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松下压力传感器

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松下压力传感器相关的资讯

  • 研究首次制造出亚微米厚度的柔性压力传感器
    柔性压力传感器是得到关注最多的一类柔性传感器,在生物医学、脑机工程、智能制造等众多领域得到了应用。近日,大连理工大学研究员刘军山团队与李明教授等团队合作,独辟蹊径地提出了一种纳米工程策略,首次制造出了亚微米厚度(0.85μm)的柔性压力传感器。相关成果发表在Small上,并被选为封面文章。封面图片。大连理工大学供图柔性压力传感器通常由上下两层柔性电极层和中间的功能软材料层组成,外界压力会导致功能软材料层产生压缩变形,从而引起传感器输出信号的改变。而这种以功能软材料层压缩变形为主导的传感机理,要求电极层具有相对较大的抗弯刚度,电极层厚度一般要比功能软材料层大1~2个数量级。因此,现有的柔性压力传感器厚度只能在百微米甚至毫米量级,严重影响了传感器的轻质性、变形性和共形性。团队通过纳米工程策略,将柔性压力传感器的传感机理,由功能软材料层的压缩变形为主导,转变为柔性电极层的弯曲变形为主导,从根本上解除了对于传感器厚度的限制。并且,由于超薄的柔性电极层拥有极强的变形能力,使得传感器具有优异的检测性能。传感器的单位面积重量只有2.8 g/m2,相当于普通办公打印纸的1/29,能够承受曲率半径小至8.8μm的面外超大弯曲变形,并且能够与皮肤表面实现完全共性贴合。另外,传感器的灵敏度为92.11 kPa-1,检出限为0.8 Pa,均处于目前公开报道的最高水平。纳米工程策略可以成数量级地减小传感器的厚度,从而突破性提升传感器的轻质性、变形性和共形性,同时还能够使得传感器具有超高的检测性能,为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新的思路。
  • 日本研制出柔性压力传感器,有望协助肿瘤检测
    提起肿瘤,相信大多人都是惧怕的,因为它在大多数时候都代表了痛苦与死亡,至今,人们对于大部分肿瘤依旧束手无策。  而传感器的功能相信大家都是了解的,是人工智能硬件的必备品,越小越灵敏的传感器也就意味着可以办成更多的事。  由于生产方法的限制,人类还很难制造出厚度在100位微米以下的传感器。但是日前却传来了好消息,日本东京大学的研究人员研发了一种由纳米纤维材料制成的超薄柔性压力传感器,仅80微米厚,可以很准确地感知圆形物体表面的压力,甚至可以一次性测量出144个点的压力。  利用碳纳米管、石墨烯和高分子弹性聚合物等制成了300-700纳米厚的纳米纤维材料,再形成透明、轻薄的多孔结构。  研究人员将这一传感器放进人造血管之中进行测试,发现可以测量出极其微小的压力变化,同时还可以检测出压力在这种环境中传播的速度。  由此,研究人员表明,未来是有希望利用搭载这种传感器的橡胶手套来检测出乳腺癌或是肿瘤的。  我们相信时间的力量,有一天,肿瘤再不会成为一个可怕的代名词。
  • 南方科技大学《ACS Nano》:通过分级互锁结构设计获得高灵敏和宽线性传感的柔性压力传感器
    灵敏度高、线性传感范围宽的柔性压力传感器在机器人触觉、健康监测、可穿戴设备领域具有重要应用。构筑微结构可以提高传感器的灵敏度,但由于软材料在压力作用下的结构硬化问题使传感器的响应逐渐饱和,导致器件呈现较窄的传感范围和显著的非线性响应。针对这一问题,来自南方科技大学的郭传飞教授团队设计了由微穹顶阵列与带有次级微柱的微穹顶(分级微穹顶)阵列而形成的一种分级互锁结构,有效提升界面结构的可压缩性,显著降低结构硬化,实现柔性压力传感器的高灵敏度(49.1 kPa-1)、线性响应(相关系数R20.995)和宽传感范围的统一(~485 kPa)。传感器的响应/恢复时间小于5 ms,可以检测频率高达200 Hz的振动刺激,显示出良好的动态响应特性。将传感器用于机械手的抓取任务中,结合机器学习,帮助机械手识别被抓取物体的重量,提升机器人触觉感知能力。相关工作以“Graded Interlocks for Iontronic Pressure Sensors with High Sensitivity and High Linearity over a Broad Range”为题发表于国际期刊《ACS Nano》。 该研究使用面投影微立体光刻技术(nanoArch S130,摩方精密)打印具有微穹顶结构以及分级微穹顶结构的树脂作为模具,进一步地,通过模板法获得具有微穹顶结构的环氧树脂/Au电极及离子膜。打印模具尺寸:9 mm×9 mm×1.5 mm,单个微穹顶尺寸(电极模具):宽290 μm,高480 μm;次级微柱尺寸(离子膜模具):直径28 μm,高70 μm。每层打印精度设置为5 μm,以实现分级互锁结构的高精度、定制化打印。 这项工作为制造具有高灵敏度、高线性度和宽压力响应范围的柔性压力传感器提供了一种策略,在未来的触觉器件中具有广阔的应用前景。 图1. 分级互锁结构的可压缩性及器件传感原理 分级互锁结构由微穹顶结构与带有次级微柱的微穹顶结构组成。微柱在分级互锁结构中具有重要作用。一方面,它提高了结构的可压缩性,减少结构硬化,使应力分布更均匀,有助于实现线性形变;另一方面,微柱结构的引入减小了电极与离子膜之间的起始接触面积,可有效提高了器件的灵敏度(图1)。 图2. 分级互锁型柔性压力传感器的制备该研究使用面投影微立体光刻技术打印具有微穹顶结构以及分级微穹顶结构的树脂作为模具。进一步地,通过模板法获得具有微穹顶结构的环氧树脂/Au电极及离子膜,并与平面电极PET/Au组合、封装,获得分级互锁型器件(图2)。 图3. 分级互锁型柔性压力传感器的传感性能分级互锁结构的设计实现了器件的高灵敏度、高线性度及宽传感范围的统一,同时提升了器件的响应速度,实现对高频振动刺激的精准检测,呈现出良好的动态响应特性(图3)。 图4. 分级互锁型柔性压力传感器的线性传感特性 将该传感器用于开发线性响应的电子天平,并用于测量几种未知物体的重量,其输出结果与商业电子天平的称量结果几乎一致,表明了自制电子天平对质量的测量比较准确、可靠,而且无需额外的非线性校准,大大简化数据处理过程(图4)。 图5. 基于机器学习的抓取任务感知与重量识别 柔性压力传感器的一个重要应用是为机器人带来触觉感知能力,使机器人能够像人类一样与外界互动。将分级互锁型传感器集成在气动抓手表面,实现机械手在抓取物体时的触觉感知;结合机器学习,帮助机械手识别物体的重量(图5)。原文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10535作者:白宁宁
  • 美国丹纳赫西特新推出Model278压力传感器
    日前,丹纳赫Setra(西特)全新推出Model278大气压力传感器。该产品长期稳定性小于0.1mb/年,可用于要求精确测量、快速响应和长期稳定、长期可靠的环境中。  为了经受自动气象站(AWS)恶劣的环境和环境监测需要,Model278外壳采用了不锈钢和聚酯材质构成。可插拨的5针端子排使得连接数据记录仪和信号连接非常简单,1/8“倒刺压力接口简化了气路连接,传感器的体积只有(3.6”×2.4“×1.0”)是应用和替代现有产品的理想选择。  Model278可工作在-40℃~60℃(-40°F~140°F)的温度范围内。用户可选择0-2.5VDC或0-5VDC的输出,3线或4线电路和9.5-28VDC激励。传感器工作功耗很低(3mA标称)。它的休眠特性使功耗降低到1μA,并且当压力读数快速启动时传感器也能快速启动。  Model278采用Setra的SETRACERAMTM电容式敏感元件和独特的IC模拟电路,这从根本上简化了设计,热稳定玻璃熔融陶瓷敏感腔结合Setra久经考验的电容式电荷平衡IC电路,使得传感器在精度和环境补偿方面都有出色的表现。SetraceramTM敏感元件具有卓越的热膨胀系数和低机械迟滞使得Model278具有良好的长期稳定性。
  • 大连理工大学科研团队首次制造出亚微米厚柔性压力传感器
    近日,国际知名期刊《Small》以封面文章刊发了我校机械工程学院刘军山研究员团队关于柔性压力传感器的最新研究成果“Nanoengineering Ultrathin Flexible Pressure Sensor with Superior Sensitivity and Perfect Conformability”。柔性压力传感器是得到关注最多的一类柔性传感器,在生物医学、脑机工程、智能制造等众多领域得到了应用。柔性压力传感器通常由上下两层柔性电极层和中间的功能软材料层组成,外界压力导致功能软材料层产生压缩变形,从而引起传感器输出信号(电阻、电容、电压)的改变。这种以功能软材料层压缩变形为主导的传感机理,要求电极层具有相对较大的抗弯刚度,电极层厚度一般要比功能软材料层大1~2个数量级。因此,现有的柔性压力传感器厚度只能在百微米甚至毫米量级,严重影响了传感器的轻质性、变形性和共形性。   刘军山研究员团队长期开展柔性传感器研究,通过与我校力学系李明教授等团队合作,独辟蹊径地提出了一种纳米工程策略,首次制造出了亚微米厚度(0.85µm)的柔性压力传感器。纳米工程策略将柔性压力传感器的传感机理由功能软材料层的压缩变形为主导转变为柔性电极层的弯曲变形为主导,从根本上解除了对于传感器厚度的限制;而且,由于超薄的柔性电极层拥有极强的变形能力,使得传感器具有优异的检测性能。传感器的单位面积重量只有2.8 g/m2,相当于普通办公打印纸的1/29,能够承受曲率半径小至8.8µm的面外超大弯曲变形,并且能够与皮肤表面实现完全共性贴合。另外,传感器的灵敏度为92.11 kPa-1,检出限为0.8 Pa,均处于目前公开报道的最高水平。纳米工程策略可以成数量级地减小传感器的厚度,从而突破性提升传感器的轻质性、变形性和共形性,同时还能够使得传感器具有超高的检测性能,为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新的思路。   该项工作得到了国家重点研发计划项目(2020YFB2008502)、国家自然科学基金(51875083)和大连市科技创新基金(2020JJ25CY018)的。
  • 北京航空航天大学研制成功高灵敏度石墨烯MOEMS谐振压力传感器
    由悬浮石墨烯制成的纳米机械谐振器对压力变化表现出高灵敏度。然而,由于受空气阻尼的影响,这些设备在非真空环境中表现出明显的能量损失,以及由于石墨烯的轻微渗透,参考腔内不可避免地出现微弱的气体泄漏。2023年6月12日,北京航空航天大学李成副教授团队在ACS Appl. Mater. Interfaces期刊发表名为“High-Sensitivity Graphene MOEMS Resonant Pressure Sensor”的论文,研究提出了一种利用微电子机械系统技术的新型石墨烯谐振压力传感器,其特点是将多层石墨烯膜密封在真空中,并粘附在带有凹槽的压敏硅膜上。这种方法创新性地采用了间接敏感的方法,在大气中表现出60倍的能量损失,并解决了基底和石墨烯之间长期存在的气体渗透问题。值得注意的是,所提出的传感器表现出1.7Hz/Pa的高压力灵敏度,比硅的同类产品的灵敏度高5倍。此外,全光封装腔结构有助于实现6.9×10-5/Pa的高信噪比和低温度漂移(0.014%/℃)。所提出的方法为使用二维材料作为敏感膜的压力传感器的长期稳定性和能量损失抑制提供了一个很好的解决方案。MOEMS石墨烯谐振压力传感器其特点是通过阳极键合实现10-3Pa的真空封装,大大降低了压力差下基底和石墨烯之间高空气阻尼和气体渗透造成的能量损失。总的来说,所提出的传感器为提高信噪比和实现二维材料谐振传感器的可靠使用提供了一个有前途的解决方案。
  • 松下研发出1小时即可完成检测的基因检测芯片
