行严格的系统分类难度颇大。气体传感器的分类从检测气体种类上,通常分为可燃气体传感器(常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式)、有毒气体传感器(一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式)、有害气体传感器(常采用红外、紫外等)、氧气(常采用顺磁式、氧化锆式)等其它类传感器。从使用方法上,通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。从获得气体样品的方式上,通常分为扩散式气体传感器(即传感器直接安装在被测对象环境中,实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触)、吸入式气体传感器(是指通过使 用吸气泵等手段,将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释,又可细分为完全吸入式和稀释式等)。从分析气体组成上,通常分为单一式气体传感器(仅对特定气体进行检测)和复合式气体传感器(对多种气体成分进行同时检测)。按传感器检测原理,通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。先来了解一下气体传感器的特性:1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性,取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时,整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化,表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下,一个传感器在连续工作条件下,每年零点漂移小于10%。2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比,主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术,它对目标气体的阀限制或爆炸限的百分比的检测要有足够的灵敏性。3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的,因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性,理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时,探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下,传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征,即灵敏度、选择性以及稳定性等,主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料,使气体传感器的敏感特性达到优。接下来是关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途:一、半导体式气体传感器根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。从作用机理上可分为表面控制型(采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件)、表面电位型(采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件)、体积控制型(基于半导体与气体发生反应时体积发生变化,从而产生电导率变化的工作原理) 等。可以检测百分比浓度的可燃气体,也可检测ppm级的有毒有害气体。优点:结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。不足:测量线性 范围较小,受背景气体干扰较大,易受环境温度影响等。二、固体电解质气体传感器固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质,当用作气体传感器时,它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中,可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高,灵敏度和选择性好,几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用,其重要性仅次于金属—氧化物一半导体气体传感器。这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间,选择性、灵敏度高于半导体气体传感器,寿命长于电化学气体传感器,因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。三、催化燃烧式气体传感器这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器,即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层,在一定温度下,可燃气体在表面催化燃烧,因此铂电阻温度升高,导致电阻的阻值变化。由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹,因此这种传感器通常也被称为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体,但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。四、电化学气体传感器电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流,得出对象气体浓度的探测器。包含原电池型气体传感器、恒定电位电解池型气体传感器、浓差电池型气体传感器和极限电流型气体传感器。1、原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫等。2、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析(根据电解过程中消耗的电量,由法拉第定律来确定被测物质含量)传感器。这种传感器用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器。3、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。4、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。主要优点:体积小,功耗小,线性和重复性较好,分辨率一般可以达到0.1ppm,寿命较长。主要不足:易受干扰,灵敏度受温度变化影响较大。五、PID——光离子化气体传感器PID由紫外光源和气室构成。紫外发光原理与日光灯管相同,只是频率高,能量大。被测气体到达气室后,被紫外灯发射的紫外光电离产生电荷流,气体浓度和电荷流的大小正相关,测量电荷流即可测得气体浓度。可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物,PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。六、热学式气体传感器热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。热导式是利用气体的热导率,通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史,其仪表类型较多,能分析的气体也较广泛。热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应,其中广泛应用的是气体的氧化反应(即燃烧),其典型为催化燃烧式气体传感器,其主要工作原理是在一定温度下,一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥,主要用于检测可燃气体,如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体,采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量,石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量,燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。七、红外气体传感器一个完整的红外气体传感器由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成。这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端,当有气体时,对红外光产生吸收,接收到的红外光就会减少,从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器,使检测更准确、可靠。优点:选择性好,只检测特定波长的气体,可以根据气体定制;采用光学检测方式,不易受有害气体的影响而中毒、老化;响应速度快、稳定性好;利用物理特性,没有化学反应,防爆性好;信噪比高,抗干扰能力强;使用寿命长;测量精度高。缺点:测量范围窄;怕灰尘、潮湿,现场环境要好,需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护;现场有气流时无法检测;价格较高。八、磁学式气体分析传感器在磁学式气体分析传感器中,常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器,利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围宽,是一种十分有效的氧量测量传感器。常用的有热磁对流式氧量分析传感器(按构成方式不同,又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式)和磁力机械式氧量分析传感器。主要用途:用于氧气的检测,选择性极好,是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁,废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。九、气相色谱式分析仪基于色谱分离技术和检测技术,分离并测定气样中各组分浓度,因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中,已有应用。工作时,从进样装置定期采取一定容积的气样,在流量一定的纯净载气(即流动相)携带下,流经色谱柱,色谱柱中装有称为固定相的固体或液体,利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同,使各组分在两相中反复进行分配,从而使各组分分离,并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。根据检测原理,气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化,即检测器的响应值和组分的浓度成正比。质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化,即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。优点:灵敏度高,适合于微量和痕量分析,能分析复杂的多相分气体。不足:定期取样不能实现连续进样分析,系统较为复杂,多用于 试验室分析用,不太适合工业现场气体监测。十、其他气体传感器1.超声波气体探测器这种气体探测器比较特殊,其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时,就会形成湍流,产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素,超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散,但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。这类探测器通常用于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。2.磁氧分析仪这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象,测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量,只能用于氧气检测,选择性极好。
  • 日常生活噪声危害大,如何选择合适的噪声传感器监测?
