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热释电温度传感器

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热释电温度传感器相关的资讯

  • 双应变-温度传感器性能研究取得进展
    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。
  • 如何实现超短支温度传感器校准?
    应用背景温度数据的监测在制药行业里有相当重要的地位,不论是产品质量保障、节能降耗还是合规要求,再或者药品研发、生产、包装、运输、存储的各个环节,都与温度息息相关,而且对温度参数的准确可靠有较高要求。温度监测系统由温度传感器和显示设备组成,随着时间的推移,温度传感器会受到诸多因素的影响,例如震动,应力变化,化学腐蚀等,其性能参数也会产生变化,因此需要对其进行校准以确定其误差的大小,确保其在允许误差范围内工作。而新版GMP规范第五章第五节对校准也做了明确规定:对于生产和检验用的仪表要定期校准,保存校准记录,未经校准的仪表不得使用。AMETEK校准仪器具有40年的温度校准经验,深入了解用户需求,为制药行业用户设计了有综合性的专业解决方案:✔ 卫生型温度传感器✔ 超短支温度传感器✔ 无法拆卸狭小空间温度传感器✔ 超低温冰箱、冻干设备温度传感器✔ 湿热灭菌器温度传感器✔ 隧道灭菌温度传感器✔ 表面安装温度开关如何实现超短支温度传感器校准?解决方案:RTC-158B 干体-液槽两用温度校准仪配特殊专用套管✔ 干湿两用:干体炉-微型液槽均可使用,对于插入深度小于30mm的传感器可选择液槽。✔ 温场直径大:特殊设计的专用恒温块可匹配超短或异形传感器,即使是卡盘超短卫生型传感器也可使用 。✔ 性能: D LC 动态负载补偿 及外部参考控温,保证垂直温场均匀稳定,控温准确。✔ 快捷: 升降温速度远快于传统液槽,成倍提高工作效率。关于Ametek Jofra 干体炉Ametek校准仪器是全球主要的温度、压力及电信号校准仪生产厂商之一,AMETEK JOFRA生产和销售干体炉有三十多年历史,能提供快速精准的温度校准方案。AMETEK干体炉有5大系列共50多个型号,温度覆盖-100~1205℃,满足各个行业的温度校准需求。根据应用情况提供多样的解决方案,实现实验室及现场的快速精准温度校准。
  • 国内学者成功研发石墨烯温度流量一体化传感器
    p style="line-height: 1.75em "  国内科研人员成功研发基于石墨稀材料的大量程、高精度的流量、温度传感器,有望在热力系统进行规模应用。/pp style="line-height: 1.75em text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/3e7bf569-3c52-4b91-b4b2-dd53a82c552f.jpg" title="20160407151516449.jpg"/  /pp style="line-height: 1.75em text-align: center "清华大学 朱宏伟/pp style="line-height: 1.75em "  近日,清华大学朱宏伟教授团队和北京华大智宝电子系统有限公司合作开发出石墨烯温度流量一体化传感器件。他们针对热力系统检测用流量、温度传感器的应用需求,通过对石墨烯传感的作用与规律研究,突破石墨烯材料在热量表流量计应用的关键技术,开发热力系统检测用石墨烯流量、温度传感器件,解决了现有传感器表面结垢、功耗高等问题,形成了批量制备能力,有望在热力系统进行规模应用。/pp style="line-height: 1.75em "  该团队完成了石墨烯晶片形状、尺寸、表/界面状态对传感性能调制研究,通过基于石墨稀材料的传感工艺结构设计,开发了大量程、高精度的流量、温度传感器。流量传感器元件测量范围达到0.01~6m3/h,测量精度达到0.005m3/h 温度传感器元件测量范围达到0~100℃,测量精度达到0.02℃。/pp style="line-height: 1.75em "  在石墨烯流量、温度传感材料基础上,同时开展了两项拓展研究:1)提出了一种实现高灵敏柔性应变传感的新思路,通过石墨烯与超弹超薄高分子材料复合构建了一类基于柔性传感器原型器件,开发了面向可穿戴装备的传感器的制造方法和工艺,在应变、压阻、扭转、挥发性有机物、声波等几个典型传感应用上进行了探索,并可探测脉搏、语音等微弱生理信号,有望应用于移动医疗、可穿戴式设备等领域 2)研究了水在石墨烯层片孔中的扩散特性,开发了一种同位素标记法,揭示了水分子在石墨烯中的扩散系数比微孔滤膜中微米尺寸通道的扩散系数高4~5个数量级,证明了水分子可超快速传输,为基于石墨烯的传质特性研究奠定了基础,并在快速过滤与分离领域展现出广阔的应用前景。/pp style="line-height: 1.75em "  相关研发成果已发表SCI收录论文15篇,申请国家发明专利5项,获授权实用新型专利1项。所制备的六种传感器发表在ACSNano、Adv.Funct.Mater.、Small、NanoRes.、Appl.Phys.Lett.、Chem.Commun.等期刊上,并被学术媒体Nanowerk、Graphene-Info和MaterialsViewsWiley做为研究亮点报道,被评价为“…全新的传感机制、石墨烯的高性能应用…”,“石墨烯的机电效应结合其它特性…促进了在高灵敏传感中的应用,…这些传感器的潜在用途包括柔性显示、智能服装、电子皮肤、体外诊断等,在可穿戴健康检测类设备上有较大的应用空间”。/ppbr//p
  • 制药行业温度校准方案(一) | 安装于工艺设备卫生型温度传感器校准
    应用背景温度数据的监测在制药行业里有相当重要的地位,不论是产品质量保障、节能降耗还是合规要求,再或者药品研发-生产-包装-运输-存储的各个环节,都与温度息息相关,而且对温度参数的准确可靠有较高要求。温度监测大都由温度传感器和显示设备组成,随着时间的推移,温度传感器会受到诸多因素的影响,例如震动,盈利变化,化学腐蚀等,其性能参数也会产生变化,因此需要对其进行校准以确定其误差的大小,确保其在允许误差范围内工作。而新版GMP规范第五章第五节对校准也做了明确规定:对于生产和检验用的仪表要定期校准,保存校准记录,未经校准的仪表不得使用。AMETEK校准仪器具有40年的温度校准经验,深入了解用户需求,为制药行业用户设计了有综合性的专业解决方案:✔ 卫生型温度传感器✔ 超短支温度传感器✔ 无法拆卸狭小空间温度传感器✔ 超低温冰箱、冻干设备温度传感器✔ 湿热灭菌器温度传感器✔ 隧道灭菌温度传感器✔ 表面安装温度开关制药行业温度校准方案(一)安装于工艺设备卫生型温度传感器校准解决方案:RTC-156B 超级标准体炉配短支校准套件✔ 专业套件:定制套管保证与卫生型卡盘传感器充分热平衡,补偿热损失,外接参考传感器与被检传感器位置保持一致,精准控温。✔ 洁净 无液体介质,不易污染探头,尤其适用于对探头洁净度有严格标准的企业 。✔ 性能: 双区加热配合 DLC 动态负载补偿 ,保证垂直温场均匀稳定,不受被检传感器 插入深度影响 。✔ 便携 干体炉 便于携带至 现场 ,可以 进行 全回路校准,减少分离回路校准的附加误差 。✔ 安全: 无液体挥发,不会对操作人员健康产生危害,也不会污染实验室工作空间✔ 快捷: 升降温速度远快于 液槽,成倍提高 工作效率关于Ametek Jofra 干体炉Ametek校准仪器是全球主要的温度、压力及电信号校准仪生产厂商之一,干体炉的发明者,能提供快速精准的温度校准方案。AMETEK干体炉有5大系列共50多个型号,温度覆盖-100~1205℃,满足各个行业的温度校准需求。根据应用情况提供多样的解决方案,实现实验室及现场的快速精准温度校准。