    松下与比利时微电子研究中心(IMEC)共同开发出了1小时即可完成检测的全自动小型基因检测芯片。该芯片可利用数&mu L血液来检测SNP(Single Nucleotide Polymorphism,单核苷酸多性态)等基因信息。SNP是指不同个体的基因组存在不同种类的碱基,通过检测SNP,可诊断有无遗传病及将来患遗传病的危险率,并可确定与疾病相关的基因。   以前的全自动基因检测装置大都是大型装置,大多采取将检体送到专门的检测机构进行分析的方法。因此,检测结果要等待数天到1周左右的时间才能得知。而此次开发的芯片则不同,包括前处理工序在内只需1个小时即可完成检测,因此在临床现场,医生可当场对患者用药及发病风险做出判断。  此次开发的芯片集成了从微量血液中提取并放大DNA,进行SNP判断的功能。具体而言,在约9cm2的芯片上集成了输送血液及药液的超小型泵、DNA提取及放大部分、高精度滤膜以及高灵敏度传感器等。  为实现该芯片而新开发的必要技术大致有以下三项。  (1)使用导电性聚合物致动器的超小型高压泵  通过在硅基板上层积聚合物薄膜,开发出了可在层积方向大幅伸缩的聚合物致动器,实现了通过移动隔膜来输送液体的隔膜泵。该聚合物致动器可产生最大超过300个大气压的压力,能够在微流路中轻松实现包括向筛选DNA的高精度滤膜注入液体在内的溶液移动。此外还实现了可用电池驱动的低电压(1.5V)工作。  (2)高速PCR技术  进行基因诊断时,需要从DNA上取出含SNP的区域,并使其增至一定数量,一般使用名为PCR(Polymerase Chain Reaction,聚合酶链式反应)的方法来放大DNA,但是,原来的PCR法放大DNA需要2个小时。因此,研究人员使用导热性好的硅基板,优化了隔离周围热量的手段,提高了升降温的温度追随性,同时还实现了通过小液量来引起PCR反应的构造。通过这些措施将放大DNA所需要的时间缩短到了15分钟以内。  (3)高精度、高灵敏度的电化学传感器  以电气方式识别SNP时,需要使用在电极上固定有识别用人造DNA的昂贵的特殊电极。此次凭借新开发的传感器,无需在电极上固定识别用人造DNA,能够以溶解在微量(约0.5&mu L)药液中的状态,电气性地识别SNP。
  • BEL发布新一代Belsorp-Max三站全自动比表面、孔隙分析和蒸汽吸附仪
    大昌华嘉公司表面吸附分析仪供应商&mdash &mdash 日本拜尔有限公司(Bel Japan,Inc.)于近期推出了最新一代的Belsorp-Max三站全自动比表面、孔隙分析和蒸汽吸附仪,增加更高温度保温歧管的功能。 新一代Belsorp-Max Belsorp-Max最早使用了气动阀,歧管保温40℃和0.1Torr高精度压力传感器用于多站微孔孔分布测试和蒸汽吸附:使用0.1Torr高精度压力传感器,对于低于10-7Pa的压力变化也能精确给出结果,确保高真空度下压力测量的更高精度。仪器内部采用空气浴技术,通过加热将管路、阀和歧管区保温到40℃,确保气体吸附的稳定性和蒸汽吸附的无冷凝;气动阀确保仪器内部的高密封性和长期阀门开闭的无热量产生。 2013年3月,bel公司又提供了max内部歧管加热保温到60℃,确保室温下或者更高温度下的水蒸气等溶剂蒸汽吸附的精度和准确度,为客户提供更好的蒸汽吸附功能,用于MOF,COF, 分子筛,吸水硅胶,活性炭、石墨烯类碳材料,吸附制冷机等材料。具体详情,请联系大昌华嘉公司400-821-0778 大昌华嘉商业(中国)有限公司(DKSH China)是一家著名的国际贸易集团,总部位于瑞士的苏黎世。公司自1900年以来便与中国进行友好贸易往来,业务范围涉及机器、仪器、消费品、纺织品、化工原料等诸多领域。 大昌华嘉仪器部专业提供分析仪器及设备,独家代理众多欧美先进仪器,产品范围包括:颗粒,物理,化学,生化,通用实验室的各类分析仪器以及流程仪表设备,在中国的石化,化工,制药,食品,饮料,农业科技等诸多领域拥有大量用户,具有良好的市场声誉。我们的业务逐年增加,市场不断扩大。大昌华嘉公司在中国设有多个销售,服务网点,旨在为客户提供全方位的产品和服务。 激光粒度分析仪-美国麦奇克(MICROTRAC)公司视频光学接触角测量仪、表面/界面张力仪-德国克吕士(Kruss)公司多功能粉末流动性测试仪&mdash 英国Freeman Technology公司比表面/孔隙度分析仪&mdash 日本拜尔BEL公司粉末流动性分析仪&mdash 英国康普利COPLEY公司LB膜分析系统&mdash 芬兰Kibron公司颗粒图像分析系统&mdash 挪威AnaTec公司 密度计/旋光仪/折光仪/糖度仪-美国鲁道夫(Rudolph)公司全自动氨基酸分析仪-英国Biochrom公司元素分析仪、TOC总有机碳含量分析仪、稳定同位素质谱仪-德国elementar公司薄层扫描仪、点样仪-德国迪赛克(DESAGA)公司水份活度仪-瑞士novasina公司凯氏定氮仪-德国贝尔(behr)公司全自动反应量热仪-瑞士Systag公司
  • 纯干货!全球智能传感器产业链一览
    “我们看到这几年来新技术、新概念层出不穷,感受到无论是产业的发展还是社会的进步的速度都比以前快很多,所以变革的大潮确实是汹涌澎湃!虽然现在有很多概念、很多技术,如云计算、物联网、大数据、人工智能、虚拟现实、增强现实等,但是我们要能透过现象看本质,知晓推动变革的最基础的东西是什么、发生变革的核心部分是什么。所有的这些变革的起点是感知,进而产生核心的一条数据链。”这是工信部原副部长杨学山先生受邀参加2017全球传感器与物联网产业峰会时发表主题演讲的一个开头。确实,传感器是万物互联的基础,智能时代的需要,也造就了传感器产业的大发展。最为直观的是手机,iPhone4只配备4颗传感器,而到了iPhone8已增加至12颗。对这个高速发展的行业,中国信通院与中国高端芯片联盟还在峰会上联合发布了智能传感器产业地图。就智能传感器产业链、重点产品、国内产业地域分布特征等进行了梳理,较为全面、清晰、完整地构建了智能传感器技术产业全景图。下面小编对该地图(图片)进行二次整理,以文字配合图片的形式,轻松的阅读体验,方便大家更加深入了解智能传感器产业。1产业链条智能传感器是具有信息处理功能的传感器,其最大的价值就是将传感器的信号检测功能与微处理器的信号处理功能有机地融合在一起。国内智能传感器市场中,本土企业竞争力较弱,跨国公司占据了87%的市场份额。不过,中国智能传感器产业生态也趋于完备,设计制造,封测等重点环节均有骨干企业布局。智能传感器产业链研究与开发本土智能传感器技术研发明初步展开,国内例如北大、东南大学、214所等高校,科研院所已开展深入技术研发。同时,以上海微系统与信息技术研究所,苏州微纳中心等为代表的科研机构已建立起智能传感器中试服务平台,助推国内产业创新发展。国外:AT&TBellLaboratories、IBM、IMEC微电子研究中心、微电子研究所、弗吉尼亚大学、马里兰大学、密歇根大学、加州大学伯克利分校、MIT、新加坡国立大学、南洋理工大学国内:上海微系统与信息技术研究所、中国电子科技集团公司、工业技术研究院(台)、北京大学、东南大学、中国兵器工业集团214研究所、天津大学、中科院微电子所、中科院电子所、清华大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学设计国外:应美盛、楼氏电子、Maradin、MicroVision、Qualtre、Maxim、CirrusLogic、村田制作所、ST、索尼、博世、博通、高通、欧姆龙、旭化成微电子、ADI、NXP、英飞凌、爱普科斯、霍尼韦尔。国内:美新半导体、深迪半导体、歌尔声学、明皜传感、瑞声科技、芯奥微、敏芯微电子、康森斯克、多维科技、豪威科技、格科微电子、思比科、汇顶科技、美泰科技、士兰微、高德红外制造国外:格罗方德、TeledyneDALSA、爱普生、Semefab、Silex、索尼、FraunhoferISIT、Tronics、博世、ST、旭化成微电子、ADI、NXP、英飞凌、爱普科斯、霍尼韦尔。国内:台积电(台)、中芯国际、联华电子(台)、华润上华、上海先进半导体、华虹集团、美纳科技、士兰微、罕王微电子、中航微电子、国高微系统、离德红外封装国外:Amkor、卡西欧、HanaMicroelectronics、星电高科技、Unisen、UTAC、Boschman、楼氏电子、UBOTIC国内:日月光(台)、瑞声科技、长电科技、萎生公司(台)、同欣电子(台)、矽品科技、华天科技、晶方科技、南通富士通、力成科技(台)、南茂科技(台)、欣邦科技(台)、歌尔声学、固锝电子、红光股份2015年全球封装测试厂商市场份额测试国外:Acutronic、ADI、爱普科斯、NXP、应美盛、MaXim、村田制作所、ST、索尼、楼氏电子、博世、欧姆龙国内:京元电子(台)、上海华岭、歌尔声学、美新半导体、瑞声科技、深迪半导体、美泰科技、芯奥微、共达电声、矽睿科技传感器配套软件、芯片方面,本土均有布局,但相比博世、英美盛等自带软件算法的IDM传感器企业。以及高通、Marvell等传统嵌入式芯片企业,还有较大差距。软件国外:旭化成微电子、应美盛、博世、NXP、Kionix、HillcrestLabs、楼氏电子、PNISensor、ST国内:诺亦腾、鼎亿数码科技、飞智、速位科技、爱盛科技、敏芯微电子、明皜传感、深迪半导体、矽睿科技芯片国外:高通、博通、英伟达、英特尔、Marvell、苹果、三星国内:展讯、联发科技(台)、联芯科技、锐迪科微电子、海思、紫光国芯、珠海炬力、小米系统/应用在产业链下游,中国市场,特别是消费电子市场,极其广阔。同时,包括华为、中兴、小米等企业创新能力较强,具有很强的系统整合与创新能力。国外:苹果、三星、谷歌、LG、诺基亚、索尼、Facebook、戴尔、微软、GoPro、飞利浦。国内:华为、中兴、OPPO、vivo、、小米、HTC(台)、联想、酷派、360、一加、TCL、金立、乐视2应用及产品2016年全球智能传感器市场规模达至258亿美元,预计2019年将达到378.5亿美元,年复合增长率超10%。从应用场景来看,消费电子是智能传感器应用最广泛的领域,2016年市场占比接近70%。从产品类型来看,CMOS图像传感器仍是价值最高的产品,市场占比达到了45%,其次是指纹传感器、压力传感器、加速度计等。消费电子高增长,国际巨头领先,本土企业快速跟进全球消费电子市场主要由国际巨头企业把控,其中包括:惯性传感器龙头:博世、意法半导体、恩智浦等;音频传感器巨头:楼氏电子等;CMOS图像传感器巨头:索尼等。本土企业近年发展较快,但由于起步晚、技术积累弱等因素整体仍存在企业规模较小、产品线单一解决方案供给能力弱等问题。国外:博世、ST、罗姆、NXP、ADI、英飞凌、mCube、楼氏电子、索尼国内:美新半导体、明皜传感、歌尔声学、瑞声科技、敏芯微电子、矽睿科技、水木智芯、矽创电子、士兰微、深迪半导体、豪威科技、格科微电子、汇顶科技、思比科、敦泰、迈瑞微汽车电子稳步增长,产品市场相对集中全球汽车传感器90%以上的市场份额被博世、德尔福、森萨塔、霍尼韦尔等国际零部件巨头瓜分。中国的汽车传感器产品与国外同类产品相比,技术水平相差较大,高端汽车传感器严重依赖进口。国内美泰科技、美芯半导体、昆山双桥等企业均在积极布局汽车电子领域,并取得一进展。但国内汽车传感器整体技术水平还相对较弱,普遍存在准确度低、分解能力差、信号精度不高、抗干扰性弱等问题。国外:博世、霍尼韦尔、英飞凌、盛思锐、ST、NXP、ADI、TE国内:美泰科技、美新半导体、比亚迪微电子、康森斯克、思比科、高德红外、纳微电子、水木智芯、矽创电子、芯敏微系统、深迪半导体、明皜传感工业电子规模较小,国内具备一定基础2016年,传感器在工业领域的应用规模达350亿美元,其中智能传感器规模仅为15亿美元,整体占比较低。不过,工业物联网将促进工业传感器市场规模的迅速增长。对于压力、温度等基础工业传感器我国具备一定基础,在石油化工等流程工业可基本实现国产化。但在高端工业传感领域,90%产品依赖进口。国外:霍尼韦尔、欧姆龙、英飞凌、盛思锐、ST、NXP、ADI、TE、SICK国内:美泰科技、四方光电、炜盛科技、昆山双桥、高德红外、必创科技、戴维莱传感、多维科技、汉威电子、矽创电子、明皜传感医疗电子高增长,市场被国际巨头垄断2015年,医疗传感器市场规模为98亿美元,预计到2024年将增长近一倍,达到185亿美元。医疗电子属于高价值传感器领域,该领域使用的高价值设备包含了很昂贵的特殊传感器。中国医疗电子传感器布局基本空白,仍高度依赖进口。国外:霍尼韦尔、罗姆、思比科、盛思锐、ST、NXP、ADI、TE国内:高德红外、明皜传感、三诺生物上述内容介绍了规模最大的消费、汽车电子以及高附加值的医疗电子和发展工业物联网需要的工业电子,4个应用领域。下面则介绍6个主要产品。运动传感器国外:博世、霍尼韦尔、村田制作所、盛思锐、应美盛、爱普生、索尼、旭化成微电子、松下、ST、NXP、ADI、TE、Coilbrys、SignalQuest、SiliconDesigns、mCube、Maxim、Allegro、TDK、Amotech国内:美泰科技、美新半导体、明皜传感、矽睿科技、敏芯微、高德红外、深迪半导体、矽创电子、水木智芯、多维科技压力传感器国外:博世、英飞凌、ST、NXP、ADI、TE、Melexis国内:美泰科技、纳微电子、康森斯克、芯敏微系统、敏芯微电子CMOS图像传感器国外:三星、英飞凌、索尼、安森美、佳能、东芝、ST、LG、AMS国内:豪威科技、格科微电子、思比科、瑞芯微电子、长光辰芯指纹传感器国外:AuthenTec、FPC、IDEX、Synopsys国内:汇顶科技、神盾、迈瑞微、思立微、敦泰、芯启航、费恩格尔、信炜科技、贝特莱、集创北方环境传感器国外:博世、城市技术、盛思锐、欧姆龙、SI、TI、AMS、Nenvitech、MEMSVision、IDT、TDK国内:烤盛科技、戴维莱传感、汉威电子、能斯达、四方光电麦克风国外:楼氏电子、欧姆龙、星电高科技、Akustica、ADI、ST、Sonion国内:歌尔声学、瑞声科技、芯奥微、共达电声、敏芯微电子详见往期文章:幸福来得太突然!MEMS麦克风厂商笑醒3产业空间格局从产业空间布局上,中国智能传感器形成了长三角、环渤海、珠三角、中西部四大聚集区域。