    噪声污染是主要环境污染之一,但噪声污染与空气污染、水污染不同,它属于物理性污染(或称能量污染)。一般情况下噪声污染并不致命,且与声源同时产生同时消失。噪声源分布很广,较难集中管理。由于噪声渗透到人们生产和生活的各个领域,且能够直接感觉到它的污染,不像其他物质污染那样在产生后果时才受到注意,所以噪声诉讼成为城市环境诉讼案件中最多的。 一、噪声的危害1、对人听力的影响强的噪声可以引起耳部的不适,如耳鸣、耳痛、听力损伤。在噪声长期作用下,听觉器官的听觉灵敏度显著降低,称作“听觉疲劳”,经过休息后可以恢复。若听觉疲劳进一步发展便是听力损失,分轻度耳聋、中度耳聋以至完全丧失听觉能力。据测定,超过115dB的噪声将会造成耳聋。2、诱发多种疾病噪声间接的生理效应是诱发一些疾病。噪声会使大脑皮质的兴奋和压抑失去平衡,引起头晕、头疼、脑涨、耳鸣、多梦、失眠、嗜睡、心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状,临床上称之为“神经衰弱症” 噪声还会对心血管系统造成损害,它可使交感神经紧张,从而出现心跳加快,心律不齐,心电图波升高或缺血性改变,传导阻滞,血管痉挛,血压变化等 噪声会加速心脏衰老,增加心肌梗塞发病率。3、对视力的影响噪声可造成眼疼、视力减退、眼花等症状 噪声会使人的胃功能紊乱,出现食欲不振、恶心、肌无力、消瘦、体质减弱等症状。4、对动物的影响噪声能对动物的听觉器官、视觉器官、内脏器官及中枢神经系统造成病理性变化。噪声对动物的行为有一定的影响,可使动物失去行为控制能力,出现烦躁不安、失去常态等现象,强噪声会引起动物死亡。鸟类在噪声中会出现羽毛脱落,影响产卵率等。5、对建筑物的影响当噪声超过140dB时,对轻型建筑开始有破坏作用。如,当超声速飞机在低空掠过时,在飞机头部和尾部会产生压力和密度突变,经地面反射后形成N形冲击波,传到地面时听起来像爆炸声,这种特殊的噪声叫做轰声。在轰声的作用下,建筑物会受到不同程度的破坏,如出现门窗损伤、玻璃破碎、墙壁开裂、抹灰震落、烟囱倒塌等现象。由于轰声衰减较慢,因此传播较远,影响范围较广。此外,在建筑物附近使用空气锤、打桩或爆破,也会导致建筑物的损伤。二、噪声传感器的选择技巧1、灵敏度的选择通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。2、频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。3、线性范围传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。4、稳定性传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。因此,要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。5、精度精度是噪声传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。
  • 用于VR传感器测试的高亮度 RGB 积分球均匀光源
    测试VR传感器需要红、绿、蓝 (RGB) 光源。图1 VR工作室的男孩该仪器需要满足:光谱输入可控制,具有非常高的亮度水平且5cm² 开口端具有很高的均匀性。该均匀光源还必须适合特定的、空间有限的工作空间。客户要求Labsphere(蓝菲光学)设计和开发一种红、绿、蓝 (RGB) 积分球均匀面光源。亮度分布要求至少由 30% 的红色(150,000 尼特)、60% 的绿色(300,000 尼特)和 10% 的蓝色(50,000 尼特)组成。总而言之,在可见光谱区域内亮度 500,000 尼特。在正常查看光栅图和离轴 ±30° 的 5cm 亮度开口端上必须有 98% 或更高的亮度均匀性。该解决方案需要有一个带有 NIST 可溯源校准的嵌入式人眼视觉探测器,以监测开口端的亮度。客户要求结构紧凑,且开口上方和周围的严格垂直限制。图2 蓝菲光学高亮RGB积分球光源结构图Labsphere (蓝菲光学)的解决方案该RGB 积分球均匀光源设计核心是对开口端的亮度级别的满足。物理结构设计需保证结构紧凑的基础上,同时满足发光开口端亮度均匀性要求。图3 RGB积分球光源3D图为了提供强光输出亮度级别,Labsphere 采用内部为高反射漫反射材料 Spectralon(99% 的可见光反射率)的小型积分球。光引擎采用Labsphere 设计的 RGB LED 阵列集群。光引擎接口允许其自身与积分球之间的有效耦合。积分球内部包含光引擎、光孔径和光电探测器开口孔径,以监测系统高动态范围内的亮度。光引擎配备了 100W 热电冷却器,以补偿光引擎产生的热量并保持稳定性和可重复性。校准是在 Labsphere(蓝菲光学)先进的辐射测量/光度测量实验室中进行的,校准结果可溯源至 NIST。均匀性映射采用机器人控制自动化的高分辨率成像色度计进行采集的。图4 RGB积分球光源开口处光源输出图5 光谱图规格参数Red Luminance:210k nits Green Luminance: 260k nits Blue Luminance:86k nits Normal Uniformity:98% Angular Uniformity: 99%