  • 柔性温度传感器实现高温测量新突破
    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。
  • 应用案例 | 使用开路传感器系统研究温度和湿度对N2O吸收谱和浓度的影响
    近日,来自山东师范大学物理与电子科学学院的联合研究团队发表了一篇题为Effects of Temperature and Humidity on the Absorption Spectrum and Concentration of N2O Using an Open-Path Sensor System的研究论文。IntroductionSince China’ s proposal of the “carbon peak” and “carbon neutrality” goals, the government and society have attached great importance to the problems of air pollution and global warming. Nitrous oxide (N2O) is among the six greenhouse gases under the Kyoto Protocol. N2O content is relatively low compared to carbon dioxide (CO2), but its global warming potential is about 310 times that of CO2. In addition, it is destructive to ozone (O3). There are many reasons for the changes in N2O concentrations in the atmosphere, which are partly due to anthropogenic activities, such as the widespread use of fertilizers in agricultural activities. The concentrations of other gases in the atmosphere, as well as the wind speed and direction, are all correlated with changes in N2O concentrations. At the macro level, temperature and humidity are also factors affecting the absorption coefficient of N2O gas. However, relatively few studies have been conducted on the specific effects of temperature and humidity on N2O gas, and analysis has also been lacking on the influence of temperature and humidity on the absorption spectrum and the concentration of N2O. Moreover, some uncertainty and variability remain in the observations of the relationship between N2O gas concentrations and temperature and humidity. The reasons for these discrepancies may be regional differences, differences in observation methods, and imperfections in data, which are all important bases for measuring the N2O concentration in atmospheric, medical, combustion, and agricultural processes. Thus, further research and exploration, combined with additional field observations and modeling experiments, can uncover the mechanism of temperature and humidity on the N2O concentration. Consequently, providing a scientific basis for this concentration is essential for reducing N2O emissions, controlling climate change, and promoting sustainable development and environmental protection. 简介自中国提出“碳峰值”和“碳中和”目标以来,政府和社会对空气污染和全球变暖问题给予了极大关注。N2O是《京都议定书》下的六种温室气体之一。与二氧化碳(CO2)相比,N2O含量相对较低,但其全球变暖潜力约为CO2的310倍。此外,它对臭氧(O3)具有破坏性。大气中N2O浓度的变化有许多原因,部分原因是人类活动造成的,例如在农业活动中广泛使用化肥。大气中其他气体的浓度以及风速和风向都与N2O浓度的变化相关。在宏观水平上,温度和湿度也是影响N2O气体吸收系数的因素。然而,对温度和湿度对N2O气体具体影响的研究相对较少,对温度和湿度对N2O吸收谱和浓度的影响分析也不足。