长三角传感器产品、软件开发及系统集成企业的主要聚集地和应用推广地。上海序号公司1深迪半导体(上海)有限公司2上海矽睿科技有限公司3上海敏芯微系统技术有限公司4上海文襄汽车传感器有限公司5中芯国际集成电路制造有限公司6上海华虹宏力半导体制造有限公司7上海先进半导体制造股份有限公司8上海飞恩微电子有限公司9慧石(上海)测控科技有限公司10上海微联传感科技有限公司11上海天英微系统科技有限公司12上海铭动电子科技有限公司13上海巨哥电子科技有限公司14格科微电子(上海)有限公司15上海芯摄达科技有限公司16上海思立微电子科技有限公司17上海图正信息科技股份有限公司18大唐微电子技术有限公司19豪威科技(上海)有限公司20中芯国际集成电路制造有限公司江苏序号公司1美新半导体(无锡)有限公司2苏州明皜传感科技有限公司3苏州敏芯微电子技术有限公司4昆山双桥传感器测控技术有限公司5江苏多维科技有限公司6无锡微奥科技有限公司7无锡市杰锝感知科技有限公司8华润上华科技有限公司9苏州纳米科技发展有限公司10江苏英特神斯科技有限公司11无锡华景传感科技有限公司12无锡元创华芯微机电有限公司13苏州文智芯微系统技术有限公司14无锡纳微电子有限公司15无锡康森斯克电子科技有限公司16南京沃天科技有限公司17苏州美仑凯力电子有限公司18无锡芯感智半导体有限公司19南京中霍传感科技有限公司20南京艾驰电子科技有限公司21无锡乐尔科技有限公司22江苏森尼克电子科技有限公司23无锡沃浦光电传感科技有限公司24无锡微奇科技有限公司25昆山光微电子有限公司26苏州宏见智能传感科技有限公司27昆山锐芯微电子有限公司28淮安德科码半导体有限公司29苏州迈瑞微电子有限公司30苏州能斯达电子科技有限公司31无锡芯奥微传感技术有限公司32矽品科技(苏州)有限公司33江苏长电科技股份有限公司34华润上华半导体有限公司35苏州晶方半导体科技股份有限公司36南通富士通微电子股份有限公司37无锡红光微电子股份有限公司浙江序号公司1杭州士兰微电子股份有限公司2浙江大立科技有限公司3微动科技(杭州)有限公司有限公司4宁波麦思电子科技有限公司5新磁(上海)电子有限公司6上海麦恩微电子股份有限公司7宁波希磁电子科技有限公司8温州致同传感科技有限公司9杭州晟元芯片技术有限公司安徽:安徽北方芯动联科微系统技术有限公司环渤海以研发设计为主导,高校、重点实验室。地区序号公司北京1水木智芯科技〈北京)有限公司2北京时代民芯科技有限公司3北京航天时代光电科技有限公司4北京青鸟元心微系统科技有限责任公司5北方广微科技有限公司6博奥生物有限公司7北京沃尔康科技有限责任公司8北京华力创通科技股份有限公司9北京鑫诺金传感技术有限公司10北京飞特驰科技有限公司11北京胜广达科技有限公司12北京思比科微电子技术股份有限公司13北京必创科技有限公司14北京集创北方科技有限公司河北1河北美泰电子科技有限公司2保定市霍尔电子有限公司天津1诺思(天津)微系统有限公司2天津微纳芯科技有限公司地区序号公司辽宁1罕王微电子(辽宁)有限公司2沈阳仪表科学研究院有限公司山东1歌尔声学股份有限公司2山东共达电声股份有限公司3烟台睿创微纳技术有限公司4国高(淄博)制造微系统科技有限公司5威海双峰电子集团有限公司6山东昊润自动化技术有限公司珠三角重在制造,以产品带动应用。广东序号公司1瑞声声学科技(深圳)有限公司2深圳市惠贻华普电子有限公司3深圳市华夏磁电子技术开发有限公司4广州飒特红外股份有限公司5深圳市力准传感技术有限公司6敦泰科技(深圳)有限公司7深圳比亚微电子有限公司8深圳市汇顶科技股份有限公司9深圳信炜科技有限公司10深圳市戴维莱传感技术开发有限公司11深圳芯启航科技有限公司12深圳贝特莱电子科技股份有限公司中西部新型技术攻关与应用创新地区序号公司四川1成都国腾电子技术股份有限公司2成都芯进电子有限公司3成都费恩格尔微电子技术有限公司重庆1重庆金山科技(集团)有限公司2重庆光电有限公司3中航(重庆)微电子有限公司陕西1西安中星测控有限公司2西安励德微系统科技有限公司3陕西航天长城测控有限公司4麦克传感器有限公司5西安维纳信息测控有限公司6宝鸡秦明传感器有限公司7西安定华电子有限公司8飞秒光电科技〈西安)有限公司其他区域地区公司云南中国兵器工业集团公司北方夜视科技集团有限公司贵州贵州雅光电子科技股份有限公司甘肃天水华天科技股份有限公司地区序号公司山西1山西科泰微技术有限公司(更正)2山西国惠光电科技有限公司湖北1武汉高德红外股份有限公司2湖北泓盈传感术有限公司3宜昌东方微磁科技有限责任公司4武汉四方光电科技有限公司福建1智恒(厦门)微电子有限公司2厦门乃尔电子有限公司3福建上润精密仪器有限公司4瑞芯微电子股份有限公司湖南1三诺生物传感股份有限公司吉林1长春长光辰芯光电技术有限公司结语以上即为智能传感器产业全景,有一大批本土企业正奋发图强。在当天演讲的最后,杨学山先生着重强调道:对于中国传感器产业来说,当前是一个极其好的发展机会和时机,我们千万不要把这个千载难逢的机遇错过了!全球物联网观察独家整理
  • 美国KKR拟16.7亿美元收购松下医疗
    9月27日晚间,美国私募股权巨头KKR宣布,拟用1650亿日元(按1美元=99日元的汇率计算约合16.7亿美元)的价格收购松下电器产业株式会社(以下简称&ldquo 松下&rdquo )旗下医疗保健部门(以下简称&ldquo 松下医疗&rdquo ),这是KKR四月内第三度出手大型医疗并购项目。  根据双方的协议,KKR将首先通过旗下投资基金全资拥有的PHC Holdings Co,Ltd.(以下简称&ldquo PHCHD&rdquo )以1650亿日元(按1美元=99日元的汇率计算约合16.7亿美元)购买松下医疗的全部已发行股份,包括其相关的知识产权和资产。该交易完成后,PHCHD再进行第三方股份分配,KKR和松下将分别获得80%和20%的股权,之后双方将共同管理松下医疗。  KKR称,该项交易取决于监管部门的批准及其他市场惯例交割条件,预计将在2014年3月底完成。  据介绍,松下医疗是一家综合性的健康医疗公司,专注于体外诊断、医疗成像传送和生物医药三大核心业务。  其中,体外诊断业务旨在生产和销售适用于糖尿病患者的血糖监测仪表和传感器,在全球市场处于领先地位 医疗成像传送业务在日本的医用计算机、电子健康档案系统和诊所需要的其他IT设备等领域占据最高份额 生物医药业务也在日本及海外的生物医学实验室设备领域(包括CO2培养箱和超低温冰柜)占据领先的市场份额。  对于此次拟定的交易,KKR联席创始人兼联席首席执行官亨利?克拉维斯(Henry Kravis)对《证券市场周刊》记者表示,&ldquo 日本是一个非常重要且极具吸引力的市场,同时鉴于松下医疗拥有经验丰富的管理团队和员工,以及具备领先的市场地位和高水平的技术能力,我们认为松下医疗拥有巨大的增长潜力&rdquo 。  松下方面的高管表示,KKR在日益增长的健康医疗行业的投资中非常活跃,KKR与其遍布世界各地的被投企业都建立了长期合作关系。未来我们将借助KKR的海外网络资源来促进企业增长,为公司重要的海外医疗点建立全球销售渠道。  据悉,KKR近期频繁在世界范围内收购出手医疗领域的并购。  6月24日,KKR宣布收购合同科研组织PRA International(以下简称&ldquo PRA&rdquo )之后,8月1日,全球著名投资机构KKR宣布,将接手华平投资集团收购另一家合同科研组织(CRO)企业ReSearch Pharmaceutical Services Inc.(以下简称&ldquo RPS&rdquo )。再算上此次出手松下医疗,KKR四月内敲定三起医疗并购交易。
  • 聚氨酯海绵变身“压力传感器” 成本仅为5分/立方厘米
    一块不起眼的海绵,加上一点更不起眼的碳黑,就可以造出超灵敏的压力检测器。近日,来自四川大学高分子研究所卢灿辉与张新星研究团队就发明出了这样的用于压力灵敏检测的复合材料。  柔性高灵敏压力检测装置在诸多领域都有着重要的应用,如机器人设计、电子皮肤、医用器械等。压电材料是这个领域的一大“法宝”,但是它在检测低值压力方面往往捉襟见肘。近些年来,虽然学界通过微纳组装材料的设计能解决上述难题,但成本居高不下。卢灿辉与张新星研究团队的最新研究成果,在保留了压力传感材料的优异性能外,极大地降低了其制作成本。  物美价廉的材料  他们的方案是使用普通聚氨酯海绵和碳黑,利用特殊的层层组装技术,研究者可以将多层带相反电荷的碳黑颗粒较均匀地涂覆在海绵的骨架之上。之所以利用了碳黑,是为了让海绵获得导电性质。这种方式制作的材料成本为5分/cm3。  (图a:制作碳黑@聚氨酯海绵的基本过程。图b&c:复合了碳黑前后的海绵。图d-f:初始聚氨酯海绵的SEM图。图g-i:表面复合了碳黑的海绵的SEM图。)  那么,这样一种海绵为什么能够检测压力呢?原来,海绵在受到压力后,其骨架上的碳黑涂层会受到破坏,产生一些微小的缝隙,这些缝隙会造成宏观上的导电性能的下降,因此只要监测海绵的导电性,就可以检测压力的变化。  (图c&d:压缩后海绵骨架上可以观察到的微小裂缝。图g&h:无压力和施加压力状态下的海绵骨架。图i:先后经过微小形变与巨大形变的海绵骨架示意图。)  值得一提的是,如果形变继续增加,海绵骨架之间就会彼此接触,因此宏观导电性能反而会上升。因此,压力与导电性能的关系体现为上述两种影响方式的协同效果。也正是因为这两种关系的存在,材料对于微小形变与巨大形变都可以监测。此外,材料有着很好的耐用性,经过多达5000次的循环形变后,主要指标依旧可以维持。同时具有超快的响应速度(20ms)。  (图i:将材料构成电路,可以检测出吹气带来的压力变化。不同力度的吹气产生的响应电流有着明显的不同,表明这种材料具有非常高的灵敏度。图j:在材料上放置一粒大米带来的压力也能被检测出来。)  多样的使用场景  这种材料的应用非常多样,研究者用其构建了声音识别装置与动作识别装置。  (图a:研究者将其粘在喉咙处。利用生理活动过程对材料施加的微小压力来监测不同的行为。图b:周期性地说出bee,dog,snake,mosquito等不同的单词,产生的电流模式也明显不同。图c-e:喉咙进行吞咽、咳嗽、咀嚼等不同的动作时,其电流模式也明显不同。)  以上说明了这种材料在监测微小形变上的应用。在巨大形变上的监测表现上也同样适用。  (在手指处或者肘部粘贴这种材料并构建电路,弯曲手指或者肘部均可以检测到电流的巨大变化。)  另外,这种材料也可以监测脉搏,或构建电子“皮肤”。  该课题组的这项发明,有望在多种可穿戴设备、医疗设备、电子设备中得到应用。
  • 可自然降解传感器问世
    p style="text-indent: 2em "在英国《自然· 电子学》杂志14日在线发表的一篇动物研究论文中,美国科学家介绍了一种可移植、可伸展的应变及压力传感器,可以在有效使用期结束后自然降解。该装置将用于实时监测受损软组织所受的微弱应力和压力变化,有助于为患者设计个性化的康复方案。/pp style="text-indent: 2em "传感器技术早已“轻松”应用于多种不同的环境,它们能集成到小型化的发射器或接收器系统中,也能与人体直接接触服务于医疗应用。这其中,可降解传感器是一种新兴技术,它们在预定的使用期限结束后会自然降解,因此不需要通过二次手术取出来。/pp style="text-indent: 2em "但是,生物相容性微传感器的生产目前还是一个非常耗时和昂贵的过程,现有的这类传感器的感应性能十分有限,或是其生物相容性还未经证明。/pp style="text-indent: 2em "此次,美国退伍军人事务部研究人员佩吉· 福克斯、斯坦福大学鲍哲南及他们的同事,报告了一种由完全生物可相容材料构成的、可伸展、可生物降解的应变及压力传感器。这一可移植传感器具有高灵敏度,能够区分小到0.4%的应变和12Pa的压力(一粒盐产生的压力)变化。/pp style="text-indent: 2em "为了测试该传感器的生物相容性,研究团队将其移植进一只大鼠的背部。在移植手术8周后,未观察到负面炎症反应(除了第1周出现初期炎症反应)。/pp style="text-indent: 2em "研究人员表示,他们能够控制传感器的降解,使其寿命与组织愈合所需的时长一致。此外,经过一定的设计,在降解过程中,该传感器的灵敏度也不会有明显下降。/pp style="text-indent: 2em "针管有一次性的,医疗电子仪器也可以有一次性的。可降解的生物传感器一旦进入实用,我们就可以将很多临床定性描述转为量化指标,病人的恢复快慢可显示在屏幕上,痛觉程度也不再模糊。医生的工作将因此大大便利。/p
  • 打造智能传感产业大平台、大中心、大生态,2021世界传感器大会展会盛况直击!
