水管温度传感器

通过收购加拿大公司Real Tech，ABB扩大了其在水务领域的实力，并通过对智能水务时代至关重要的光学传感器技术来补充其产品组合。Real Tech是实时水质监测和测试领域的市场领导者，在全球市政供水、废水处理和其他行业安装了 10,000 多个解决方案。此次收购为 ABB 在全球推动可持续水资源管理带来的发展机遇奠定了基础。ABB今天宣布，已同意收购加拿大公司Real Tech，该公司是创新光学传感器技术的领先供应商，可实现水的实时监测和测试。通过此次收购，ABB将扩大其在水务领域的实力，并通过对智能水务管理至关重要的光学技术补充其产品组合。该交易预计将于2024年第一季度完成，其财务条款尚未披露。与耗时的传统水质测量不同，Real Tech的产品组合可提供实时的关键测量。这样可以更好的实现过程控制和持续的水质保证。Real Tech的专利解决方案涵盖了水质监测的整个数字水价值链，重点关注的是数据创建和分析。Real Tech的产品组合包括光学传感器、控制器和一套可选配件，可根据客户需求对每个系统进行配置。传感器利用光的力量测量水的成分。它们使用分光光度法和荧光测量技术，将测试从实验室转移到过程环境中进行实时使用。Liquid AI® 是一个专有的人工智能软件平台，它完善了服务内容，为分析来自Real Tech传感器的数据提供了一种简便而准确的方法。公司总部位于安大略省惠特比，拥有约 40 名员工。Real Tech产品ABB测量与分析部总裁雅克-穆尔伯特（Jacques Mulbert）表示："我们非常高兴地欢迎所有新同事加入ABB大家庭。"我们期待着共同推动Real Tech的创新和发展。与ABB的强强联手将通过ABB庞大的全球销售和服务网络加速Real Tech的部署，从而在市场准入方面实现质的飞跃。此次收购是ABB测量与分析公司战略的重要组成部分，其中包括在产品组合中增加先进的环境技术。"当我们 20 年前创立Real Tech公司时，我们就立志开发光学传感器技术，将水资源管理推向一个新时代，"Real Tech公司首席执行官兼联合创始人乔迪-格洛弗（Jodi Glover）说，"我们的实时水质监测传感器和数据分析能力使我们的客户，无论是公用事业还是在运营和生产过程中管理水资源的行业，都能每时每刻获得他们所需的重要信息。我们期待着成为 ABB 的一员，实现我们的共同愿景，创造一个更加可持续发展的未来。据联合国统计，全球有 22 亿人无法获得安全管理的饮用水，超过 42 亿人缺乏安全管理的卫生设施。与此同时，全球仅有 11% 的废水经过处理后得到了再利用，全球约有一半未经处理的废水仍在流入河流、湖泊和海洋。水传感器技术和人工智能的进步有助于实现高效的水和废水管理。全球在水质监测、水处理和水基础设施方面的投资急剧增加。在美国，10 年内用于升级水基础设施的投资达到了前所未有的 1110 亿美元。ABB 是电气化和自动化领域的技术领导者，致力于打造一个更具可持续性和资源效率的未来。公司的解决方案将工程技术与软件相结合，优化了生产、移动、供电和运行方式。基于 140 多年的卓越成就，ABB 约 105,000 名员工致力于推动创新，加速工业转型。自 2004 年以来，Real Tech公司的愿景始终如一：使水质监测更实用、更经济、更便于所有人使用。Real Tech公司的解决方案有助于提高处理流程的效率和优化，从而节约成本并提高水质效果，立即检测事件以防止出现问题，减少能源和化学品的使用，最大限度地减少污染以保护环境，确保合规性，并确保公众健康、安全和安保。Real Tech公司能快速准确地检测对客户至关重要的水质参数。其连续在线远程监测解决方案可提供有关 BOD、COD、TOC、DOC、UV254、UVT、硝酸盐、亚硝酸盐、BTEX、OIW、TSS、色度、染料、六价铬、高锰酸盐、柴油、苯、臭氧、杀虫剂、一氯胺、表面活性剂、黑液、THM/HAA、光谱指纹等参数和化合物的最新信息。

近日，广东省科学院化工研究所研究员曾炜团队在国家自然科学基金项目等的资助下，在双应变-温度传感器性能研究方面取得新进展。相关研究发表于Composites Part A。张静斐为该论文第一作者，曾炜为通讯作者。 　　在目前的双应变-温度传感器研究中，一般是将应变/温度敏感的导电材料，如金纳米粒子、氧化石墨烯和碳纳米管等引入弹性体或水凝胶来实现的。由于弹性体的伸展性差和导电材料的不透明性限制了其在大应变和可视化设备中的应用。而离子导电水凝胶具有透明度高、柔韧性好的优点，可以实现基于三维网络离子传输的同时，利用其电导率随应变和温度的变化而实现应变-温度双重传感，为传感器的多功能化提供了广阔应用前景。 　　研究人员通过自由基聚合，在氯化锂和甘油的存在下，制备了具有良好应变和温度敏感性的可拉伸离子导电性水凝胶。氯化锂的强离子水化作用和水分子、甘油形成强氢键协同作用从而抑制了冰晶的生成，使水凝胶具有优异的抗冻能力，能在-30 ℃~ 80 ℃的较宽温度范围内检测温度的变化。该水凝胶在36.5~40 ℃范围内的温度灵敏度为5.51 %/℃，检测限为0.2 ℃，并具有良好的升温-降温循环稳定性。 　　此外，水凝胶传感器在2000%的宽应变范围内具有良好的线性，可以达到17.3的高灵敏度，并具有低至1%的检测下限。利用该方法制备的应变-温度双重刺激响应水凝胶，在人体运动监测、发热检测等可穿戴设备中具有很大的应用潜力。