  • 激光雷达校准专用漫反射板—PERMAFLECT
    激光雷达校准专用漫反射板,permaflect,自动驾驶,激光雷达近期,自动驾驶无疑已经成为科技圈和汽车圈的热点话题,其中一些主流汽车如特斯拉、奥迪、奔驰、宝马也纷纷进军自动驾驶领域。日前主流观点认为,激光雷达已经成为自动驾驶不可或缺的关键传感器。激光雷达的性能直接决定了adas和无人驾驶系统的性能!蓝菲光学生产的permaflect目标板可帮助校准激光雷达距离测量性能,更好得满足客户要求!蓝菲光学仪器有限公司与aeye、delphi、gentex、leidos、luminar technologies、quanergy systems、snitch、velodyne lidar、zoox公司有长期合作,蓝菲光学优质的产品质量和售后服务得到一致肯定!matthew weed, luminar 技术研发总监曾讲到:“为部署安全的自动驾驶车辆,luminar 的客户要求激光雷达系统能够在200多米的距离内对低至10%反射率的目标物实现精准测距。我们通常在200多米的距离上使用蓝非光学的permaflect目标板,来验证我们的产品是否满足客户严苛需求。”针对顾客严苛的技术要求条件,蓝菲光学仪器有限公司产品总是不断优化创新,生产出的permaflect 目标板满足激光雷达关键性能因素三到四个灰度等级(50%,5% - 94%)用于adas的激光雷达动态范围测试近红外激光波长908~940 nm和1550 nm的反射率由于传感器的工作距离,目标板需要大于a8或信纸尺寸(0.5到1平方米)整个反射面上的均匀性量产的一致性和现场使用的稳定性安装无需框架朗伯漫反射性能良好不随入射角改变
  • 小身材大作为:光纤传感器应用前景及场景剖析
    p  光纤传感器是近年来势头正猛的“科技新贵”,因为它有极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、能与数字通信系统兼容等优点,已被广泛应用于电网系统、道路监控、轨道交通、食品安全等领域。/pp  紧贴时代发展趋势,由中国光学工程学会光纤传感技术专家工作委员会、中国光纤传感技术及产业创新联盟组织的2019第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会将于2019年8月5日-7日在北京国家会议中心组织召开。/ppstrong  科技新贵之光纤传感器/strong/pp  光纤传感技术是一种新型传感技术。通过光的反射、折射和吸收效应,光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等,可使光波的振幅、相位、偏振态和波长等参量直接或间接地发生变化,因而可将光纤作为敏感元件来探测各种物理量。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 404px height: 263px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/b0818f87-2205-4c37-9840-bd1f8c595af5.jpg" title="113.jpg" alt="113.jpg" width="404" height="263"//pp  中国已成为全球光纤传感器消费最大国,在国产化进程有一定的突破。据了解,以南京大学、深圳中科传感为代表的大学及研究院等机构,基本掌握了全套的光纤传感器方案。而在光纤传感系统的核心部件上,厦门彼格的窄带光源、世维通的铌酸锂波导等为代表相关的器件,都不甘落后争相实现自主研发。/pp  纵观整个行业市场,目前中国光纤传感器的自主研发仍是“短板”,总体市场化水平仍落后外国。据统计,中国传感器新品研制率落后美日等国近10年,产业化水平落后10-15年。未来,中国光纤传感市场产业化格局有待提升,物联网技术的加持,将推动中国光纤传感市场走向新一轮发展高峰。/pp  strong光纤传感器应用场景分析/strong/pp  物联网俨然已经成为光纤传感器国产化的重要推手。物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数,从而为物联网提供更可靠的数据信息,再经过系统的处理,得到人们需要的结果。