    2021年11月1-3日,由中国科学技术协会、河南省人民政府主办,中国仪器仪表学会、郑州市人民政府、河南省科学技术协会、河南省工业和信息化厅、河南省发展和改革委员会、河南省科学技术厅、中共河南省委外事工作委员会办公室承办的2021世界传感器大会-展览会在河南省郑州国际会展中心隆重举办!本次展览会近10000平展出面积,近200家国内外企业积极参展,展览会将以传感器研发创新为核心,以传感器系统集成与应用为切入点,涉及传感器应用、标准发展和相关元器件,产业链上下游的关联企业同台展示传感器产业生态圈。松下作为中国工业自动化生产的行业领军者,通过精研传感器科技、精化传感器生产进一步占领传感器产业发展高地,现场展示CMOS型微型激光位移传感器HG-C、接触式数字位移传感器HG-S、超高速・高精度激光位移传感器 HL-C2等最新成品和技术。西门子作为世界500强,这次参展的产品主要有压力、温度、流量,分析表等。在行业中应用广泛,比如石化、冶金、电力、水行业等。易福门展示的产品有位置类的:电感式接近开关,光电开关,激光测距传感器;过程类的:液位、压力、流量、温度传感器;以及R360移动控制器,安全光幕,安全继电器、振动传感器等新产品。万可现场展示了丰富的自动化控制技术产品、工业接口模块及采用笼式弹簧连接技术的轨装式接线端子等创新产品,可满足物流行业智能化发展对设备的自动化及电气连接提出的更高要求。作为电子测试测量行业的佼佼者,福禄克公司的6个事业部联合参展,将携众多重量级产品亮相此次展会。届时用户将有机会近距离的了解到福禄克高端产品,同时现场将会有专家为用户答疑解惑。作为大会东道主的汉威科技集团,本部坐落于河南郑州。本届大会上,汉威携各类优质高效的传感器及其检测方案、物联网解决方案及其行业垂直应用等在2021世界传感器大会 1003 展位上精彩亮相,吸引了众多嘉宾驻足。产品介绍,应用交流,使得这抹蓝色成为现场最具人气的展台。目前高通除了展示汉字库信息处理芯片以外,有6000多家应用案例,在这个应用案例的过程当中,接触到各行各业,高通并做了很多终端的产品和部件,如今物联网已经遍布全世界,而且物联网的应用会越来越广。现场直播逛展环节世界传感器大会已经连续成功举办三届,依托“一会、一赛、一展”等系列活动,吸引了一大批权威的院士专家和知名的企业关注郑州,聚集了智能传感器产业发展的郑州共识,促进了人才成果、项目研发机构、技术标准等创新资源的聚集共享,大会已经成为国内外传感器产业创新发展的知名盛会。
  • 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。
  • 【2023世界传感器大会】MEMS智能传感器——先进技术分论坛成功召开
    2023年11月5日,2023世界传感器大会“MEMS智能传感器——先进技术分场活动”在郑州国际会展中心成功召开。来自智能传感器等领域专家学者、企业代表、新闻媒体近2000余人线上线下参加会议。会议由郑州市人民政府、河南省科学技术协会、沈阳仪表科学研究院有限公司、传感器国家工程研究中心、中国仪器仪表学会仪表元件分会、中国仪器仪表学会仪表工艺分会承办,郑州(国家)高新技术产业开发区管理委员会、郑州市科学技术协会、郑州众智科技股份有限公司协办。河南省科学技术协会副主席王继芬、郑州市人民政府副秘书长王举等领导出席会议并致辞。由沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳主持。沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳领导致辞中国工程院蒋庄德院士致开幕词。蒋院士回顾了MEMS智能传感器技术的发展历程,并鼓励中国传感器人在传感器产业细分领域不断攻坚克难、突破瓶颈,以国家战略需求为导向,加快实现高水平科技自立自强。中国工程院蒋庄德院士致开幕词中国科学院上海微系统与信息技术研究所李铁研究员作《微型全集成红外CO2气体传感器及其应用》主题报告,分享了红外二氧化碳气体传感器发展现状以及最新应用领域。传感器国家工程研究中心副总工程师、沈阳仪表院研发中心主任张春光作《大型模锻压机状态监测传感器关键技术研究》主题报告,介绍了压力传感器、位移传感器、振动传感器、粘度传感器在大型装备中应用的关键技术。西安交通大学赵立波教授聚焦压力传感器技术做《微纳特种压力传感器技术》专题报告。杭州师范大学传感技术中心钱正洪主任作《磁传感测量与数据融合处理技术》专题报告,从磁传感芯片的设计、信号测量与数据融合等方面作了详细的介绍。国防科技大学吴学忠教授作了《AI赋能MEMS传感器智能化发展新趋势》专题报告,从MEMS传感器智能化发展需求、技术途径、发展现状及趋势四个方面梳理了MEMS智能传感器技术发展方向。杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙作了《智能传感器中国芯的方案》专题报告,分享了传感器信号调理芯片国产化方案。中科院上海微系统与信息技术研究所研究员李铁传感器国家工程研究中心副总工程师沈阳仪表院研发中心主任张春光西安交通大学教授赵立波杭州师范大学传感技术中心主任钱正洪国防科技大学教授吴学忠杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙本次会议围绕MEMS智能传感器的前沿技术、产业趋势和热点问题等进行了深入研讨,来自不同领域的行业专家分享了传感器技术、产业和应用领域的最新研究成果,探讨了今后的发展方向。
  • 光纤传感器助力物联网发展市场容量将近万亿
    近年来,传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能 尽缘、无感应的电气性能 耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区或者对人有害的地区,如核辐射区),起到人的线人作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。  基本工作原理及应用领域  光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送进调制器,使待测参数与进进调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,在经过光纤送进光探测器,经解调后,获得被测参数。  光纤传感器的应用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的丈量。光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济和国防上所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了很多行业多年来一直存在的技术困难,具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:  1、市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松驰、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。  2、电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受电磁场的干扰,无法在这类场合中使用,只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时丈量空间温度场分布的高新技术,分布式光纤温度传感系统不仅具有普遍光纤传感器的优点,还具有对光纤沿线各点的温度的分布传感能力,利用这种特点我们可以连续实时丈量光纤沿线几公里内各点温度,定位精度可达米的量级,丈量精度可达1度的水平,非常适用大范围交点测温的应用场合。  在实际生活中,光纤传感器种类是非常多的,但是,我们将这些传感器类型归结为两大类型,即传感型与传光型。和传统电传感器进行比较,光纤传感器具有很多的优点,例如抗干扰能力较强、绝缘性好、灵敏度偏高,所以,当前在各个领域都有光纤传感器的身影。  光纤传感器助力物联网发展市场容量将近万亿  自出现光纤传感器后,它的优势与应用引起了各个国家人们的高度关注。并且对光纤传感技术进行了深入的研究。现如今,通过光纤传感器可以对位移、温度、速度、角度等物理量进行测量。现如今,很多西方发达国家将对光纤传感器研究的重点放在光纤控制系统、核辐射监控、民用计划等多个方面,同时已经取得了可喜的成绩。  我国对光纤传感器的研究起步较晚,有很多研究所、企业等对光纤传感器的深入研究促进了光纤传感技术的发展。在2010年,张旭平的关于&ldquo 布里渊效应连续分布式光纤传感技术&rdquo 通过了专家的鉴定。专家组都认为此技术有很强的创新性,技术已达到世界先进水平,因此,有广阔的发展前景。此技术的发展主要是应用了物联网技术,从而加速了我国物联网的发展。  传感器成为物联网极其重要的一组成部分。因此,传感器性能好坏决定了物联网的性能好坏。可以说,物联网获得信息的主要手段为传感器。这样一来,传感器所采集信息的可靠性与准确性都会对控制节点处理和传输信息产生一定影响。由此看来,传感器的可靠性、抗干扰性等都会对物联网应用性能发挥举足轻重的作用。  光纤传感技术在物联网中的应用  通过上述分析得知,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。以下是对光纤传感技术在物联网中的应用进行详细的探讨。  目前应用最广的光纤传感器有四种,分别是光纤陀螺、光纤水听器、光纤光栅传感器和光纤电流传感器。其中,光纤陀螺有干涉型、谐振型和布里渊型三种类型,干涉型光纤陀螺是技术上很成熟的第一代商品化阶段,谐振光纤陀螺是处于实验室研究阶段的第二代,布里渊型光纤陀螺是在理论研究阶段的第三代光纤陀螺传感器 光纤水听器是在光纤、光电子技术基础上的一种水下声音信号传感器,这种传感器通过高度灵敏的光纤相干检测,把水中的声音信号转换成光信号,再通过光纤传到信号处理系统转换为声音信号,这种传感器按原理可以分为干涉型、强度型、光栅型等类型 在光纤光栅传感器的产品中包括应变传感器、温度传感器和压力传感器,其中光纤bragg光栅传感器是这几年的研究热点,它们大部分属于光强型和干涉型,并且各有利弊。自今年来电力的发展是突飞猛进的,这种情况下,面对着强大电流的测量问题,光纤电流传感器可以很好的避免一些由于电力过强而引发的事故。
  • 工业智能传感器企业志奋领科技获近千万美元A+轮融资
    近日工业智能传感器解决方案提供商「志奋领科技」宣布完成近千万级美元A+轮融资,顺为资本领投、怡合达联合投资。势能资本担任独家财务顾问。本轮融资将主要用于两个方面。一是研发方面,公司将持续扩建底层研发团队,支撑光电底层器件和芯片、光学研发,同时建设精密光学等5个实验室,升级智能化车间、提升产能;二是业务方面,持续升级公司各部门业务流,新增6个外地办公室,形成能支撑200家核心经销商、4万家用户的服务网络,进一步提升客户体验和服务速度,提供更全面的工业智能传感器解决方案。志奋领科技成立于2010年,主要聚焦工业级智能传感器的开发,面向3C电子、新能源、半导体制程、医疗电子和服务机器人行业,提供包括高精度定位、图像识别、精密测量以及避障安全在内的精密智能和AI传感解决方案。近年来,工业物联网的高速发展大大刺激着工业传感器市场的爆发,其中智能传感器作为工业领域的重要器件之一,可广泛应用于3C电子、锂电/光伏、智慧物流、半导体、医疗检测、工程机械等领域,国产替代需求显著增长。据MarketsandMarkets报告数据,全球工业传感器市场规模预计将从2021年的206亿美元(约1380.4亿人民币)增长到2026年的319亿美元(约2137.6亿人民币),从2021年到2026年期间,该市场预计将以9.1%的复合年增长率增长。但一直以来,全球工业传感器市场主要被欧姆龙OMRON、松下Panasonic、西克SICK、基恩士KEYENCE等国外品牌占据,加之他们在半导体新材料与核心技术专利的布局积累,我国工业智能传感器市场的国产化率较低,约30%左右,面临着缺乏核心技术、低端产品过剩、产品同质化严重等挑战。在志奋领科技创始人&CEO唐可信看来,工业智能传感器除了做好底层技术之外,还需要提升品牌力,构建销售网络。他表示,公司成立最初以代理德国工业传感器品牌为主,2011年成立了明治传感器(meijidenki)品牌,与中国台湾SCAN公司战略合作,形成了最初的产品线,并在2014年开始自主研发工业光电传感器产品。如今,志奋领科技已构建精密定位传感器、深度学习、精密测量传感器、安全避障传感器四大产品线,覆盖14个品类和93种不同系列。其中,公司最为核心的是精密定位传感器和精密测量传感器两大品类。例如,在动力电池制程中,明治传感器可以提供动力电池极片的厚度测量、颜色识别、单双张检测、微米级激光纠编、涂层厚度测量产品,基于深度学习的瑕疵、划痕检测,智能读码和安全防护的AI传感方案,同时还可以支持禁铜场景、耐高温感应以及干燥强酸环境等特殊场景应用的传感器定制化服务。唐可信谈道,公司的核心竞争优势在于拥有领先的光电技术、AI底层研发力、工业级传感器研发能力、光学正向设计能力、精密工艺平台支撑力,覆盖芯片、算法、材料、光学和精密工程等方面,其产品能更好应对恶劣的工业环境。此外,志奋领科技的封装工艺能很好提升产品的一致性,保证产品在工业现场的稳定使用。“与同行相比,我们是一家理念驱动,能击穿底层和拥有正向研发能力的工业级传感器企业,我们的差异化是不仅能提供高品质、高精度、智能一体化的工业传感器产品,还能提供一站式的用户体验。”唐可信说。这一系列能力的实现与志奋领科技的团队息息相关。