此外,在N2O气体浓度与温度和湿度之间的关系观察中仍存在一些不确定性和变异性。导致这些差异的原因可能是地区差异、观测方法差异以及数据的不完善,这些都是测量大气、医疗、燃烧和农业过程中N2O浓度的重要基础。因此,进一步的研究和探索,结合更多的现场观测和建模实验,可以揭示温度和湿度对N2O浓度的机制。因此,为减少N2O排放、控制气候变化,促进可持续发展和环境保护提供科学依据至关重要。Experimental DetailsSensor SetupBased on WMS technology and an open optical path, an open optical-path detection system for detecting N2O gas in the atmosphere was built. The schematic diagram is shown in Figure 1. The sensor system is composed of a light-source module, photoelectric Remote Sens. 2023, 15, 5390 4 of 11 detection module, and data processing module. The light-source module mainly consists of signal generation, a laser drive, QCL, and an indication light source. To effectively realize the tunable characteristics of laser emission wavelength, we designed the signal generator plate to generate a high-frequency sine wave signal with a frequency of 10 kHz to realize the modulation function and to generate a low-frequency sawtooth wave signal with a frequency of 10 Hz to realize the scanning function. The two signals are superimposed on the laser driver, controls the temperature and central emission wavelength of QCL and converts it into an injection current acting on the detection light source QCL so that the emission wavelength of QCL is in the tunable range of 2203.7–2204.1 cm&minus 1.实验细节传感器设置基于波长调制光谱学(WMS)技术和开路光学路径,建立了一种用于检测大气中N2O气体的开路光学路径检测系统。示意图如图1所示。该传感器系统由光源模块、光电检测模块和数据处理模块组成。光源模块主要包括信号生成、激光驱动、量子级联激光器(QCL)和指示光源。为了有效实现激光发射波长的可调特性,我们设计了信号生成器板,生成频率为10 kHz的高频正弦波信号以实现调制功能,并生成频率为10 Hz的低频锯齿波信号以实现扫描功能。这两个信号叠加在激光驱动器上,控制QCL的温度和中心发射波长,并将其转化为作用于检测光源QCL的注入电流,使QCL的发射波长处于2203.7–2204.1 cm-1的可调范围内。Figure 1. Schematic diagram of N2O open optical sensor system.项目使用的激光驱动器是宁波海尔欣光电科技有限公司的QC750-TouchTM量子级联激光屏显驱动器。&bull 集成电流及温控驱动,功能完备;&bull 温度控制驱动采用非PWM式的连续电流输出控制,大大延长TEC器件的使用寿命;&bull 多种输出安全保护机制,保护QCL使用安全:可调电流钳制、输出缓启动、过压欠压保护、超温保护、继电器短路输出保护;&bull 大电流软钳制功能,避免误操作大电流损坏激光管;&bull UI界面显示便于用户操作使用及数据观测;&bull 全自主研发,集成度高,性价比高。QC750-TouchTM, Ningbo HealthyPhoton Technology, Co., Ltd.Selection of N2O TransitionsTo achieve effective detection of N2O gas molecules, we need to select the absorption line intensity and the emission central wavelength of the laser. First, combined with the HITRAN-2016 database, the wave number range of 2000–2250 cm&minus 1 was selected to analyze the region of the absorption spectral line intensity of N2O, and then carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), and water (H2O) molecules were simulated and analyzed, as shown in Figure 2. Within this wave number range, the absorption spectra of CO2 were mainly distributed within the 2000–2081 cm&minus 1 range, and the absorption spectra of CO gas were distributed within the 2025–2200 cm&minus 1 wave number range. The absorption spectra of N2O gas were distributed before the 2020 cm&minus 1 wave number range. The absorption spectra of N2O gas molecules were mainly distributed in the 2200–2250 cm&minus 1 wave number range, and they were far from the absorption spectra