近年来，各大品牌的折叠屏手机、柔性可穿戴电子等智能设备层出不穷，成为行业热点。作为柔性电子设备的重要组成部分，柔性传感器用以测量温度，反映人体的各项指标。现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、敏感材料等限制，难以实现高温物理场的温度测量。因此，如何继承柔性薄膜传感器优势，实现柔性薄膜传感器在高温环境下的应用是一个值得关注的问题。近日，来自微纳制造领域的一项最新研究成果，为柔性传感器突破高温应用瓶颈提供了新思路。西安交通大学机械工程学院精密工程研究所的刘兆钧博士、田边教授、蒋庄德院士及其合作团队首次制备出了具有良好温度敏感性的高温柔性温度传感器。相关成果发表于工程制造领域期刊《极端制造》。传统柔性温度传感器难以实现高温无损监测柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器，具有良好的柔韧性、延展性，甚至可自由弯曲、折叠，而且结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，能够非常方便地对复杂表面进行检测。在可穿戴方面，柔性的电子产品适合“人体不是平面”的生理特性，因此更易于测试皮肤的相关参数，其可将外界的受力或受热情况转换为电信号，传递给机器人的电脑进行信号处理，从而实时精准地监测出人体各项指标。“柔性薄膜温度传感器能变形、易附着、轻薄等优点受到了研究人员的广泛关注。”田边说，“热电偶式传感器以结构简单、动态响应快、便于集中控制等优点脱颖而出。”结合二者优势，热电偶式柔性薄膜温度传感器应运而生。“温度传感器主要由两部分组成，由两种不同材料制成的温度敏感层和柔性基板。温度敏感层常由金属以及金属化合物组成，柔性基材则选择已经商业化的聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺等高分子聚合物材料。”田边表示。实际上，柔性传感器的优势使其能运用到多个领域当中，除了可穿戴设备，柔性传感器还在医疗电子、环境监测等领域显示出很好的应用前景。然而，现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、温度敏感材料等限制，难以在高温环境场中工作，更无法实现功能化应用。“因为柔性基板的熔点通常低于400℃，在高温环境中发生碳化后会变脆、变硬，因此，很难在高温环境下使用现有的柔性温度传感器。这一点也限制了它们在航空航天、钢铁冶金和爆炸损伤检测等极端环境中的应用。”田边解释道。“现有的高温温度测量手段受限于设备尺寸大、需要破坏结构、破坏气流场、受环境干扰等，难以实现对温度场的无损实时温度监测。”博士生刘兆钧补充道。因此，如何继承柔性薄膜传感器的优势，实现柔性薄膜传感器在高温环境下的安装与应用是亟须解决的关键问题。突破多项柔性温度传感器测量瓶颈为了突破柔性温度传感器的温度测量瓶颈，田边教授团队创新性地选择了具有宽温域的铝硅氧气凝胶毡作为温度传感器的柔性基板。由于柔性基板表面不均匀、粗糙度较大，难以通过传统的微纳制造工艺实现薄膜沉积与功能化，因此团队选用了丝网印刷技术制备厚膜以克服上述困难。在制备传感器的实际操作中，田边、刘兆钧等人使用有机黏合剂混合功能粉末完成浆料配置，利用高温热处理的方法去除薄膜中的多余有机物，如环氧树脂、松油醇等。同时，团队还针对不同应用表面，基于柔性材料可变形、可共形的优势，实现了功能薄膜的特定曲面化制备。“就像球鞋设计者根据球星脚底的尺寸大小来制定码数一样，这种‘独家订制’能有效解决一些问题。”田边表示，这样制备好的柔性温度传感器能够贴附于不同曲率曲面，例如叶片等。同时，其也具有超薄、超轻等优点。这项研究首次实现柔性传感器在零下190℃至零上1200℃这一极广的温度范围内工作，测试灵敏度也达到了可观的226.7微伏每摄氏度（μV/℃）。这是现有所有柔性温度传感器难以实现的。扩大柔性传感器的工作温域，为柔性传感开拓了更广阔的应用领域，它在探险排难、航空航天、钢铁冶金等领域将呈现出巨大的应用潜力。在被问及新型柔性传感器何时能够实现实际应用时，蒋庄德表示：“我们团队的研究人员对制备的柔性温度传感器已经进行了多种实验室级测试与实际测试。其中，包括对航模发动机的尾喷温度进行实时监控，小型物理爆炸场爆炸瞬时温度测量以及对坩埚中金属熔化过程进行温度监测等。传感器在整个测试过程都表现出了优异的测温能力。”在蒋庄德看来，科技发展的目标始终围绕造福人类。他指出：“我们根据柔性温度传感器极轻、极薄的特点，创新性地将其应用于智能穿戴设备，如传感器与环保透明面罩相结合设计出的智能口罩，实现对人体呼吸状态的实时监测，有望惠及长期独居旅行者和慢性病患者。我们的科研成果可以给人们的生活带来便捷，这也让科研有了‘温度’。”目前，柔性传感器许多技术仍停留在研究阶段，柔性传感器产业链整体能力亟待增强。就技术本身而言，传感器本身的稳定性、耐磨损性等还需要进一步提高。而从整个产业链的配套来说，柔性电路、柔性存储，以及软硬连接等环节也需要跟进步伐。在未来，团队也期望将制备的柔性传感器进一步优化，实现飞机表面、涡轮叶片等国之重器上的温度测量，为我国科技进步添砖加瓦。