公司团队规模将近300人,研发人员占比超30%,核心团队来自西门子、华为、英特尔、霍尼韦尔、伊顿、西克、基恩士等知名企业,汇聚了一批业界优秀的科学家和工程师,在工业传感领域拥有20年产业及技术经验。如今,志奋领科技已拥有超120余项核心专利,在深圳和长沙设有研发中心,年产能达千万只。其中,仅今年,明治传感器出货量将超600万只,全球代理商已超过200家,客户遍布在60个国家及地区,合作客户达1.6万家以上。许多知名制造商、供应商和集成商均使用公司产品以确保所生产的产品符合用户的质量要求,这些用户包括苹果、华为、富士康、三星、比亚迪、ATL、三一重工等企业。营收方面,2021年公司收入持续增长,已实现近亿元营收,其中60%以上来自3C电子和新能源市场,预计今年总营收将增长120%。同时,志奋领科技的国际市场也在快速发展,2021年国际市场营收占比将近20%。体系方面,志奋领科技正在全面提升新产品开发上市、生产制造发货、销售服务的业务流,通过主流程的梳理,明晰各部门的权、责、分工。“清晰明确的业务流是志奋领科技成为行业破局者的重要保障。”唐可信说。“尽管疫情对供应链造成了一定影响,但我们正在通过建立安全库存来缓解供应链压力。”唐可信提到,从另一方面看,疫情也加速了智能制造领域的无人化和自动化发展,一定程度上将利好行业成长。接下来一年,志奋领科技将基于自研芯片、实验平台和工艺体系,陆续推出微米级激光位移、精密TOF测距光电、高精度光纤放大器、颜色传感器、智能读码器和视觉传感器、IO-link系列传感等产品,进一步升级产品的一体化、高精度、易操作和经济性等特点。此外,公司还将基于客户需求,加快定制化产品的开发,为工业领域客户提供一站式的智能传感器解决方案。顺为资本投资副总裁马艳新表示:“工业传感器是自动化领域的底层器件,是智能制造的感知基础。工业传感器需求场景的碎片化、使用安装等多样化,初创企业冷启动难、规模化难、品牌化难。我们很高兴看到志奋领经过多年积累,已在规模化和品牌化上取得突破,期待公司能抓住发展契机,在工业传感器领域持续精进,成就国产工业传感器领先品牌。”怡合达董事长金立国表示:“志奋领作为国产传感器主流供应商,一直非常重视产品建设,每年投入大量的资金在新产品的设计研发,也在品牌塑造和海外市场推广上持续发力。依托中国完善的产业链的优势,在确保产品品质同时又能很好的解决产品的交付问题。我们相信,在国产替代的大背景下,随着其产品线不断丰富和性能的稳定,志奋领将在这条赛道上走得更远更坚实。”
  • 意法半导体发布第三代MEMS传感器
    新一代MEMS传感器将为智能手机、消费类智能产品、医疗保健和零售终端在性能和功能方面带来又一次飞跃。   MEMS技术是强大的运动、环境等微型传感器的基石,这些传感器为当今的智能手机和可穿戴设备提供了直观的情境感知功能。现在,意法半导体的新一代MEMS技术将传感器性能提升到了新的高度,超越了现有市售产品在输出精度和功耗方面的技术限制。新一代MEMS传感器可以为活动检测、室内导航和精密工业传感等应用提供业界最高的精度。同时,它们还可以保持较低的功耗以延长运行时间。   部分MEMS产品具有的额外功能包括意法半导体的机器学习内核(MLC)和静电传感。MLC为以极低功耗运行的边缘应用带来了自适应的机器学习功能。电荷变化(QVAR)感应通道通过智能手表或健身手环中与身体接触或非接触式感应(雷达)来监测静电电荷的变化。带有QVAR的意法半导体MEMS传感器可以增强用户界面控制,以确保无缝交互,或简化湿度和冷凝检测。雷达模式应用包括人员存在检测、活动监控以及人员计数。   意法半导体MEMS营销总监Simone Ferri表示:“开创性的新一代产品基于意法半导体在MEMS专业知识和工艺技术方面的广泛投入和历史积累。除了彻底革新传感器的性能,我们还通过可选的静电传感和机器学习来进一步扩展它们的功能。由此提供了为Onlife时代做好准备的新一代MEMS传感器,通过始终存在、始终在线以及始终连接,使智能生活更透明、更顺畅。”   此次推出的新一代传感器包括LPS22DF和LPS28DFW(防水)大气压力传感器,其工作电流为1.7 µA,绝对压力精度为0.5 hPa。LPS28DFW具有双满量程功能,能够在水下和水上提供精确的垂直定位。其满量程范围可选择最大1260 hPa或4060 hPa,相当于约30 m深度处的水压。这两款传感器可以提高便携式设备和可穿戴设备(包括运动手表)的高度计和气压计性能。典型的工业应用包括天气监测和精确水深传感等。   新款三轴MEMS加速度计LIS2DU12,专门用于构建具有主动抗混叠功能的超低功耗架构。其抗混叠滤波器的电流消耗是市场上较低的。LIS2DU12在100 Hz输出数据速率(ODR)下电流消耗仅3.5 µA,也是第一款带I3C接口的市售MEMS加速度计。所有这些功能都集成在最小的2.0 mm x 2.0 mm x 0.74 mm封装中。这款加速度计非常适用于可穿戴设备、助听器、真无线立体声(TWS)耳机、无线传感器节点以及任何必须进行系统优化的应用。   新款6轴iNEMO惯性模块LSM6DSV16X包含QVAR静电传感,以及MLC和有限状态机(FSM),可增强响应并节省电源,其工作电流可低至12 µA。新的FSM可实现自适应自配置(ASC),由此,该6轴MEMS器件可以感知情境,并在不唤醒系统的情况下自行重新配置,从而实现显著的额外节能效果。这款产品即将投入量产,已在一种静电雷达应用中进行了演示,用于用户检测以加速唤醒笔记本电脑。   新款压力传感器LPS22DF提供2.0 mm x 2.0 mm x 0.73 mm 10-lead LGA封装(eStore有售),LPS28DFW提供2.8 mm x 2.8 mm x 1.95 mm 7-lead LGA封装(eStore提供免费送样),这两款产品目前已在量产,可通过分销商采购,售价1.90美元起。LIS2DU12和LSM6DSV16X计划于2022年晚些时候推出。
  • 传感器国家工程研究中心常务副主任刘沁:工业基础传感器需破解核心器件产业化难题
    为适应国家工业发展需要,特别是能源、化工、交通、航空航天等特殊领域针对传感器的需求,从上世纪50年代起,国家先后组织一批国家级研究机构、专业生产企业及部分重点高校共同针对工业传感器进行攻关和生产。在经历了几代人、近半个多世纪的努力后,至今为止基本建成了具有中国特色的覆盖全工业领域的工业传感器体系。很多传感器从无到有,相当程度满足了国家工业发展的需求。传感器行业进入快速发展阶段“十二五”以来,密集的传感器相关政策推动了我国传感器行业飞跃发展。“十三五”期间,政府支持力度进一步加大,2017年工信部出台《智能传感器产业三年(2017—2019)行动指南》及《促进新一代人工智能产业发展三年(2018——2020)行动计划》,从而直接催生了重大科学仪器及设备开发、制造基础技术与关键部件研究两大专项。2020年8月国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,针对我国集成电路产业发展从财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等全方位多方面提出部署,直接将当前新时期新阶段的集成电路产业和软件产业发展推进到一个全新的发展阶段,为其他相关基础产业发展起到了引领示范作用。在一系列政策持续出台的背景下,我国传感器行业进入快速发展阶段,形成了基本全覆盖的产业布局,工业需求传感器从自主到引进全产业链覆盖。中低档产品在满足自给自足的前提下实现出口,设计、研发、应用一条龙配套建设和水平普遍提升。在快速发展的中国工业市场,针对传感器的需求已经从原始的配套变成刚性需求,巨大的中国制造转型升级带来的市场吸引力不仅对国内企业,对国外工业传感器龙头企业也是巨大的吸引,美国艾默生、德国E+H、日本横河等工业传感器巨头在中国市场的份额已经成为其公司业务重要组成部分。在政府支持和行业需求的双层推动下,我国工业传感器已形成由材料、器件、系统、网络等全方面构成的产业链模式,产业链规模、质量也不断得到完善和提高。据统计,国内具有一定规模的应用于工业制造业的各类传感器生产厂家约2000余家,产品基本覆盖工业制造各领域。生产的各类工业用传感器品种、规格约1.6万种。已经显现出有区域特点的传感器产业集群,重点集中在长三角,并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为辐射的区域布局。这些集群各有侧重优势,形成了我国较为完备的传感器产业链。诸多瓶颈亟待突破尽管取得不俗成绩,但我国工业基础传感器仍存在许多问题需要破解,主要表现在:一是顶层设计仍缺乏统筹设计,规范引导。工业传感器在仪表行业是小行业,在中国制造中更是小小行业,但工业传感器在制造强国战略中却有举足轻重的地位。由于传感器具有的专业分散和行业分属的特点,长期以来传感器行业始终缺乏统一的行业认知。虽然国家投资逐年加大、政策力度逐年增强,但传感器产业需要长期不断地培育养成的特点在地方政府、企业急于求成的作用下,想取得传感器产业化的标志性成果,往往事与愿违。二是产业规模小,盈利能力低,核心技术缺乏。以压力传感器行业为例,国内具有一定规模的生产厂商大约有千余家,其中民企数量约占企业总数的90%,已经成为了中国工业压力传感器、变送器行业的与国外厂商争夺国内工业用压力传感器、变送器市场的主力军。但这些企业年销售额大于2000万元的企业不足三成,七成以上的传感器生产厂商为中小微企业,产业规模很小,自身盈利能力也不强。因此企业核心技术、企业研发能力、企业核心竞争力严重不足或缺乏。统计国内主要传感器厂商的产品分析也可以发现,目前国内厂商生产的压力传感器,70%以上是常规应变式、溅射薄膜式等传感器产品,30%左右为陶瓷材料为主的低端产品,产品结构相对单一。三是共性化问题多,产业化问题多。共性关键技术,如可靠性技术研究尚待突破。国外典型流程工业高端典型传感器在上世纪末已实现五年免调校,但国内相关产品免调校功能还在推广验证中。工业传感器共性技术如材料、设备、方法、可靠性验证分析等基础理论的研究与发展同国外发达国家的差距仍然巨大。四是工业传感器核心敏感技术产业化缺“芯”严重。尽管传统的工业传感器如应变、电感、电容、光栅、称重、位移量、位置量、金属弹性器件等年产量居世界领先地位,有些甚至已经实现出口。但是对于高端工业传感器,尤其是高端制造的重点领域、重点行业、重大工程用配套工业传感器基本上100%依靠进口。即使国内生产,也仅仅停留在研究、样机、小批量中试阶段,相关传感器核心技术(器件)的产业化仍然“路漫漫”,严重制约我国工业的快速发展及工业制造的“自主可控”。如:国内硅基MEMS压力传感器全产业基本处于封装代工阶段,从普通硅基压力传感器、OEM硅基压力传感器到流程工业高端设备控制用变送器,核心硅基敏感芯片基本上全部进口,国内自主配套不足1%;高端智能制造、CNC数控机床、大型工程机械等配套需求的位置、压力、图像、惯性器件等传感器以欧美日或欧美日在国内的合资企业垄断;国内工业基础气体传感器主要集中在中低端的催化燃烧式、电化学式、红外式,以及MOS气体传感器阶段,仅有少量高端的激光红外气体传感器及光离子化PID气体传感器在工业制造领域使用。新产品、新技术的工业气体传感器产业化落后国际先进水平至少五年左右。MEMS硅基压力传感器核心敏感元器件、高端气体传感器敏感芯片等虽然完成技术攻关,但产业化配套基本为零,国内产业化生产敏感核心器件及传感器高端市场基本上全部依赖进口。国内工业传感器主要集中在中低端制造业市场。高端应用的产业化发展空“芯”化问题已经成为制约中国制造由大到强的关键阻碍。努力完善工业基础传感器生态第一,以德国X-Fab的精、专、特标准化核心器件产业基地为对标,建成力、热、磁、气核心器件专业定点产线,实现国内工业基础传感器基础核心器件成果产业化转移,配套快速发展的中国制造业对传感器的需求特别是核心器件的需求。工业基础传感器是制造工业的基础,首先解决当前产业急需的核心器件产业化问题,完善从材料、制造、销售、使用的一条龙产业生态,彻底解决国内工业基础传感器有“器”无“芯”的尴尬局面,真正实现工业基础传感器对国家工业基础的基石和支撑作用,形成分工明确、配套清晰的产业化发展链条。建成中国的X-Fab专业产线。标准化定点专业产线不仅要求有良好洁净的工作环境,更需要清晰的产品(不可唯利是图)、清晰的工艺管控、素质技能稳定的管理管控团队。做到环境、产品、工艺、管控四“净”。第二,集中开展传感器跨学科培养,在人才评价、人才团队建设中树立领军人物,培养高端扛旗帜的企业;在标准、可靠性、专利等多方面加大奖励制度,推动人才队伍快速成长。第三,从材料、制造、销售龙头抓起,建成工业传感器“一条龙”生态。健全分工清晰明确的工业传感器生态链,实现传感器工业“基石”的支撑作用。加大流程工业用力、热、磁、流量、环境气体安全检测传感器和离散传感器产业基地建设,形成流程工业、离散工业传感器精、专、特、新的产业布局,培养一批各自产业领域的隐形冠军。针对隐形冠军培养在市场、技术、团队方面从不同角度给予政策支持,设立专项资金对技术创新型企业进行扶持,在功能工业传感器生态链上培养领军企业。第四,加大对传感器中、小微企业知识成果及科研成果保护,鼓励企业技术创新,积极开展共性关键技术、基础工艺技术的研究,降低企业科研成果转化风险,开展新型一体化智能工业传感器研究,提倡建设工业传感器小微企业的技术隐形冠军。加大国家对于传感器产业化的投入,鼓励建设产业集聚园区和公共创新平台,加速新设计、新工艺导入。加强对共性关键技术、基础工艺技术研究的投入,在政策、制度、资金等方面给予倾斜,缩短技术向产品转化的周期。强化市场应用对产业的需求牵引作用,鼓励应用厂商通过商业合作、投资入股等方式参与智能传感器的研发与制造,整合产业链上下游。支持科研院所和高等院校开展智能传感器关键技术和基础理论研究、关键芯片开发,提升产品的集成化、智能化水平,加强知识产权保护,鼓励科研成果转化。鼓励开展新型工业传感器一体化及技术及应用研究,在感知、控制、通信、算法、智能化、网络化应用方面开展工作,满足新一代工业传感器需求。第五,以市场需求为引领,产品质量为准入门槛,企业对自身产品的质量责任保障为前提,从政策面给予工业传感器在国家重点行业、重点领域、重大工程中的配套使用力度,给予国货配套更优惠条件,在工业传感器应用领域落实并加大力度实施国家“政府采购法”和“国货优先”政策。保障工业传感器在中国制造的发展过程中同步快速成长。