of water vapor and other gases, reducing interference. At around 2203.7 cm&minus 1 , the absorption spectra of N2O gas were the strongest. Therefore, we set the position of the N2O absorption line to 2203.7333 cm&minus 1, which was used as the wave number of the QCL emission center. The corresponding spectral line intensity was 7.903 × 10&minus 19 (cm&minus 1 .mol&minus 1 ). The central current and temperature of QCL were set at 330 mA and 36.0 ◦ C, respectively.N2O跃迁的选择为了有效检测N2O气体分子,我们需要选择吸收线强度和激光的发射中心波长。首先,结合HITRAN-2016数据库,选择了2000–2250 cm&minus 1的波数范围,以分析N2O吸收光谱线强度的区域,然后对一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)分子进行了模拟和分析,如图2所示。在这个波数范围内,CO2的吸收光谱主要分布在2000–2081 cm&minus 1范围内,CO气体的吸收光谱分布在2025–2200 cm&minus 1波数范围内。H2O气体的吸收光谱分布在2020 cm&minus 1波数范围之前。N2O气体分子的吸收光谱主要分布在2200–2250 cm&minus 1波数范围内,远离水蒸气和其他气体的吸收光谱,减少了干扰。在2203.7 cm&minus 1左右,N2O气体的吸收光谱最强。因此,我们将N2O吸收线的位置设置为2203.7333 cm&minus 1,用作QCL发射中心的波数。相应的光谱线强度为7.903 × 10&minus 19(cm&minus 1mol&minus 1)。QCL的中心电流和温度分别设置为330 mA和36.0 ℃。Figure 2. The intensity distribution of absorption lines of N2O, CO, CO2, and H2O in the range of 2000–2250 cm&minus 1.ConclusionsIn this study, we investigated the effects of temperature and humidity on the concentration of N2O and its absorption spectra using an open-path sensor system. By combining theoretical analysis and field monitoring, we first conducted monitoring of N2O in a campus environment, analyzing the effects of temperature on its concentration and absorption spectra. We discovered that the concentration of N2O would increase correspondingly with the increase in temperature. The influence of humidity on N2O concentration was monitored under the condition that the ambient temperature of the laboratory remained unchanged. The concentration of N2O was negatively correlated with humidity. The 2f and 1f signals under different temperature and humidity levels were extracted for analysis. We found that the higher the temperature, the smaller the peak value of the 2f and the 1f signals, which accords with the trend of the Gaussian function changing with temperature. Under different humidity conditions, the lower the humidity, the larger the 2f signal peak the higher the humidity, the smaller the 2f signal. This study is of great significance for analyzing the relationship between N2O and environmental parameters such as temperature and humidity. We hope that our research findings can assist environmental agencies in formulating more effective environmental policies for different environments. In the future, we can use QCL to analyze the relationship between N2O and other environmental and gas parameters.结论在本研究中,我们利用开路传感器系统研究了温度和湿度对N2O浓度及其吸收光谱的影响。通过理论分析和现场监测相结合,我们首先在校园环境中进行了N2O监测,分析了温度对其浓度和吸收光谱的影响。我们发现随着温度升高,N2O浓度相应增加。在实验室环境中,保持环境温度不变的条件下监测了湿度对N2O浓度的影响。N2O浓度与湿度呈负相关。在不同温度和湿度水平下提取并分析了2f和1f信号。我们发现温度越高,2f和1f信号的峰值越小,这与高斯函数随温度变化的趋势相符。在不同湿度条件下,湿度越低,2f信号峰值越大;湿度越高,2f信号越小。这项研究对分析N2O与温度、湿度等环境参数之间的关系具有重要意义。我们希望我们的研究结果能够协助环境机构为不同环境制定更有效的环境政策。未来,我们可以利用QCL来分析N2O与其他环境和气体参数之间的关系。参考:Effects of Temperature and Humidity on the Absorption Spectrum and Concentration of N2O Using an Open-Path Sensor System, Remote Sens. 2023, 15, 5390.