可见,光纤技术在物联网中有很广阔的应用前景。/pp  正是敏锐捕捉到光纤传感器技术在上述领域日益紧密的行业风向,第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会致力于全面拓展光纤传感器科技应用领域终端,聚焦智能电网、矿山安全、轨道交通、海洋与环境、地质与水利等各个应用行业,展现国内巨头企业相应的创新综合解决方案。/pp  光纤传感器在智能电网领域起到重大作用。利用光纤传感技术对输电线路进行安全监控,通过对输电线路上发生的触碰光缆、接头盒、光芯等扰动的实时监测,采集和分析信息,判定扰动发生的位置、类型、强度,以帮助线路维护人员及时发现输电线路的破坏行为,有效解决对线路损毁的预警监测,为电力系统提供告警、智能分析和辅助决策支持。/pp  光纤传感器也同样发力道路安全领域。伴随着工业与交通运输的发展,桥梁的跨度增加以及结构的复杂趋势,使得其安全隐患受到更多的关注。把光纤传感系统埋入水泥结构形成能够感知应力和断裂损伤的能力。同时,利用张力传感器感受隧道容易发生塌方的局部的变形情况,这些信息可以与互联网相结合,实现对这些基础设施的长期稳定的实时监测,减少事故的发生。/pp  光纤传感器在轨道交通领域的作用也不容小觑。以中国自主研发的高铁列车代表作——和谐号380AL为例,一辆列车里的传感器数量多达1000多个,平均每40个零部件里就有一个是传感器。它们承担着状态监视、故障报警、车载设备控制等功能。中国工程院院士、中车株洲所总经理丁荣军曾一语道破光纤传感器的重大作用,它对于收集列车的运行状态信息、高速综合检测列车、钢轨探伤、轨道状态远程监测、室内外环境综合传感等方面都起到了不可或缺的作用。/pp strong 行业翘楚荟萃 看点十足/strong/pp  第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会目前已进入倒计时,诚邀您八月相聚北京国家会议中心,感受这个绽放出耀眼科技光芒的盛会!/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 514px height: 295px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/f9808917-ffd1-4382-89fa-a8893f2e65a4.jpg" title="115.png" alt="115.png" width="514" height="295"//pp strong 看点一:大咖领衔名企云集 定义光智造未来/strong/pp  会议将邀请清华大学教授廖延彪、北京航空航天大学张惟叙教授、加拿大皇家科学院院士鲍晓毅及国内光纤传感领域的优秀研究团队等亲临现场助阵。会议内容涉及光纤传感系统在轨道交通、海洋与环境领域应用、矿山安全、智能电网、地质与水利工程中的应用等。/pp strong 看点二:匠心巨制 同期展会争奇斗艳/strong/pp  会议现场将同期举办第十一届光电子· 中国博览会,会议还将呈现激光智能制造、全球高校· 研究所· 重点实验室创新技术、红外微光技术及应用、智能信息、光学制造、精密光学与光电检测六大主题展,吸引了从光学元器件到终端用户应用的众多行业龙头企业及科研机构参展。/pp  strong看点三:精准孵化采购新商机尊享高端定制贵宾服务/strong/pp  第十一届光电子· 中国博览会将为光电行业的高管及专业买家提供新产品、新资讯、新方向、新商机贵宾导向服务,提升买家参观体验感,使买家豪享高端定制上中下游产品的一站式采购服务。/pp  本届光博会展商参展/参观登记/参会注册均已全面上线,欢迎登陆展会官网或官方微信预约登记。/pp  展会报名地址:http://www.cipeasia.com//ppbr//p
  • 安东帕全新推出Carbo 520在线二氧化碳传感器
    奥地利安东帕公司全新推出Carbo 520光学二氧化碳传感器,它是一款易于在线安装的饮料生产流程 CO2 传感器。该系统可与您的样品直接接触,在 0 g/L 到 12 g/L 的整个测量范围内提供无漂移的CO2检测结果。详细参数:http://www.anton-paar.com/cn-cn/products/details/carbo-520-optical/co2-sensor/ ? 安装后免维护Carbo 520 Optical 是一种完全免维护的设备。它基于衰减全反射 (ATR) 光谱法来测量 CO2 浓度,传感器中无移动或机械部件,因此不存在磨损且无损耗品。操作传感器时无需准备外部清洗气体和外部压缩空气,因此也不存在需要操控的供气阀。 ? 