  • 2023世界传感器大会科技成果展盛大开幕
    11月5日,2023世界传感器大会科技成果展在郑州国际会展中心盛大开幕。本次展览以传感器研发创新为核心,以传感器系统集成与应用为切入点,涉及传感器应用、标准发展和相关元器件,产业链上下游的关联企业同台展示传感器产业生态圈。展览会吸引了来自全球各地的传感器领域专家、学者、企业家前来参观,共同探讨传感器技术的发展趋势和应用前景,为观众带来了一场视觉和知识的盛宴。西门子、海克斯康、国网智芯、汉威、京东、百度、森霸、中德智能技术研究院、E+H、倍福、福禄克、柯力、爱氪森、英科传感、京仪、上海立格、安徽天康、南京优倍、硕豪、华夏天信、开思科技、思瑞、日立信、四联、康斯特、中科、芯睿、森瑟斯、开封恒满测控、伍六一、福申电子、鼎实、松诺盟、精讯畅通等企业带着新产品与新技术参加展览展示,隆重亮相2023世界传感器大会。展会现场参展企业展示了各种类型的传感器,包括压力传感器、温度传感器、位移传感器、速度传感器等,这些传感器在工业自动化、汽车、航空航天、医疗、资源探测与环境保护、智能家居、智能交通等领域有着广泛的应用,让观众深刻感受到传感器技术对人们生活的影响。2023世界传感器大会科技成果展盛大开幕展示了传感科技的魅力和未来趋势,为全球传感器产业的发展注入了新的动力和活力。观众和参展企业不仅可以了解传感器的最新技术和应用,还可以展望未来发展趋势和合作机会。希望通过此次展览,能够促进传感器产业的进一步发展,推动科技与经济的深度融合。
  • 松下与IMEC共同开发出SNP基因检测芯片
    松下与比利时IMEC在“IEDM 2010”上公开了两公司正在共同开发的SNP(single nucleotide polymorphism)检测芯片开发成果。SNP检测芯片能够以数μl(微升)的血液为检测对象,对SNP等遗传基因信息进行全自动检测。  此次开发出了“聚合物致动器泵(Polymer Actuator Pump)”和“DNA过滤器”等关键器件。前者起到输送微量血液和DNA溶液的作用。后者的作用则在于从含有被检SNP的DNA溶液中高精度筛选出目标SNP。“向实现硅基板上SNP检测的全自动化迈进了一大步”(松下)。  有助于定制医疗服务的普及  据松下介绍,由于此前的全自动SNP检测装置过于庞大且价格昂贵,因此只能应用在专门检查机构等DNA解析用途,未能在临床一线得到真正普及。检测结果的信息反馈也较慢。临床一线对于能够使用简单装置在短时间内进行SNP检测的需求非常大。  如果此次正在开发的SNP检测芯片能够应用于医疗一线,将有助于推动在普通医院等的临床一线普及根据每个人(患者)的体质选择药品处方等治疗方法的“定制(Tailor-Made)医疗服务”。由于利用数微升血液即可在短时间内检测出SNP,因此有望帮助临床医生在短时间内判断出药物对患者是否有效和疾病有多大的发病风险。  1.5V电压工作,可利用电池驱动  实现此次的微型泵时,通过在硅基板上层积聚合物薄膜,开发出可沿层积方向大幅伸缩的聚合物致动器。由此又开发出通过该致动器移动隔膜(Diaphragm)实现液体输送的聚合物致动器泵。这种微型泵可以产生超过30个大气压的压力。  可以轻松实现包括需要高压的DNA过滤器等的分子筛在内的微流路中的溶液移动。同时由于是在1.5V的低电压下工作,因此能够利用电池驱动。另外由于即使切断驱动电压也可保持加压状态,因此能够把耗电量控制在最小。  另一方面,在实现DNA过滤器时还有效利用了IMEC的最尖端硅微细加工技术。在直径为1μm、高度超过20μm的高纵横比硅圆柱体上实现了以1μm间距规律配置的筛孔结构。当溶液通过这些硅圆柱体群的筛孔时,能够以50对碱基的高精度分离长度不同的SNP检体。  与此次开发相关的专利(包括正在申请之中的专利)在日本有36项,日本以外有23项。
  • 10亿元传感器项目落户东阳
    东阳市引进的首个央企独立投资项目——传感器工业园项目落户城北工业新区。该项目总投资10亿元,计划2013年5月开工,2015年9月建成投产。  昨日上午,投资方代表中国机械工业集团有限公司沈阳仪表科学研究院院长庞士信、院长助理曾艳丽,金华市委常委、东阳市委书记徐建华,市委副书记、市长朱建军,市人大常委会主任施侍伟,市政协主席王正明,市委常委、常务副市长郭慧强等出席在市行政中心举行的签约仪式。市委常委、副市长李宝春主持签约仪式。  朱建军和曾艳丽分别代表双方签署了投资协议。  据了解,传感器产业是国内外公认的具有良好发展前途的高技术产业,有着广泛的应用前景。该项目建成后,可形成年产5000万只力敏传感器芯片、压力传感器、压力变送器的生产能力,有助于改变我国中高端传感器基本依赖进口的现状。项目土建工程主要包括国家传感器工程研究中心分中心、科技成果孵化中心、传感器芯片生产区、汽车传感器生产区、压力传感器生产区、MEMS智能变送器生产区、物流区、国际贸易区、检验检测区及其他配套设施等。该项目投产后,预计年收入(平均值)可达10亿元,年创税10784.8万元,实现用工1500余人。  徐建华指出,这是一次优质产业资本、高端创新技术与优质发展区域的战略合作。他表示,市委、市政府将全力以赴支持项目的建设和发展,切实解决项目实施过程中遇到的困难和问题,努力以最优的环境、最佳的服务,保障企业发展。同时希望沈阳仪表科学研究院紧紧把握当前大好的发展机遇,加快项目建设步伐,力争使项目早开工、早建设、早投产、早出效益。  庞士信表示,争取把这一项目建成中国机械工业集团在外投资的成功典范。  据悉,中国机械工业集团是国内机械工业规模最大、覆盖面最广、业务链最完善、研发能力最强的大型中央企业集团,2010年营业收入达1522.2亿元,2011年首次成为世界500强企业。作为本项目的科研、生产单位,沈阳仪表科学研究院始建于1961年,隶属于中国机械工业集团。
  • 2012中国市场传感器领军厂商调查研究发现
    传感器进口产品所占百分比呈现两极分化 根据调查,89%的公司2011年传感器采购总额在5千万以下,其中采购总额在1千万以下的占到69%。采购传感器进口产品所占百分比呈现两极分化,进口产品所占百分比在80%以上和20%以下的情况最多,有30.5%的整机制造商传感器进口产品达到80%以上,19.5%的公司进口产品在20%以下。  欧美传感器供应商是最受欢迎的传感器购买渠道 整机制造商所买各类传感器中来自分销渠道的比例是34.1%,也就是说,65.9%的整机制造商更倾向于通过直接供应商来购买传感器。在所有传感器产品的购买渠道中,欧美传感器供应商最受欢迎,55.7%的企业喜欢从欧美传感器供应商处进行采购,远远超过其他供应商和分销渠道。排在第二位的是本土传感器供应商,愿意通过本土传感器供应商来购买传感器的企业达到25.1%   产品质量是选择第一供应商的首要考虑因素 第一供应商选择因素中,质量不可调和,性价比/技术非常重要:产品质量是影响第一供应商选择的首要因素 在质量的前提下,产品性价比、技术领先性和技术支持都是重要考虑因素。   质量、价格和货期问题导致合格供应商降级 质量出现问题、价格上涨、货期变长迫使整机制造商更换供应商。质量是考察供应商的首要因素,出现质量问题自然成为导致供应商降级的首要因素。价格失去竞争力、货期变长和售后服务不满意也是导致供应商降级的重要因素。   需求预测不准是最大的采购风险 在供应商选择和管理取舍中,产能好替代能力强等是好关系供应商的要点。供货质量和交货仍然是困惑采购工程师的问题。需求预测不准是过去一年最大的采购风险。此外,买到次品假货、产品质量出现问题,和供应商产能紧张无法供货是采购风险的主要来源。选择生产资源好的供应商是最普遍的采购风险应对措施 为了降低采购风险的影响,整机制造商采取了综合的应对措施,其中最主要的三种方式是:选择生产资源好的供应商、寻找替代物料、加强供应商关系。    本次调查活动主要选取目前市场上应用最广泛,最受青睐的八大类传感器作为调查研究对象,覆盖的8大类传感器分别是:光电传感器(太阳能电池)、环境光和接近传感器、陀螺仪传感器、压力传感器、加速度计传感器、温度传感器、麦克风传感器和图像传感器。CNTNetworks的分析师还特别通过对电子制造商的专业采购人员的采访,为调查报告提供有力的案例分析。详细内容请下载该报告的电子版。第一太阳能和尚德是最受欢迎的太阳能电池品牌 第一太阳能、尚德和三洋是使用人数最多的太阳能电池供应商品牌。其中,产品性能不足、分销渠道不好、批量供货能力不足、产品质量不可靠是对太阳能电池供应商最普遍的抱怨。整机制造商希望太阳能电池未来能提高电压稳定性、提高转化效率、增大容量、减小体积,和降低成本。整机制造商拿到太阳能电池的分销或代理商渠道主要包括原厂及其一级代理商;对分销或代理商渠道最普遍的抱怨是技术支持不及时和账期太短。更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之太阳能电池篇》。美信是最受欢迎的环境光和接近传感器品牌 美信是最受欢迎的环境光和接近传感器品牌,但美信的零售渠道普遍遭到整机制造商的抱怨。对环境光和接近传感器品牌的主要抱怨还包括产品更新换代慢和产品性能不足。根据调查,环境光和接近传感器未来的改进方向应该包括更多定制服务、提高灵敏度、减小体积、增强稳定性、感应距离可控、价格降低和夜间适用。技术支持不及时和后勤支持不好是整机制造商对分销或代理商渠道最主要的抱怨。美信、安华高、罗姆、奥地利微电子均被较多的列入未来一年里计划采用的环境光和接近传感器品牌名单。更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之环境光和接近传感器篇》。意法半导体是最受欢迎的MEMS陀螺仪品牌 调查显示,超过一半的整机制造商正在使用意法半导体的MEMS陀螺仪,对意法半导体的抱怨包括交货期太长和技术支持不好。对其他MEMS陀螺仪品牌的抱怨还包括产品质量不可靠、零售渠道不好、产品性能不足和批量供货能力不足。整机制造商对MEMS陀螺仪提出的建议包括减少温漂误差、消除累积误差、提高精度、减小体积、提高可靠性和抗干扰能力、更加集成化和智能化。对分销或代理商渠道最普遍的抱怨是技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用MEMS陀螺仪的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS陀螺仪篇》。ST和飞思卡尔是最受欢迎的MEMS压力传感器品牌 ST和飞思卡尔是最受欢迎的MEMS压力传感器品牌。整机制造商对MEMS压力传感器的满意度比较高,对MEMS压力传感器提出的改进方向包括提高灵敏度、减小体积、提高可靠性、耐高温、提高寿命和降低成本。而分销商或代理商受到抱怨的原因主要包括交货不及时和账期太短。关于未来计划采用MEMS压力传感器的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS压力传感器篇》。飞思卡尔、ST、ADI和博世是最受欢迎的MEMS加速度计品牌 飞思卡尔、ST、ADI和博世均是受欢迎的MEMS加速度计品牌。其中,整机制造商对ST的满意度最高。MEMS加速度计品牌最容易遭到抱怨的方面是产品质量不可靠、产品更新换代慢、交货期太长和产品性能不足。MEMS加速度计未来的改进方向包括提高灵敏度、减小体积、集成化程度更高、超高速、内置处理算法等。对分销或代理商渠道的抱怨主要集中在技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用MEMS加速度计的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS加速度计篇》。德州仪器是最受欢迎的温度传感器品牌 调查显示,47.3%的整机制造商正在使用德州仪器的温度传感器。整机制造商对温度传感器的抱怨主要集中于零售渠道不好、产品质量不可靠、交货期太长、技术支持不好;对温度传感器提出减小体积、提高灵敏度和可靠性、集成化和数字化、扩大温度范围、降低功耗、提高响应速度的改进建议。对分销或代理商渠道的抱怨包括技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用温度传感器的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之温度传感器篇》。意法半导体和楼氏电子是最受欢迎的MEMS麦克风品牌 调查显示,超过一半的整机制造商正在使用意法半导体和楼氏电子的MEMS麦克风。对MEMS麦克风的抱怨主要包括产品性能不足、产品更新换代慢和零售渠道不好。MEMS麦克风未来的改进方向应该是微型化,提高灵敏度、性噪比和抗干扰性。分销商或代理商受到抱怨的原因主要是交货不及时和技术支持不及时。关于未来计划采用MEMS麦克风的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS麦克风篇》。 索尼、OmniVision和美光是最受欢迎的CMOS图像传感器品牌 调查显示,超过78%的整机制造商正在使用索尼、OmniVision和美光的CMOS图像传感器。对CMOS图像传感器的抱怨主要集中于技术支持不好、产品质量不可靠和产品性能不足;而对分销或代理商渠道的抱怨主要包括技术支持不及时和交货不及时。同时,整机制造商对CMOS图像传感器提出增加灵敏度、减少外围电路、提高分辨率和清晰度、提高传输速度、减小体积和夜间曝光等改进建议。
  • 传感器的科普知识来啦!