  • 宁波材料所在柔性应变-温度双模态传感器研究方面取得进展
    人体活动所产生的包括应变和温度等生理信号是医疗健康、运动监测的重要数据来源,利用柔性可穿戴设备实现应变和温度的感知意义重大。柔性传感器是柔性可穿戴设备的核心部件,其发展趋势是集成化和多功能化。发展柔性应变-温度双模态传感器,实现应变和温度等信号的监测以及区分,同时兼具高的分辨率仍是一个难点。   Co基磁性非晶丝具有优异的软磁性能和巨磁阻抗效应(GMI),可以实现对磁场的高灵敏探测,是发展柔性多功能传感器的理想材料之一。前期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员李润伟、刘宜伟基于磁性非晶丝设计与发展了仿生触觉传感器与自供电弹性应变传感器,并在机器人假肢的触觉感知、运动捕捉的智能服装方面实现应用(Science Robotics. 2018, 3, eaat0429;Nano Energy, 2022, 92, 106754)。在此基础上,研究人员以磁性非晶丝为敏感材料,通过设计具有管状异质结构的双模态传感器实现了单一传感器对应变和温度的灵敏监测和实时区分。   该传感器具有独立的应变和温度感知机制。一方面,结合磁弹性体的磁弹效性和Co基非晶丝的巨磁阻抗效应可以实现应变灵敏探测;另一方面,用于阻抗输出的热电偶线圈具有显著的塞贝克效应,可以同时实现温度的检测。基于独立的感应机制,温度和应变信号之间不存在相互耦合,后续通过信号读取电路可实现温度和应变信号的实时区分和输出。   该研究中双模态传感器的应变-磁转换单元中具有磁弹效应的磁弹性体提供随应变而变化的磁场,通过内置的Co基磁性非晶丝,能够灵敏感知微小变化的磁场,从而输出变化的阻抗,实现应变的感知。此外,该工作设计了具有双功能的Cu-CuNi热电偶线圈,不仅可以实现阻抗的输出,而且本身具有的塞贝克效应可以实现对温度的感知。   进一步地,通过调控应变-磁转换单元的不同区域的相对模量,即磁弹性管和非磁性弹性管的相对模量,可以控制磁场变化快慢,从而能够实现应变灵敏度的可调。该传感器可实现0.05%的应变和0.1℃的低探测极限,5.29和54.9μV/℃的较高应变和温度感知灵敏度。   此外,该研究也从模拟和实验上对该双模传感器的应变-温度信号输出的耦合和相互干扰进行了验证。研究人员分别测试了双模传感器在不同应变下的温度输出信号和不同温度下的应变输出信号,发现该传感器具有的管状异质结构能够有效避免应变对温度的干扰,且磁性非晶丝和磁粉的磁性能在低于居里温度下具有良好的温度稳定性,可以确保温度对应变感知几乎没有影响。   该研究将所设计的管状线型双模传感器与织物集成,可以同时用于人体微小应变的探测,比如呼吸和吞咽等检测,也可用于膝盖弯曲等较大应变的探测,同时能实现体温或环境温度的实时监测,在健康监测、智慧医疗以及人机交互领域具有良好的应用前景。   相关成果近期以Dual mode strain-temperature sensor with high stimuli discriminability and resolution for smart wearables为题在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金重大仪器研制项目、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金委中德交流项目、中科院国际合作重点项目、浙江省自然科学基金等项目的支持。图1(a)双模传感器的感应机制,(b)具有管状异质结构的双模传感器传感器制备流程,(c)应变-磁转换单元中磁弹性管的微观形貌,(d-i)具有磁弹效应的磁弹性管不同磁化方向磁化具有不同的磁性能,(j-m)双模传感器外观和柔性展示图2 双模传感器的应变感知性能
  • 国产量子计算超低温温度传感器研制成功
    量子芯片运行对温度环境要求极为苛刻,如何实时监测温度变化,了解制冷机运行状态?近日,记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉,国产量子计算超低温温度传感器研制成功,并已投入国产量子计算机中使用。安徽省量子计算工程研究中心相关研发团队负责人张俊峰向记者介绍:“随着稀释制冷机技术的发展,国内外稀释制冷机技术越来越成熟,与之相配套的温度测量需求也不断加大。为了保证量子芯片在合适的温区运行,需要实时监测量子芯片运行的温度环境,这款传感器就像是‘量子芯片温度计’,可实时监测温度变化。”该超低温温度传感器由合肥本源量子完全自主研发,支持实时温度监测,具备较高测量精度等优势。该产品通用性很广,可以非常方便地安装到稀释制冷机上,目前已投入国产量子计算机中使用。张俊峰表示,量子芯片是量子计算机的核心器件,实时监测量子芯片运行的温度环境能够对整个量子计算机系统起到关键性作用。该国产超低温温度传感器的成功研制,使我国在极低温领域的温度测量精度达到国际先进水平,向着量子计算机完全自主可控迈出了重要一步。
  • 福禄克携5款温度、压力、电学计量校准产品亮相世界传感器大会
    仪器信息网讯 8月23日,为期三天的2022世界传感器大会在郑州国际会展中心完美落幕,此次传感器大会由中华人民共和国工业和信息化部、中国科学技术协会与河南省人民政府主办,郑州市人民政府、河南省工业和信息化厅、河南省科学技术协会、中国仪器仪表学会承办。福禄克(FLUKE)展位本次世界传感器大会,众多知名传感器公司携新品和主推产品参展,同时也吸引了多家仪器企业参加,福禄克(FLUKE)公司也携一系列计量校准产品亮相。据了解,福禄克早在2000年就收购了Wavetek Wandell Goltermann的精密测量部门,从而稳固了其在电气校准市场内已经获得的地位。近几年,福禄克公司又先后收购了以温度计量和校准著称的 HART公司,以及以压力计量和校准而著称的DHI公司,从而使福禄克公司的计量和校准技术和产品覆盖了电学、温度以及压力,成为全面提供计量和校准产品的仪器仪表公司。1586A高精度多路测温仪(下)和外置接线模块(上)1586A高精度多路测温仪可以扫描测量并记录直至40通道的直流电压和电流,电阻,扫描速度可达每秒10个通道。1586A可以配置为多通道的记录仪在现场使用,也可以配置为参考温度计连接方式用于实验室的温度传感器校准。1586A高精度多路测温仪可满足制药,生物,食品,航空航天以及汽车行业的大量的温度分布,传感器校准,温度测量的应用。