所需运行成本最少Carbo 520光学二氧化碳传感器只需 24 V 10 W 的电源,耗电量与您的节能灯泡相同。除节能以及传感器使用寿命长之外,Carbo 520 Optical 还具有测量精确、测量速度快的特点,可最大限度降低您的成本,使您在原材料上的花费最少并严格按照规范进行生产。 ? 单次设置后可测量所有饮料Carbo 520的测量结果不受所测饮料的溶解度和糖组分的影响。无论测量可乐、啤酒、果酒还是其他饮料中的 CO2 含量 - 您都可以采用相同的测量方法,无需考虑任何饮料类型差异。 ? CO2 测量结果不受影响,值得信赖Carbo 520光学二氧化碳传感器提供绝对精确的测量结果,因为其设计为可避免其他类似光学系统中纂改测量结果的某些“陷阱”。由于传感器只测量 CO2 分子吸收的光的特定波长,因此该测量具有高度选择性且不受饮料中普遍存在的其他气体(比如氧气或氮气)的影响。另外,由于测量只在样品的表层进行,因此测量结果同样与各个样品的色度或浊度无关。 ? 可轻松测量通常难测的样品就准确度和卫生而言,测量含大颗粒物的饮料是一种特别的挑战。凭借 Carbo 520 二氧化碳传感器,可简单可靠地测量通常难测的样品(比如含果肉的果汁),因为安东帕传感器的构造中不含任何移动部件或卫生死角且该传感器适合于无菌应用。清洁该 EHEDG 认证传感器既轻松又高效。 ? 随时可获得即时测量结果安东帕二氧化碳传感器易于直接在线安装并因此能真正接触您的样品。即使最微小的浓度变化也会迅速进行实时报告,测量值每 4 秒更新一次。系统通信无障碍,可轻松连接 PROFIBUS、Modbus TCP、PROFINET、DeviceNet 和 EtherNet/IP 等现场总线。测量速度越快,则反应速度也就越快 - 从而优化控制和效率。关于安东帕(中国)奥地利安东帕有限公司(ANTON PAAR GMBH)是工业及科研专用高品质测量和分析仪器的全球领导厂商。公司成立于1922年,总部设在奥地利格拉茨,在全球12个国家和地区设有分公司直接提供销售和售后服务,并在其它主要地区设有代理销售、服务机构。作为世界上第一台数字式密度计的发明者,安东帕公司的产品占全球浓度、密度测量仪器仪表行业市场份额的70%。 安东帕公司的密度仪、黏度测量仪、流变仪、旋光仪、折光仪、固体表面Zeta电位分析仪、 SAXSess 小角X光散射仪、闪点与燃点测定仪、微波消解与合成设备等产品作为分析与质量检测工具,已广泛应用于啤酒饮料,石油,化工,商检,质检,药检等诸多领域和研究机构,并且已作为许多国家行业标准及计量校正仪器。我们的用户包括了一级方程式赛车队,炼油厂,和几乎所有的世界知名饮料制造商。
  • 船舶气象仪-一款有条不紊的微型气象传感器
    船舶气象仪-一款有条不紊的微型气象传感器#2022已更新【品牌型号:天合环境TH-Y6】雷雨大风天气对船舶航行安全会带来很大影响,船舶在大风浪区域航行,将出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定,以及由此引起的其他操纵方面的困难,甚至出现难以预料的危险,而且大雨、暴雨会引起能见度下降,影响航行安全。一、产品简介山东天合环境科技有限公司作为专业研发生产销售微型气象仪的企业,一直致力于微型气象仪和气象环境解决方案推广应用。具有完整的生产链、实力雄厚的技术团队和全面的营销团队,我们研发生产的超声波风速风向仪、五要素微气象仪、六要素微气象仪和小型自动气象站等气象产品,已广泛应用到气象监测、城市环境监测、风力发电、航海船舶、航空机场、桥梁隧道等领域,客户遍布全国各地,并取得了良好的社会效益和经济效益。TH-Y6型六要素微气象仪原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向。与传统的超声波风速风向仪相比,我司产品克服了对高精度计时器的需求,避免了因传感器启动延时、解调电路延时、温度变化而造成的测量不准问题。TH-Y6型六要素微气象仪创新性地将气象标准六参数(环境温度、相对湿度、风速、风向、大气压力、压电雨量)通过一个高集成度结构来实现,可实现户外气象参数24小时连续在线监测,通过数字量通讯接口将六项参数一次性输出给用户。