    传感器(Sensor)是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。对于传感器来说,按照输入的状态,输入可以分成静态量和动态量。我们可以根据在各个值的稳定状态下,输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性。动态特性通常采用传递函数等自动控制的模型来描述。通常,传感器接收到的信号都有微弱的低频信号,外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号,因此消除串入的噪声就成为了一项关键的传感器技术。  物理传感器  物理传感器是检测物理量的传感器。它是利用某些物理效应,把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式的信号的装置。其输出的信号和输入的信号有确定的关系。主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。作为例子,让我们看看比较常用的光电式传感器。这种传感器把光信号转换成为电信号,它直接检测来自物体的辐射信息,也可以转换其他物理量成为光信号。其主要的原理是光电效应:当光照射到物质上的时候,物质上的电效应发生改变,这里的电效应包括电子发射、电导率和电位电流等。显然,能够容易产生这样效应的器件成为光电式传感器的主要部件,比如说光敏电阻。这样,我们知道了光电传感器的主要工作流程就是接受相应的光的照射,通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电能,然后通过放大和去噪声的处理,就得到了所需要的输出的电信号。这里的输出电信号和原始的光信号有一定的关系,通常是接近线性的关系,这样计算原始的光信号就不是很复杂了。其它的物理传感器的原理都可以类比于光电式传感器。  物理传感器的应用范围是非常广泛的,我们仅仅就生物医学的角度来看看物理传感器的应用情况,之后不难推测物理传感器在其他的方面也有重要的应用。  比如血压测量是医学测量中的最为常规的一种。我们通常的血压测量都是间接测量,通过体表检测出来的血流和压力之间的关系,从而测出脉管里的血压值。测量血压所需要的传感器通常都包括一个弹性膜片,它将压力信号转变成为膜片的变形,然后再根据膜片的应变或位移转换成为相应的电信号。在电信号的峰值处我们可以检测出来收缩压,在通过反相器和峰值检测器后,种传感器外形我们可以得到舒张压,通过积分器就可以得到平均压。  让我们再看看呼吸测量技术。呼吸测量是临床诊断肺功能的重要依据,在外科手术和病人监护中都是必不可少的。比如在使用用于测量呼吸频率的热敏电阻式传感器时,把传感器的电阻安装在一个夹子前端的外侧,把夹子夹在鼻翼上,当呼吸气流从热敏电阻表面流过时,就可以通过热敏电阻来测量呼吸的频率以及热气的状态。  再比如最常见的体表温度测量过程,虽然看起来很容易,但是却有着复杂的测量机理。体表温度是由局部的血流量、下层组织的导热情况和表皮的散热情况等多种因素决定的,因此测量皮肤温度要考虑到多方面的影响。热电偶式传感器被较多的应用到温度的测量中,通常有杆状热电偶传感器和薄膜热电偶传感器。由于热电偶的尺寸非常小,精度比较高的可做到微米的级别,所以能够比较精确地测量出某一点处的温度,加上后期的分析统计,能够得出比较全面的分析结果。这是传统的水银温度计所不能比拟的,也展示了应用新的技术给科学发展带来的广阔前景。  从以上的介绍可以看出,仅仅在生物医学方面,物理传感器就有着多种多样的应用。传感器的发展方向是多功能、有图像的、有智能的传感器。传感器测量作为数据获得的重要手段,是工业生产乃至家庭生活所必不可少的器件,而物理传感器又是最普通的传感器家族,灵活运用物理传感器必然能够创造出更多的产品,更好的效益。  光纤传感器  近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能,绝缘、无感应的电气性能,耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。  光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里,在强电磁干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的能力。目前光纤传感器已经有70多种,大致上分成光纤自身传感器和利用光纤的传感器。  所谓光纤自身的传感器,就是光纤自身直接接收外界的被测量。外接的被测量物理量能够引起测量臂的长度、折射率、直径的变化,从而使得光纤内传输的光在振幅、相位、频率、偏振等方面发生变化。测量臂传输的光与参考臂的参考光互相干涉(比较),使输出的光的相位(或振幅)发生变化,根据这个变化就可检测出被测量的变化。光纤中传输的相位受外界影响的灵敏度很高,利用干涉技术能够检测出10的负4次方弧度的微小相位变化所对应的物理量。利用光纤的绕性和低损耗,能够将很长的光纤盘成直径很小的光纤圈,以增加利用长度,获得更高的灵敏度。  光纤声传感器就是一种利用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很微小的外力作用时,就会产生微弯曲,而其传光能力发生很大的变化。声音是一种机械波,它对光纤的作用就是使光纤受力并产生弯曲,通过弯曲就能够得到声音的强弱。光纤陀螺也是光纤自身传感器的一种,与激光陀螺相比,光纤陀螺灵敏度高,体积小,成本低,可以用于飞机、舰船、导弹等的高性能惯性导航系统。如图就是光纤传感器涡轮流量计的原理。  另外一个大类的光纤传感器是利用光纤的传感器。其结构大致如下:传感器位于光纤端部,光纤只是光的传输线,将被测量的物理量变换成为光的振幅,相位或者振幅的变化。在这种传感器系统中,传统的传感器和光纤相结合。光纤的导入使得实现探针化的遥测提供了可能性。这种光纤传输的传感器适用范围广,使用简便,但是精度比第一类传感器稍低。  光纤在传感器家族中是后期之秀,它凭借着光纤的优异性能而得到广泛的应用,是在生产实践中值得注意的一种传感器。  仿生传感器  仿生传感器,是一种采用新的检测原理的新型传感器,它采用固定化的细胞、酶或者其他生物活性物质与换能器相配合组成传感器。这种传感器是近年来生物医学和电子学、工程学相互渗透而发展起来的一种新型的信息技术。这种传感器的特点是机能高、寿命长。在仿生传感器中,比较常用的是生体模拟的传感器。  仿生传感器按照使用的介质可以分为:酶传感器、微生物传感器、细胞器传感器、组织传感器等。在图中我们可以看到,仿生传感器和生物学理论的方方面面都有密切的联系,是生物学理论发展的直接成果。在生体模拟的传感器中,尿素传感器是最近开发出来的一种传感器。下面就以尿素传感器为例子介绍仿生传感器的应用。  尿素传感器,主要是由生体膜及其离子通道两部分构成。生体膜能够感受外部刺激影响,离子通道能够接收生体膜的信息,并进行放大和传送。当膜内的感受部位受到外部刺激物质的影响时,膜的透过性将产生变化,使大量的离子流入细胞内,形成信息的传送。其中起重要作用的是生体膜的组成成分膜蛋白质,它能产生保形网络变化,使膜的透过性发生变化,进行信息的传送及放大。生体膜的离子通道,由氨基酸的聚合体构成,可以用有机化学中容易合成的聚氨酸的聚合物(L一谷氨酸,PLG)为替代物质,它比酶的化学稳定性好。PLG是水溶性的,本不适合电机的修饰,但PLG和聚合物可以合成嵌段共聚物,形成传感器使用的感应膜。  生体膜的离子通道的原理基本上与生体膜一样,在电极上将嵌段共聚膜固定后,如果加感应PLG保性网络变化的物质,就会使膜的透过性发生变化,从而产生电流的变化,由电流的变化,便可以进行对刺激性物质的检测。  尿素传感器经试验证明是稳定性好的一种生体模拟传感器,检测下限为10的负3次方的数量级,还可以检测刺激性物质,但是暂时还不适合生体的计测。  目前,虽然已经发展成功了许多仿生传感器,但仿生传感器的稳定性、再现性和可批量生产性明显不足,所以仿生传感技术尚处于幼年期,因此,以后除继续开发出新系列的仿生传感器和完善现有的系列之外,生物活性膜的固定化技术和仿生传感器的固态化值得进一步研究。  在不久的将来,模拟生体功能的嗅觉、味觉、听觉、触觉仿生传感器将出现,有可能超过人类五官的敏感能力,完善目前机器人的视觉、味觉、触觉和对目的物进行操作的能力。我们能够看到仿生传感器应用的广泛前景,但这些都需要生物技术的进一步发展,我们拭目以待这一天的到来。  红外技术发展到现在,已经为大家所熟知,这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量 (2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪 (3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图象 (4)红外测距和通信系统 (5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。  红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。  热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射,引起非电量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。  电磁传感器  磁传感器是最古老的传感器,指南针是磁传感器的最早的一种应用。但是作为现代的传感器,为了便于信号处理,需要磁传感器能将磁信号转化成为电信号输出。应用最早的是根据电磁感应原理制造的磁电式的传感器。这种磁电式传感器曾在工业控制领域作出了杰出的贡献,但是到今天已经被以高性能磁敏感材料为主的新型磁传感器所替代。  在今天所用的电磁效应的传感器中,磁旋转传感器是重要的一种。磁旋转传感器主要由半导体磁阻元件、永久磁铁、固定器、外壳等几个部分组成。典型结构是将一对磁阻元件安装在一个永磁体的刺激上,元件的输入输出端子接到固定器上,然后安装在金属盒中,再用工程塑料密封,形成密闭结构,这个结构就具有良好的可靠性。磁旋转传感器有许多半导体磁阻元件无法比拟一款电磁传感器的外形的优点。除了具备很高的灵敏度和很大的输出信号外,而且有很强的转速检测范围,这是由于电子技术发展的结果。另外,这种传感器还能够应用在很大的温度范围中,有很长的工作寿命、抗灰尘、水和油污的能力强,因此耐受各种环境条件及外部噪声。所以,这种传感器在工业应用中受到广泛的重视。  磁旋转传感器在工厂自动化系统中有广泛的应用,因为这种传感器有着令人满意的特性,同时不需要维护。其主要应用在机床伺服电机的转动检测、工厂自动化的机器人臂的定位、液压冲程的检测、工厂自动化相关设备的位置检测、旋转编码器的检测单元和各种旋转的检测单元等。  现代的磁旋转传感器主要包括有四相传感器和单相传感器。在工作过程中,四相差动旋转传感器用一对检测单元实现差动检测,另一对实现倒差动检测。这样,四相传感器的检测能力是单元件的四倍。而二元件的单相旋转传感器也有自己的优点,也就是小巧可靠的特点,并且输出信号大,能检测低速运动,抗环境影响和抗噪声能力强,成本低。因此单相传感器也将有很好的市场。  磁旋转传感器在家用电器中也有大的应用潜力。在盒式录音机的换向机构中,可用磁阻元件来检测磁带的终点。家用录像机中大多数有变速与高速重放功能,这也可用磁旋转传感器检测主轴速度并进行控制,获得高画面的质量。洗衣机中的电机的正反转和高低速旋转功能都可以通过伺服旋转传感器来实现检测和控制。  这种开关可以感应到进入自己检验区域的金属物体,控制自己内部电路的开或关。开关自己产生磁场,当有金属物体进入到磁场会引起磁场的变化。这种变化通过开关内部电路可以变成电信号。  更加突出电磁传感器是一门应用很广的高新技术,国内、国外都投入了一定的科研力量在进行研究,这种传感器的应用正在渗透入国民经济、国防建设和人们日常生活的各个领域,随着信息社会的到来,其地位和作用必将。  磁光效应传感器  现代电测技术日趋成熟,由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点,已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰,在交流测量时,频响不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求,在激光技术迅速发展的今天,已经能够解决上述的问题。  磁光效应传感器就是利用激光技术发展而成的高性能传感器。激光,是本世纪六十年代初迅速发展起来的又一新技术,它的出现标志着人们掌握和利用光波进入了一个新的阶段。由于以往普通光源单色度低,故很多重要的应用受到限制,而激光的出现,使无线电技术和光学技术突飞猛进、相互渗透、相互补充。现在,利用激光已经制成了许多传感器,解决了许多以前不能解决的技术难题,使它适用于煤矿、石油、天然气贮存等危险、易燃的场所。  比如说用激光制成的光导纤维传感器,能测量原油喷射、石油大罐龟裂的情况参数。在实测地点,不必电源供电,这对于安全防爆措施要求很严格的石油化工设备群尤为适用,也可用来在大型钢铁厂的某些环节实现光学方法的遥测化学技术。  磁光效应传感器的原理主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束偏振光通过介质时,若在光束传播方向存在着一个外磁场,那么光通过偏振面将旋转一个角度,这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来测量外加的磁场。在特定的试验装置下,偏转的角度和输出的光强成正比,通过输出光照射激光二极管LD,就可以获得数字化的光强,用来测量特定的物理量。  自六十年代末开始,RC Lecraw提出有关磁光效应的研究报告后,引起大家的重视。日本,苏联等国家均开展了研究,国内也有学者进行探索。磁光效应的传感器具有优良的电绝缘性能和抗干扰、频响宽、响应快、安全防爆等特性,因此对一些特殊场合电磁参数的测量,有独特的功效,尤其在电力系统中高压大电流的测量方面、更显示它潜在的优势。同时通过开发处理系统的软件和硬件,也可以实现电焊机和机器人控制系统的自动实时测量。在磁光效应传感器的使用中,最重要的是选择磁光介质和激光器,不同的器件在灵敏度、工作范围方面都有不同的能力。随着近几十年来的高性能激光器和新型的磁光介质的出现,磁光效应传感器的性能越来越强,应用也越来越广泛。  磁光效应传感器做为一种特定用途的传感器,能够在特定的环境中发挥自己的功能,也是一种非常重要的工业传感器。  压力传感器  压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。  我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应 当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。  压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。  在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。  压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。  压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别压电传感器的外形是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器心乂  也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。  压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广泛。  除了压电传感器之外,还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器,利用应变效应的应变式传感器等,这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料,在不同的场合能够发挥它们独特的用途。  相关控制系统  继电器控制  继电器是我们生活中常用的一种控制设备,通俗的意义上来说就是开关,在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说,由于为某一个用途设计使用的电子电路,最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互,所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。  最常见的继电器要数热继电器,通常使用的热继电器适用于交流50Hz、60Hz、额定电压至660V、额定电流至80A的电路中,供交流电动机的过载保护用。它具有差动机构和温度补偿环节,可与特定的交流接触器插接安装。  时间继电器也是很常用的一种继电器,它的作用是作延时元件,通常它可在交流50Hz、60Hz、电压至380V、直流至220V的控制电路中作延时元件,按预定的时间接通或分断电路。可广泛应用于电力拖动系统,自动程序控制系统及在各种生产工艺过程的自动控制系统中起时间控制作用。  在控制中常用的中间继电器通常用作继电控制,信号传输和隔离放大等用途。此外还有电流继电器用来限制电流、电压继电器用来控制电压、静态电压继电器、相序电压继电器、相序电压差继电器、频率继电器、功率方向继电器、差动继电器、接地继电器、电动机保护继电器等等。正是有了这些不同类型的继电器,我们才有可能对不同的物理量作出控制,完成一个完整的控制系统。  除了传统的继电器之外,继电器的技术还应用在其他的方面,比如说电机智能保护器是根据三相交流电动机的工作原理,分析导致电动机损坏的主要原因研制的,它是一种设计独特,工作可靠的多功能保护器,在故障出现时,能及时切断电源,便于实现电机的检修与维护,该产品具有缺相保护,短路、过载保护功能,适用于各类交流电动机,开关柜,配电箱等电器设备的安全保护和限电控制,是各类电器设备设计安装的优选配套产品。该技术安装尺寸、接线方式、电流调整与同型号的双金属片式热继电器相同。是直接代替双金属片式热继电器的更新换代的先进电子产品。继电器技术发展到现在,已经和计算机技术结合起来,产生了可编程控制器的技术。可编程控制器简称作PLC。它是将微电脑技术直接用于自动控制的先进装置。它具有可靠性高,抗干扰性强,功能齐全,体积小,灵活可扩,软件直接、简单,维护方便,外形美观等优点 以往继电器控制的电梯有几百个触点控制电梯的运行。  而PLC控制器内部有几百个固态继电器,几十个定时器/计数器,具备停电记忆功能,输入输出采用光电隔离,控制系统故障仅为继电器控制方式的10%。正因为如此,国家有关部门已明文规定从97年起新产电梯不得使用继电器控制电梯,改用PLC微电脑控制电梯。  可以看出,继电器技术在日常生活中无所不在,而且和电脑的紧密结合更加增强了它的活力,使得继电器为我们的生活更好地服务。  液压传动控制系统  液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式,它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性,液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质,来实现各种机械和自动控制的学科。液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路,再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。  从原理上来说,液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理,就是说,液体各处的压强是一致的,这样,在平衡的系统中,比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递,可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。  液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件,主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化原理来工作,所以一般也称为容积液压泵。齿轮泵是最常见的一种液压泵,它通过两个啮合的齿轮的转动使得液体进行运动。其他的液压泵还有叶片泵、柱塞泵,在选择液压泵的时候主要需要注意的问题包括消耗的能量、效率、降低噪音。  液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置,主要包括液压缸和液压马达。液压马达是与液压泵做相反的工作的装置,也就是把液压的能量转换称为机械能,从而对外做功。  液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制,以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性,使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。  除了上述的元件以外,液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件,我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制目标,我们能够设计不同的回路,比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。  根据液压传动的结构及其特点,在液压系统的设计中,首先要进行系统分析,然后拟定系统的原理图,其中这个原理图是用液压机械符号来表示的。之后通过计算选择液压器件,进而再完成系统的设计和调试。这个过程中,原理图的绘制是最关键的。它决定了一个设计系统的优劣。  液压传动的应用性是很强的,比如装卸堆码机液压系统,它作为一种仓储机械,在现代化的仓库里利用它实现纺织品包、油桶、木桶等货物的装卸机械化工作。也可以应用在万能外圆磨床液压系统等生产实践中。这些系统的特点是功率比较大,生产的效率比较高,平稳性比较好。  液压作为一个广泛应用的技术,在未来更是有广阔的前景。随着计算机的深入发展,液压控制系统可以和智能控制的技术、计算机控制的技术等技术结合起来,这样就能够在更多的场合中发挥作用,也可以更加精巧的、更加灵活地完成预期的控制任务。
  • 油气田监测微传感器及数字系统研制取得成果
    据科技部消息,针对油气田数字化建设需求,先进制造领域部署的国家863课题“油气田监测高性能微传感器及数字化系统”取得阶段性成果,已于近日顺利通过国家级中期检查。这个课题由长庆油田公司牵头,北京大学等5个单位共同参与,通过研究MEMS器件的设计、加工、封装和测试等关键技术,解决高性能MEMS压力传感器耐高温、耐高压、耐腐蚀、高稳定性等问题,研制出满足油气井监测需要的高性能压力传感器及数字化系统,并实现规模应用,提高MEMS压力传感器芯片的规模化制造水平。该系统通过微传感器实现油套压等数据的实时采集和远程传输,将油气井信息进行数字化、智能化综合分析,作出科学决策,指导油气井生产。这对于提高油气田生产管理效率和安全环保水平,减轻劳动强度,筑牢安全管理基础,形成生产动态管理闭环系统,精确指导处理生产问题具有重要意义。
  • 分场活动|传感器是物联网成功的关键!物联网与传感技术发展应用专场圆满举办!