2271A工业压力校准器这款仪器兼容两个不同精度级别的模块。PM200模块为大部分量程提供 0.02% FS。PM500模块提供0.01%的读数不确定度,确保2271A可用于测试或校准更高精度的变送器和数字仪表。2271A的压力量程达到-100 kPa至20MPa(-15 psi至3000psi),满足较宽范围的压力计和传感器需求。仪器内置支持HART功能的电学测量模块(EMM),因此能够对4-20 mA设备(例如,智能变送器、压力计和开关)进行闭环、全自动校准。此外,该仪器顶部的双测试端口可安装两台被测设备(DUT),提升工作效率。9173高精度干式计量炉干井炉是早期最传统的现场热源。而福禄克最早开发的干式计量炉,其不确定度要远远小于干井炉的不确定度。不确定度越低,客户就越有能力校准准确度更高的传感器。干式计量炉提供了接近恒温槽的性能,但是却不需要昂贵的恒温槽液体。干式计量炉达到预定温度点并且稳定的时间比恒温槽快5到10倍,这样即可节省技术人员的工作时间,提高检定速度。干式计量炉的便携性使其能够到现场进行校准的工作,从而解决了恒温槽在运输上的困难。而此次参展的福禄克9173高精度干式计量炉采用了双段控温技术。传统的炉子在轴向(垂直方向)的温度场很难做到均匀,越接近炉口温度变化就越大。所谓双段控温就是在垂直方向上使用上下两层双路控温的方式,这种新型的模拟和数字控制技术提供了高达±0.005 C的稳定性。而且利用两段控温技术,轴向(垂直方向)的均匀性在60 mm区域内可达到±0.02 ℃。7109A便携式恒温槽在制药、生物科技和食品生产等行业,过程制造工厂大量使用卫生型温度传感器,这些传感器需要定期校准,在校准时必须停止生产。因此,校准效率越高意味着工厂停工时间越短。此外,在有些生产过程中,0.1摄氏度的误差就会造成严重成本损失,温度准确度对于保证质量至关重要。而本次展出的这款7109A便携式校准恒温槽与市面上许多恒温槽相比,系统准确度提高了两倍,能在更短的时间内校准更多的卫生型传感器,工作效率提高四倍。用户可以将4支卡箍式卫生型传感器同时置于恒温槽中进行校准,温度显示准确度达±0.1°C。对于小法兰或没有法兰的卫生型热电阻,校准效率甚至更高。7109A恒温槽覆盖温度范围可达-25°C至140°C,内置测温仪直接用于连接外部参考探头以及被校温度探头。8588A八位半数字多用表8588A是一款八位半数字化标准多用表,专门为校准实验室量身打造,拥有直观的用户界面和彩色屏幕和超过12项的测量功能,包括新增的数字化电压、数字化电流、电容、射频(RF)功率,以及用于交/直流电流的外部分流器,帮助用户将实验室级别的系统测试成本统一整合到单台测量仪器中。8588A拥有1年期直流电压准确度(2.7μV/V@95%置信区间,或3.5μV/V@99%置信区间)和最佳的24小时稳定度(0.5 μV/V@95%置信区间,或0.65 μV/V @99%置信区间),使其能够傲视市场上其他标准数字多用表。8588A还能够在短短1秒内产生稳定的八位半读数,进一步提高速度覆盖范围。
  • 高端传感器处于高增长“临界点”
    国内企业目前在成熟的国内企业目前在成熟的传感器传感器产品上已经占据了成本和技术优势,在高端的产品领域(光电传感器、红外传感器、速度传感器、加速传感器、GIS传感器等)国内企业已经突破了技术门槛,处于推广前期,一旦成功突破市场,将迎来又一次高速增长。产品上已经占据了成本和技术优势,在高端的产品领域(光电传感器、红外传感器、速度传感器、加速传感器、GIS传感器等)国内企业已经突破了技术门槛,处于推广前期,一旦成功突破市场,将迎来又一次高速增长。传感器由于具有较高的专业性,除国际一线厂商霍尼韦尔,博世,意法半导体,MEAS等公司具有较为全面的传感器品类,其余公司基本集中于某一细分领域,例如ABB的主要传感器产品适用于电力行业,飞思卡尔产品则是在汽车电子和消费电子领域,Vishay集中于工业称重领域。国内公司中情况也是如此,汉威电子的产品主要为气体传感器,孝感华工高理的产品主要为温度传感器。   气体传感器方面,2011年中国市场容量在1100万只左右,汉威电子作为国内气体传感器的龙头,销售了650万只,国内市场占有率60%左右,公司坚持“聚焦专业细分市场”的发展战略,通过多年努力,已经掌握半导体类传感器、催化燃烧类气体传感器、电化学类传感器、红外光学类气体传感器的生产技术并批量化生产,是目前国内唯一能生产以上四大类气体传感器的企业,气体传感器技术方面保持国内领先。其产品和解决方案已获得市场的广泛认可,主要用于检测、监控可燃性气体、有毒有害气体和特种气体。公司表示将深耕气体传感器市场,并大力培养和拓展燃气监控领域的市场,预计未来三年传感器在燃气领域的市场将有每年15%以上的复合增长率。由于气体传感器占整个传感器市场的比重不足3%,发展空间相对有限,公司不满足于仅在气体传感器领域拓展,转而开拓温度等传感器市场。公司近年研发生产热释电传感器,2011年销量就已经达到300 多万支,贡献收入约500 万元,如业务拓展较为顺利,预计未来几年均能实现100%以上的增长。  温度传感器方面,华工新高理则是国内最大的厂商,目前其温度传感器的产能在7亿只以上,在家用空调传感器领域国内市场占有率预计 70%,公司建有教育部敏感陶瓷工程研究中心等国家级科研机构,公司产品具有国际竞争力,LG、三星、美的、格力等国内外知名企业均为公司的核心客户,由于变频空调等产品对传感器的需求是传统产品的2-3倍,预计未来传感器在家电市场仍将保持10%-20%稳定的增长。公司通过近年来的技术研发向高端市场拓展,积极进入车用传感器市场,由于汽车温度传感器价格在6元左右,远高于家电传感器产品,如果公司产品能通过中高端品牌汽车厂商认证,并形成批量出货,其盈利前景将非常可观。  高端传感器领域里,我国正处于技术门槛已经突破,市场门槛即将突破的阶段,部分公司在光电传感器、红外传感器、速度传感器、加速传感器、GIS传感器等领域取得一定的突破,例如苏州固锝的加速传感器、中航电测的热敏传感器,但尚未形成规模,在国家政策的支持和推动下,我国的传感器行业将获得高速成长。
  • 四方光电扬尘传感器荣获中国传感器与物联网产业联盟应用创新奖