二、产品特点1、顶盖隐藏式超声波探头,避免雨雪堆积的干扰,避免自然风遮挡2、原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向3、风速、风向、温度、湿度、大气压力、压电雨量六要素一体式4、采用先进的传感技术,实时测量,无启动风速☆5、抗干扰能力强,具有看门狗电路,自动复位功能,保证系统稳定运行6、高集成度,无移动部件,零磨损7、免维护,无需现场校准8、采用ASA工程塑料室外应用常年不变色9、产品设计输出信号标配为RS485通讯接口(MODBUS协议);可选配232、USB、以太网接口,支持数据实时读取☆10、可选配无线传输模块,最小传输间隔1分钟11、探头为卡扣式设计,解决了运输、安装过程松动不准的问题☆三、技术参数1、风速:0~60m/s(±0.1m/s);2、风向:0~360°(±2°);3、空气温度:-40-60℃(±0.3℃);4、空气湿度:0-100%RH(±3%RH);5、大气压力:300-1100hpa(±0.25%);6、压电雨量:0-4mm/min(±4%)7、功率:1.08W8、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证☆9、生产企业具有知识产权管理体系认证证书和计算机软件注册证书☆四、产品尺寸图五、产品结构图六、注意事项1.传感器水平周围1米半径无遮挡,避免水滴飞溅影响2.传感器安装位置应避开强机械振动源3.传感器安装上方应为开阔区域,雨滴应直接滴落至传感器,应免二次滴落和连续水流冲击
  • 中国科大实现低频射频场的高灵敏里德堡原子传感器
    中国科学技术大学郭光灿院士团队在基于里德堡原子的低频射频电场测量上取得重要进展。该团队史保森、丁冬生课题组利用非共振外差方法实现了基于里德堡原子的低频射频电场精密探测,相关成果以“Highly sensitive measurement of a MHz RF electric field with a Rydberg atom sensor”为题发表在国际应用物理期刊《Physical Review Applied》上。   里德堡原子由于其较大的电偶极矩和极化率等独特性质,在微波测量领域展现出巨大应用潜力。基于里德堡原子的量子传感器在测量精度﹑抗干扰性以及可朔源等方面有望超越传统微波接收系统,因此该研究方向受到广泛关注,例如:美国陆军研究室、桑迪亚国家实验室等开展了相关研究,并取得了重要进展[Physical Review Applied 13, 054034 (2020),Physical Review Applied 15, 014047 (2021)]。尽管里德堡原子传感器在GHz高频微波频段探测取得了重要进展,但在MHz附近的低频波段却遇到困难,测量灵敏度较低,其主要原因在于低频电场与里德堡原子之间的耦合是一种弱的非共振相互作用,受限于光谱测量分辨率,人们难以测量微弱微波电场造成的扰动,这就限制了里德堡原子微波测量向低频波段的扩展。   在本工作中,研究团队基于AC Stark效应和非共振外差技术,通过引入一个本地振荡电场来放大系统对微弱信号电场的响应,最后通过测量探测光的电磁诱导透明光谱得到信号电场的强度。研究团队实现了对30-MHz微波电场(波长近10米)的高灵敏度测量,最小电场强度为37.3µV/cm,灵敏度为−65 dBm/Hz,动态范围超过65 dB。此外,研究团队还演示了1 kHz振幅调制(AM)信号的传输和接收:通过对探测光束信号进行解调,并分别方波和正弦波调制下提取初始调制信息,保真度均达到98%。图1 (a)里德堡态激发 (b)传感器示意图图2 (a)系统灵敏度 (b)和(c)AM解调信号演示 这项工作提高了MHz电场的原子传感器灵敏度,有助于原子电场传感技术的发展。该工作对里德堡原子传感器的在其他领域的应用,如远程通信、超视距雷达和射频识别(RFID)也有参考价值。   中科院量子信息重点实验室硕士研究生刘邦为本文的第一作者,丁冬生教授、史保森教授为本文的共同通讯作者。该成果得到了科技部、基金委、中科院、安徽省重大科技专项以及中国科学技术大学的资助。
  • 激光雷达:技术概述-漫反射目标在测试和校准高级驾驶辅助系统 (ADAS) 中的作用
    作者:Pro-Lite Technology Ltd 产品经理 Russell Bailey 和 Labsphere Inc 首席技术专家兼产品营销经理 Greg McKee图1 激光雷达激光雷达是一项成熟的技术,越来越多地部署在消费产品和无人驾驶车辆中。LIDAR 是 Light Detection And Ranging 的首字母缩写词。激光雷达系统已经使用了 50 多年,但直到最近,此类系统的成本仍使它们无法在大众市场中广泛应用。尽管雷达在自动驾驶汽车技术(例如自适应巡航控制系统)中被广泛应用,但LIDAR被认为是驾驶员辅助汽车的首选传感器,因为它可以精确地映射位置和距离,从而检测小物体和3D成像。它使用带有飞行时间感应的脉冲激光和固态光来测量距离。激光雷达系统的表征要求在宽反射率动态范围内补偿传感器对脉冲激光或固态光水平的响应。为此,需要使用已知和稳定反射率的大面积反射率漫反射目标板。Labsphere(蓝菲光学)的Permaflect漫反射涂层目标板,范围从5%到94%的反射率,使汽车制造商 OEM 及其供应商能够在广泛的环境条件下表征和校准其 LIDAR 系统。