    物联网作为新一代信息技术的重要组成部分,有着非常广阔的发展前景。2021年11月2日,由中国科学技术协会、河南省人民政府主办,中国仪器仪表学会、河南省发展和改革委员会、“一带一路”智能传感与物联网合作联盟项目组、智汇工业承办的2021世界传感器大会分场活动之物联网与传感技术发展应用专场会议圆满举办。物联网与传感技术发展应用专场会议现场本次论坛邀请了国内外传感器与物联网领域专家及企业代表汇聚一堂,围绕智能传感技术、传感器与物联网发展趋势和机遇等,以创新视角共谋智能传感技术发展,为构建万物互联时代、助推大数据智能化发展建言献策。汉威科技集团有限公司董事长 任红军论坛在汉威科技集团有限公司董事长任红军的主持下正式开始,河南省发展改革委创新和高技术发展处副处长贾争争为本次论坛致辞。河南省发展改革委创新和高技术发展处副处长 贾争争贾争争处长指出,河南省以智能制造为主攻方向,强调技术变革及产业升级,推动制造业产业模式和企业形态根本转变。爱尔兰利默里克大学光纤传感器研究中心主任Elfed Lewi教授爱尔兰利默里克大学光纤传感器研究中心主任Elfed Lewis教授的主题演讲为《物联网在海洋和淡水中的光纤传感》。Elfed Lewis教授提到,我们更需要了解支配我们环境的过程,以便更好的管理海洋环境。在海洋环境下的光纤传感器有很多优点,它们非常适合海洋环境,只依赖于监测点的光能,适用于水面和水下的监测。松下神视电子有限公司总经理 林和彦松下神视电子有限公司总经理林和彦先生带来《松下传感助力智慧制造》主题报告。他介绍到,现场问题,用自我监控传感器”解决。自我监控传感器不仅是“正确执行”系统、而是“能够确认是否正确执行的”系统。武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室研究员、湖北省楚天学者特聘教授、国家自然科学基金杰出青年基金获得者 杨明红武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室研究员,湖北省楚天学者特聘教授,国家自然科学基金杰出青年基金获得者,英国工程技术学会会士(IET Fellow), IEEE Sensors Journal期刊副编辑,国际光纤传感技术委员会委员杨明红,分享了《面向环境和能源应用的光纤传感技术》。他表示,物联网、两化融合、大数据、互联网+ 、工业4.0等发展需要数字化、智能化、微型化的新型传感器,基于光纤传感的物联网技术在恶劣环境监测中具有独特优势。宁波爱氪森科技有限公司副总经理李德虎宁波爱氪森科技有限公司副总经理李德虎作了《智能气体传感技术行业应用解决方案》的主题分享。他介绍到,爱氪森从安全、环保、健康三方面提供多维度细分市场个性化解决方案。固态聚合物电化学传感技术是电化学检测领域的一次革命性创新,基于电化学催化反应原理,检测不同气体的电化学反应输出信号,通过信号量准确测量气体浓度。通过人工嗅觉+智能传感应用实现智能检测技术。易福门电子(上海)有限公司产品经理 黄胜达易福门电子(上海)有限公司产品经理黄胜达为与会嘉宾分享了《基于IIoT物联网平台的预测性维护解决方案》。他认为,预测性维护的关键是要预测出一套设备的可能性故障,除了从设备数据中整理出关键的指标,还要结合更多的历史事件进行分析,最终形成一个与设备对应预测性维护模型。预测性维护的复杂性在于这套基于机器学习的生产系统模型必需随着时间而改变。研华科技工业物联网事业群区域经理 王举研华科技工业物联网事业群区域经理王举作了《精准感知——数据赋能应用让物联网赢在起点》的主题分享。他表示,作为全球产业电脑领导者,研华以刺猬三圆圈企业理念携手合作伙伴共创工业物联网产业新格局,把握工业互联网平台新机遇,推动企业升级转型,以数据采集及全面感知构造工业物联网基础,拥抱AIoT时代。达索系统大中华区技术咨询部技术总监 冯升华达索系统大中华区技术咨询部技术总监冯升华以远程在线形式,分享了《从数字孪生到虚拟孪生的物联网与传感技术》主题报告。他认为,人类认识世界和改造世界的各种方式都离不开感知,未来的万物互联,尽在虚拟孪生。华为技术有限公司高级规划经理 李江岭华为技术有限公司高级规划经理李江岭以远程在线形式分享了《基于光感知的在线监测及物联网应用探索》。李江岭提到,数字化是行业发展必经之路,万物互联加速数字化转型。华为开放生态打造行业智能体,联合伙伴基于光+AI根技术优势探索光感知技术应用。把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织构建万物互联的智能世界。本次会议邀请国内外传感器与物联网领域专家及企业代表汇聚一堂,围绕智能传感技术、传感器与物联网发展趋势和机遇等,以创新视角共谋智能传感技术发展,为构建万物互联时代、助推大数据智能化发展建言献策。
  • 国内首台油井光纤高温高压传感器研制成功
    日前,山东省科学院激光研究所在国内首次自主研发的固定式高精度光纤压力传感器获得成功。这台光纤高温高压传感器可在油井下温度220℃和压力100MPa下长期作业,解决了常规电子传感器和光纤压力传感器受油井下高温高压干扰而无法正常工作的难题。光纤高温高压传感器的研发成功,不仅打破了国外对此技术的长期垄断,更将对我国油气井的科学开采发挥出重要作用。  据山东省科学院激光研究所副所长王昌博士介绍,这台光纤高温高压传感器通过对油井状态在线实时监测,可以及时探测到井内诸如漏水等状态变化的详细信息。根据这些信息,对油井采油工艺进行优化和调整,可提高油气采收率5%—10%。  山东省科学院激光研究所从2005年开始从事光纤油气井温度压力在线监测的研究。2006年,该所研究的《光纤高温高压井筒测试技术》被列为国家863项目和山东省技术攻关项目。通过对胜利油田、中海油、辽河油田的示范应用表明,光纤高温高压传感器不仅探测准确,其敏感元件的耐高温高压和耐腐蚀的保护技术等均优于国外技术,价格仅是国外进口设备的1/3。油田专家认为,这项新技术的推广应用,将为我国油井实现智能化监控打下良好基础。  王昌介绍说,据不完全统计,全国现有生产油井约15万口,按照每口井提高采油率5%,推广普及1%计算,年可提高油气产量超过9万吨。这项先进技术除高温高压油井监测应用外,在电力、化工、矿山等许多领域都有着非常广阔的应用前景,可产生巨大的经济效益和社会效益。
  • 深圳一家传感器企业成功上市:背靠华为比亚迪,市值超70亿
    近日,深圳安培龙科技股份有限公司(下文简称“安培龙”)在深圳证券交易所创业板正式上市,深圳收获一家A股上市传感器龙头企业。以创新打破国外技术垄断安培龙成立于2004年,是一家专业从事热敏电阻及温度传感器、氧传感器、压力传感器研发、生产和销售的公司。目前公司已形成了热敏电阻及温度传感器、氧传感器、压力传感器三大类产品线,包含上千种规格型号的产品,目前主要应用于家电、通信及工业控制领域,同时也逐渐在汽车、光伏、储能、医疗等领域扩大应用。公司已取得境内专利授权64项,其中包括发明专利13项、实用新型专利51项。在热敏电阻领域,公司具有突出的技术开发及规模化产业转化能力,参与了多项国家级科研项目。公司“微晶热敏陶瓷纳米粉体及其片式元件制备技术”获得中国电子协会科技进步一等奖。在温度传感器领域,NTC热敏电阻作为其中最为关键的元件,公司利用多年在NTC热敏电阻开发及产业化过程中积累的实践经验,开发出了高性能的温度传感器,产品主要技术指标与国外领先企业接近,已逐步进入国际品牌的供应链体系。在压力传感器领域,基于陶瓷材料方面的深入研究,公司获得了“一种陶瓷电容式压力传感器及制备方法”、“一种温度-压力一体式传感器”等核心技术专利,打破国外公司对该类型产品的技术壁垒;同时,公司获得工信部2019年度工业强基重点产品传感器“一条龙”应用计划示范企业,具有较强的技术研发实力。在氧传感器领域,经过近十年的开发,公司实现了氧传感器所用关键材料的国产化,取得了“一种高热导LTCC陶瓷基板”等发明专利,并承担了“面向国六排放标准的气体传感器研发”的深圳市科技计划项目。通过对核心技术进行攻关,于2019年入选了工信部第一批专精特新“小巨人”企业(共248家)、2021年入选了工信部第一批建议支持的国家级专精特新“小巨人”企业(全国共782家,为深圳市6家入选企业之一),于2021年被广东省科学技术厅认定为“广东省基于先进功能陶瓷材料的 智能传感器工程技术研究中心”的依托单位。凭借着长期积累的平台优势,优异的产品性能,安培龙主要产品已配套用于国内外知名品牌的终端产品,包括:比亚迪、上汽集团、长城汽车、东风汽车、万里扬、华为、美的集团、格力电器、海尔智家、东芝、三星、伊莱克斯等客户。安培龙近年业绩保持快速增长势头。公司2020年、2021年、2022年、2023年1-9月营业收入分别为4.18亿元、5.02亿元、6.26亿元、5.47亿元;归母净利润分别为0.60亿元、0.53亿元、0.89亿元、0.61亿元。助力战略性新兴产业发展近年来,中国汽车产业实现“弯道超车”,其中新能源汽车表现抢眼。产业的快速增长也带来众多上下游企业带来了发展新机遇。中国汽车产业的崛起,对于传感器行业而言是百年难遇的大机会,安培龙早早看到了这一机遇并布局。招股说明书资料显示,安培龙拟募集资金将主要用于投建安培龙智能传感器产业园项目。该募投项目建成后将实现年产1500万只压力传感器、年产非汽车综合用温度传感器10000万只、年产汽车用温度传感器500万只的产能,此外,还将进行智能传感器研发中心建设项目以及厂房办公室生活配套项目的建设。作为深圳最年轻的行政区之一,坪山承载着“深圳东部中心、深圳国家高新区核心园区、深圳未来产业试验区”的重担,并在全市“20+8”产业集群中承接“9+2”战略性新兴产业和未来产业集群发展,已初步形成“智能车、创新药、中国芯”为代表的三大主导产业,打造的新能源(汽车)和智能网联、生物医药、新一代信息技术三大主导产业均是当下乃至未来最具发展潜力的战新产业。登陆资本市场,安培龙也开启了新的发展阶段。谈及公司未来发展目标,邬若军表示,“短期来说,希望公司的压力传感器、温度传感器、氧传感器在汽车行业得到广泛的推广,成为国内汽车电子的领先品牌。长期而言,安培龙希望成为国际领先的智能传感器企业。”
  • 国内高端传感器亟需摆脱进口依赖
    传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。随着科技的发展,人类对各种测量的精度要求越来越高,要测量的数据也越来越多,于是各种各样的测量工具和传感器应运而生。  随着科技水平不断提高,传感器应用领域逐渐广泛,目前在汽车业、自动化工厂、物联网等方面都有应用。  80年代初中国进入测力传感器的研发和生产阶段,已经完全可以自主研发并生产了。由一开始的单点式称重传感器、S型拉压力传感器、轮辐式测力传感器、柱式称重传感器等到现在可以非标定制一些特别外形测力传感器。但无论是从传感器的精度还是寿命等来讲,都落后于欧美等国家,就连我们的邻国日本,他们测力传感器的技术起码也是领先我们15年左右。特别是最近几年,欧美一些老牌测力厂家研发出了一批微型压力传感器、小型称重传感器、小尺寸测力传感器等微型/小型/小尺寸/小体积/小量程的高精度测力传感器。这使得我国传感器在技术水平上进一步被抛在了后面。  据分析,我国传感器行业发展落后,国内传感器需求尤其是高端需求严重依赖进口,国产化缺口巨大,目前传感器进口占比80%,传感器芯片进口占比达90%.国产化需求迫切。  目前民营或合资企业的产品占据了中低端市场,传统技术和装备手段可以满足绝大多数产品的制造要求,市场发展状态良好。除个别厂家在个别品种方面将国外生产的芯片拿到国内封装出相关产品、占据市场较大份额外,其他高端产品均是国外厂商在垄断。  随着物联网等新兴产业的兴起,产业成为世界各国在高新技术发展中争夺的一个重要领域。近年来我国传感器产业快速增长,应用模式也日渐成熟。但由于产业档次偏低、技术创新能力较差,国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局。传感器技术发展滞后已掣肘国内战略性新兴产业的顺利推进。  国有企业发展处于平稳增长状态,总体上跟不上国外最新技术发展的步伐,除少数厂家外,总体差距有扩大的趋势。这是因为传感器技术发展快,工艺和制造设备更新快,许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元,多则数百万美元,绝大多数厂家靠自身积累很难购买新型设备,致使在许多新技术、新工艺方面无法跟上国外企业飞速发展的步伐。
  • 徐州“压力试验机偏载测试传感器”获国家专利
    近日,徐州市计量中心申报的“压力试验机偏载测试传感器”专利申请,经过国家知识产权局审查批准,授予实用新型专利权。  压力试验机偏载测试传感器能够测出压力机是否存在偏载,解决偏载测量难题。此项国家专利可准确掌握压力试验机的性能,使压力试验机检测混凝土、水泥等材料出具的数据更加准确可靠。  据悉,我国的建筑业、交通业飞速发展,对混凝土、水泥试验测量精度要求越来越高,其压力试验数据是指导生产、设计的主要依据。目前检测手段仅对试验力值总体进行测量,由于压力试验机在测量时存在偏载,影响试验测量结果准确性,直接影响高楼大厦、桥梁桥洞、河堤水坝等建筑物的质量,威胁人民群众的生命财产安全。
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