    p  中国传感器与物联网产业联盟组织的首届“SIA感知领航优秀项目征集”活动评选结果本周出炉,四方光电激光扬尘传感器PM3006,通过采用独特的激光散射测量技术,实现了室外扬尘在线监测、大气网格化监测、室外公共场所等户外极端工况下空气品质中PM2.5、PM10和TSP多参数的同时准确测量,并在国内外多个项目中得以成熟应用,经过专家组的评选,最终荣获“应用创新优秀项目奖”。/pp  我国室外扬尘及网格化监测领域,早期多采用称重法和β射线吸收法的监测仪,该设备无法实现在线实时监测,投入费用昂贵且后期维护成本高,无法大批量得到应用。而民用净化器中大量应用的激光粉尘传感器,又因为存在无法满足室外-30~70℃全天候的温度环境,及无法满足建设工地等实际使用场景经常喷洒降霾的水雾影响或者下雨潮湿的高湿环境要求而难以得到使用。在户外环境下使用民用空气净化器上的传感器,室外的高温和低温都容易使传感器损坏,水雾也经常被误判为雾霾而造成爆表。同时与国家大气环境监测网提供的PM2.5/PM10/TSP的多项数据对比,民用激光粉尘传感器由于激光功率小、采样流量小,导致PM10计数率很少,因此PM10的分辨率很低,很多厂家只能根据PM2.5的数值按照比例计算出PM10和TSP,这样的监测数据存在严重失真。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/c279e9b9-a525-43ca-82b0-f5bb97aa49c7.jpg" title="图1.png" alt="图1.png"//pp  通过对激光散射探测技术(LSD)近10年的技术积累和对应用市场客户真实需求的把握,四方光电研制出了扬尘传感器-PM3006,其采用宽温型大功率线型激光光源、API粉尘自动识别技术、先进的流道设计实现抗污染、大流量车规级采样装置、高湿度环境的水雾去除装置等,开创新的低成本实现了对室外扬尘的准确测量,PM2.5和PM10的实时监测数值与β射线吸收法监测设备,准确测量的相关性可以达到0.9以上。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/e1766e01-f47b-4bc6-a759-1aa4ccc14219.jpg" title="图2..jpg" alt="图2..jpg"//pp  扬尘传感器PM3006得以成功量产并批量应用积累的经验,为进一步满足用户差异化的使用需求,四方光电进一步开发出了可以搭配气泵使用的扬尘传感器PM3003S,及完全不受流量变化而影响测量精度的扬尘传感器PM3006S-P。br//pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/4b7c34ab-586e-4207-bf4f-c1c59ad862b1.jpg" title="图4 (2).jpg" alt="图4 (2).jpg"//pp /pp  为了更好的满足客户设计及计量的需求,四方光电在核心传感器的基础上开发出了在线扬尘监测模组,方便客户更容易及更快速的实现监测系统的设计,大大缩短开发周期。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/3d17b26d-18cb-40e4-9c30-8e13cb82cb7b.jpg" title="图5.jpg" alt="图5.jpg"//pp  自2003年创立至今,四方光电始终坚持核心技术创新之路,除光散射探测(LSD)之外,公司还掌握了非分光红外(NDIR)、超声波(Ultrasonic)、紫外差分吸收光谱(UV-DOAS)、热导(TCD)、激光拉曼(LRD)等核心气体传感技术,形成了气体传感器、气体分析仪器两大类产业生态,产品广泛应用于国内外的空气质量监测(室内、室外、汽车)、固定和移动污染源监测、工业过程节能减排监测、健康医疗和智慧计量等领域。/p
  • 常见的温湿度传感器有哪些?
    过去的温湿度传感器都比较简单,而随着技术的成熟,科技的进步,如今温湿度传感器发展也是越来越好。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,所以温湿度一体的传感器就会相应产生。 温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。 市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。结合目前市场上的传感器类型,即使是温湿度传感器,这一类型的传感器,还会分为很多种类,有很多的类型。当然它们的应用领域也是千差万别的。下面具体来看下湿度传感器的种类都有哪些?温湿度传感器按监测方法分有接触式和非接触式两种接触式: 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内,温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差,常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。非接触式: 它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。温湿度传感器也分分体式和一体式两种,上面介绍了一体式,下面介绍分体式。分体式又温度传感器和湿度传感器组成。温度传感器通过感温元件来分类可以大致分成铂热电阻温度传感器、热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器三大类。1:铂热电阻温度传感器铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的,按0℃时的电阻值R(℃)的大小分为10欧姆(分度号为Pt10)和100欧姆(分度号为Pt100)等,测温范围均为-200~850℃。利用PT100铂热电阻作为感温元件的型号有铠装式、装配式、插座式、端面热电阻。主要应用了需要温度误差小的行业或者是精密仪器仪表。2:热电偶温度传感器热电偶是温度测量中常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境,而且结实、价低,无需供电,也是便宜的。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成,当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差。通过电势的变化来得出相应的温度变化。热电偶是简单和通用的温度传感器,但热电偶并不适合高精度的的测量和应用。3:热敏电阻由金属氧化物陶瓷组成,是低成本、灵敏度高的温度传感器。热敏电阻是用半导体材料, 大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变,因此它是灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。热敏电阻在两条线上测量的是温度, 有较好的精度,但它比热偶贵, 可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ,每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的 0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的,但必须注意防止自热误差。湿度传感器的湿敏元件分为电阻式和电容式 两种。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法),静态法(饱和盐法、硫酸法),露点法,干湿球法和形形色色的电子式传感器法。