图2 Labsphere(蓝菲光学)的Permaflect漫反射涂层目标板激光雷达技术激光雷达最基本的形式是激光测距仪,自20世纪80年代以来已广泛应用于军事应用。激光测距仪由一个脉冲激光器(发射器)和一个光电探测器(接收器)组成。测距仪的设计可精确测量距离(所谓的“测距”),主要测量激光脉冲被反射和接收到探测器所花费的时间(这被称为“飞行时间”测量)。测距仪对准目标物并发射激光脉冲。激光击中目标,被散射,并且一部分反射光由探测器测量。由于光速非常精确,因此可以非常精确地测量测距仪和目标物之间的距离。更先进的激光雷达系统使用相同的原理,但使用光学和移动或多个探测器在二维中映射目标。这些系统通常每秒脉冲数千次,每秒可以探测到数千个点。分析该点云的数据可以创建目标区域的准确映射。激光雷达的工作方式类似于雷达和声纳,它们分别使用无线电波和声波。来自雷达和声纳的数据可用于以类似方式映射周围环境,但激光雷达系统使用的是较短波长的红外辐射,而不是较短波长的无线电波。由于使用的波长较短,激光雷达测量比雷达更准确。部署在自动驾驶汽车上的激光雷达系统通常使用扫描激光束和闪光技术来测量空间中相对于传感器的 3D 点。这些激光雷达系统通常每秒发射数千个激光脉冲,以便车辆可以对行人和其他车辆等障碍物做出反应。激光雷达允许自动驾驶汽车以高精度、高分辨率和长检测距离传送和接收物体和周围环境的反射光。目前正在开发更先进的 AI(人工智能)系统,用来预测车辆和行人路径,并做出相应反应。当您将 LIDAR 数据与定位信息(使用 GPS 或类似信息)相结合时,您就可以全面映射车辆周围环境。激光雷达的性能在很大程度上取决于所使用的激光功率和波长。出于安全原因,可使用的激光功率有一个上限。在没有更高的激光功率的情况下,你可以使用更高灵敏度的探测器,或者使用波长延伸到更远的红外(IR)的激光。由于现有激光器的技术成熟,通常使用的波长为850nm、905nm或1550nm。1550nm激光比其他选择更安全,因为超过1400nm的红外辐射不会再通过眼睛的角膜,所以不会聚焦在视网膜上,但因水对1550nm的光吸收较强,1550nm要求更多的功率来补偿。消费电子产品和自动驾驶汽车中的激光雷达激光雷达作为关键性技能与摄像头系统和其他传感器一起在自动化中应用。激光雷达系统已经在专业测绘和相关应用中商用多年。然而,直到最近几年,激光雷达才变得越来越普遍,这主要是由于自动驾驶汽车应用(无人驾驶汽车)需要更小、更便宜的设备。自上世纪90年代初以来,激光雷达已作为自适应巡航控制的基础应用于半自动驾驶汽车,而激光雷达首次应用于自动驾驶汽车是在2005年。在消费电子领域,最新一代的 Apple iPad Pro(以及现在的 iPhone 12 Pro)已将 LIDAR 传感器集成到其摄像头阵列中,专门用于成像和增强现实 (AR) 应用。LIDAR 传感器可使 iPad 正确解析真实物体相对于由相机阵列成像的 AR 物体的位置。AR 还处于起步阶段,因此 LIDAR 在智能手机和其他消费设备上的应用还有待观察,但人们对为专业应用开发的 AR 产生了极大的兴趣,其中 LIDAR 可以成为非常有用的增强功能。专业 AR 的应用多种多样,从帮助仓库工人找到最快、最安全的路径到所需零件,到辅助工程师了解复杂维修的过程。这些应用中的激光雷达可精确定位和对齐,这对于任何需要高精度的应用都很重要。漫反射目标板在激光雷达系统测试与标定中的作用多年来,Pro-Lite 和Labsphere(蓝菲光学)多年来使用漫反射板一直在支持开发 LIDAR 系统开发。Labsphere(蓝菲光学) 更紧凑的 Spectralon 漫反射目标板通常被军方用于测试激光测距仪。精确校准的光谱反射率与近朗伯(漫反射)反射率相结合,意味着对于这些应用,您有一个准确性、重复性的漫反射目标板可在实验室或现场测试您的系统。用于更大规模测绘或自动驾驶汽车应用的激光雷达系统需要更大的目标区域。由于大多数自然物体都会漫反射光线,因此 Labsphere (蓝菲光学)的漫反射材料是用户的自然选择,可以提供质量保证、现场测试和比较。Labsphere(蓝菲光学) 开发了 Permaflect 目标板,以满足对大面积、耐用和光学稳定目标板材料的需求。大的漫反射目标板尺寸(标准尺寸高达 1.2m x 2.4m)与校准的光谱反射率数据相结合,可以精确测量 LIDAR 范围。在 100m、200m、300m 等长距离测试距离内,则需要更大的目标板来反映目标上具有代表性的点数。Permaflect 是一种喷涂漫反射涂层,可以将其应用于大面积或 3D 形状,从而可以模拟真实世界的物体。现实世界中很少有物体像目标面板一样平坦,因此 Permaflect 涂层物体可以实现可重复的近朗伯反射率水平,例如,可以应用于人体模型以模拟行人。图3 Labsphere(蓝菲光学) Permaflect 喷涂人体模型LIDAR 漫反射目标板通常部署在室外,因此随着时间的推移,当漫反射目标板的表面暴露在大气中时,可以预期校准的反射率值会出现一些漂移。Labsphere (蓝菲光学)的漫反射材料易于清洁。为了考察是否有反射率的下降,可以使用校准的反射率计(“反射率计”),它可原位测量漫反射目标板反射率并将红外反射率的任何变化考虑到内。漫反射目标板反射率的变化将直接影响测量范围。下图显示了不同漫反射目标板反射率水平范围内反射率变化对测量范围的影响。反射率的微小变化会对较低反射率目标板的测量范围产生很大影响。例如,如果目标板的反射率从5%降低到 4%,则原先 300 m的测量范围将下降到30 m。实时了解情况发生的方法是测量目标板的反射率,然后根据此调整修正您的计算。图4 Labsphere (蓝菲光学)漫反射板反射率测试仪(反射率计)图5 在300nm波长下对物体反射率进行距离测量的模拟灵敏度Labsphere(蓝菲光学) 的激光雷达反射仪套件就是为满足这一要求而开发的。这款手持式反射计测量测量在三个波长(使用可互换的 850nm、905nm 或 1550nm LED)中的8°/半球反射率。观看Labsphere 视频库中的短视频。这可用于验证 Permaflect 目标板或测试 LIDAR 系统的任何其他对象的反射率。图6 Labsphere 开发了 Permaflect 漫反射目标板,以满足对大面积、耐用和光学稳定漫反射目标板材料的需求。
  • 能见度检测设备-一款交通大气中皆可使用的能见度传感器
    能见度检测设备-一款交通大气中皆可使用的能见度传感器#2022已更新【品牌型号:天合环境TH-N50】短时强降雨会造成多种安全隐患,特别是会大大降低能见度,造成交通问题。强降雨前会使得路面湿润,导致汽车的轮胎与地面的摩擦减小,尤其是冰雪天,加剧交通隐患。【设备名称】:大气能见度测量仪【能见度定义】:大气能见度定义为具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大地面水平距离。【功能介绍】:大气能见度测量仪发射端通过红外led光源发射红外光,红外光源透过一定体积的空气,由空气中的气体分子,气溶胶粒子、雾滴等引起红外光源散射,能见度测量仪接收端通过接收红外光源散射光的强度来确定能见距离,同时仪器可对能见度连续测量输出。【检测原理】:35°前向散射原理,测量更准确。【整体外观】:整体环抱式一体化设计使内部电缆的布局更趋合理。【测量元件】:光学部件镜头,红外led光源。【硬件防护设计】:①、采用了光学部件镜头朝下并带有防护罩,有效防止降水、飞沫或尘埃进入镜头,减少探头表面的污染,这种设计提供了精确的测量结果并减少了维护的需要。②、探头的防护罩为铝合金材料,表面涂有防腐蚀的玻璃纤维涂层。③、能见度仪的过电压和电磁保护装置能保证传感器的长时间安全运行。④、红外LED光源,增加滤光设计、抗光源干扰。⑤、低功耗,内部电路抗干扰设计。⑥、仪器的直流供电电路具有防反接和自恢复保险双重设计。【设备清单】:大气能见度测量仪1台+2个抱箍。【安装注意事项】:①、将能见度传感器安装到距离地面大约2米的地方。②、保证能见度下方不要有别的物体,干扰测试。③、理想安装场地应距大型建筑物或其它会产生热量及妨碍降雨的设施至少100米,而且也要避免树荫的影响。④、场地应无干扰光学测量的障碍物、反射面和明显的污染源。⑤、选择合适地点安装设备,设备提供安装抱箍,利用抱箍将设备安装到75mm立杆上,为避免光源干扰,发射端务必在南侧。【供电方式】:10-30vdc宽压供电。【测量范围】:默认0-500000m。【测量误差】:≤1KM±2%;±10%1KM。【分辨率】:1m【更新间隔】:20s【平均无.故障时间】:(MTBF)大于18000小时【工作环境温度】:-40~60℃【工作相对湿度】:不大于95%(30℃)【重量】:小于10kg【功耗】:0.5w【红外光波长】:870nm【信号输出方式】:RS485,标准modbus-rtu协议【可测能见度数据种类】:①、实时能见度数值②、能见度10min平均值③、能见度1min平均值【光学镜头洁净等级】:可实时读取红外光发射端、接收端的镜头洁净度,清洁度等级1-5,5代表清洁度最高,当清洁度小于3时需要现场清理光学镜头。【能见度常识】:1.能见度20-30公里能见度极.好视野清晰2.能见度15-25公里能见度好视野较清晰3.能见度10-20公里能见度一般4.能见度5-15公里能见度较差视野不清晰5.能见度1-10公里轻雾能见度差视野不清晰6.能见度0.3-1公里大雾能见度很差7.能见度小于0.3公里重雾能见度极差8.能见度小于0.1公里浓雾能见度极差
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