  • 仪电科仪旗下雷磁传感器公司研发出REX系列高端电极
    上海仪电科学仪器股份有限公司旗下上海雷磁传感器科技有限公司研发成功具有国际先进水平的REX系列高端电极,预计下半年可上市。这种传感器主要用于先进的电化学实验室仪器和环保科学仪器。 雷磁传感器科技公司历时三年时间进行精心策划和设计研发,倾力打造中国电化学传感器高端品牌,终于在今年七一前夕研发成功REX系列高端电极。据了解,该系列高端电极目前在国内属首创,领先国内同行业,在试用期间受到了客户的关注和青睐。REX系列高端电极可与国外公司先进的同类产品相媲美,但在性价比上更具有竞争力,也给客户带来不少的经济实惠。 雷磁传感器科技公司最近表示,正式上市后,他们可以在最短的时间向客户供应订购的REX系列高端电极,为客户提供快速的服务体验及专用解决方案,满足客户的严格需求。图为仪电科仪公司一批3C实验室pH计将出厂供应欧盟市场
  • 恒美科技|全自动馏程测定仪采用高精度温度传感器
    全自动馏程测定仪是一种用于测定液体样品馏程的专用仪器。馏程是指液体样品在不同温度下蒸发后残留物含量的变化情况,是衡量液体样品挥发性和蒸馏性能的重要指标之一。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C547621.htm 首先,全自动馏程测定仪能够快速准确地测定液体样品的馏程。传统的馏程测定方法需要依靠人工操作,不仅耗时而且容易受到人为因素的影响。而全自动馏程测定仪采用先进的传感器和测量系统,能够自动测量液体样品的馏程,提高了测量效率和准确性。 其次,全自动馏程测定仪具有自动化和智能化的特点。它可以实现自动样品准备、测量和分析等功能,避免了人为操作的误差和干扰。同时,全自动馏程测定仪还具有数据处理和分析功能,可以将测量数据转化为可视化的图表和报告,方便用户进行数据分析和处理。 最后,全自动馏程测定仪还可以为石油化工、医药、食品等领域的企业提供技术支持。通过测量液体样品的馏程,可以帮助企业了解产品的性质和特点,为产品的生产和加工提供重要的参考依据。 总之,全自动馏程测定仪对于液体样品的馏程测量和质量保障具有重要意义。它能够提高测量效率和准确性,实现自动化和智能化测量,为相关领域的企业提供技术支持。
  • 上海测振自主研发成功水下600米电涡流传感器
    近日,由上海测振自主研发的YDYT9800一体化电涡流传感器成功试用负600米深海作业。YDYT9800一体化电涡流传感器电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力测量金属导体距探头表面的距离,它是一种非接触线性化计量工具,被广泛应用在机械、航空、汽车、电力、石油、化工、冶金等行业。其中,深海作业对电涡流传感器的壳体、探头、接头、电缆等都有非常高的品质要求。电涡流传感器在深海作业过程中,因所处环境较为恶劣,极有可能出现个类故障,造成经济损失甚至重大事故。上海测振的技术研发团队经多次试验,最终攻克超高水压密封、高腐蚀环境、复杂电磁干扰等难题,通过微型封装技术把前置器内置探头内部,完成探头与前置器融为一体化方案,可满足深海领域的使用环境要求。作为深海领域传感器的代表作,YDYT9800一体化电涡流传感器采用耐腐蚀、耐水解的壳体、探头、接头、电缆等,防水及密封性能强,可在恶劣环境下长期稳定工作,此外,还具有安装使用方便、非接触测量等优势,是一种高性能、低成本的新型电涡流位移传感器,可对厚度、速度、位移、转速、应力、表面温度、材料损伤等进行持续不间断的测量。当前传感器国产化需求加重,国内传感器正在趋向技术化、创新化、自主研发化路线发展。YDYT9800一体化电涡流传感器的成功研发,正表明了我国传感器技术在不断突破,同时也将助推我国深海工业领域的不断发展。关于上海测振:上海测振自动化仪器有限公司(简称“上海测振”)成立于2006年,专业从事研发和生产振动传感器、位移传感器、转速传感器以及工业监控保护仪器,具有自营进出口贸易权。主要经营的产品有电涡流位移传感器,振动传感器,转速传感器及其配套仪器仪表四大类,包括四十多个不同型号,其中YD9200A、CZ9300、YDYT9800、YD260、YD280为国内首次推出。产品覆盖军工、重工、科研、教育等各个领域,与中国航空工业集团、沈阳黎明航天发动机集团、大连华锐重工集团等知名企业建立了良好的合作关系。
  • 四方光电NDIR二氧化碳传感器,拥抱全民新风时代!
    近日,由于上海某隔离酒店使用了回风+新风混合进行空气调节,全建筑通风系统仅一个通风道,导致病毒通过空气循环在公共空间内传播,多人交叉感染,引发大家关注。疫情当下,新风系统的运行状态不容忽视,从公共建筑,到家居环境,四方光电用传感守护,让您的一呼一吸更加舒适、健康、智能!室内空气品质大多数人超过90%的时间在室内度过,室内空气品质与人类健康的相关性日益明显。场所内人员的活动造成CO2浓度持续升高,高浓度二氧化碳对人体造成的危害不容小觑。节能降碳 绿色发展在“碳达峰”和“碳中和”背景下,绿色建筑概念深入人心。新风系统运行时,如何在引入新鲜空气的同时确保建筑物提高能源效率,成为产业密切关注的问题。GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》第5.3.8条明确规定,应根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量。JGJ/T440-2018《住宅新风系统技术标准》规定,新风系统宜对室内外的CO2、PM2.5浓度实施监测,并宜根据CO2浓度进行新风量的控制。实时监测建筑内CO2浓度,可以使新风系统调节室内空气质量时提高能效,降低运维成本,营造智能、高效的室内环境。室内环境要求从体感舒适到呼吸舒适,新风空调应运而生,二氧化碳传感器在新风空调中也得到广泛的应用。四方光电红外二氧化碳传感器,您的侦“碳”先锋已上线!四方光电是国内较早从事红外气体传感器产业化的企业之一,公司的非分光红外气体传感器于2004年通过湖北省科技厅的科学技术成果鉴定,总体上已达到先进技术水平,在低成本、长寿命、微型化、低功耗、快速响应、高可靠性等诸多方面取得重大突破,其核心关键部件均为自主研发生产,质量保障,成本可控。四方光电二氧化碳传感器采用自主知识产权的NDIR技术,满足RESET TM Air认证要求,寿命长达15年以上,全温度量程范围内保证精度,抗振动性能好,可广泛应用于新风系统、新风空调、新风控制器、二氧化碳变送器、空气质量检测仪等领域。四方光电NDIR CO2传感器满足±(30ppm+3%读数)精度要求
  • 灵动佳芯发布非接触式红外体温传感器
    随着全球气候变暖,带动各行各业对温度的讨论和关注;人们对健康越来越重视;医疗领域中先进仪器设备的持续引入,温度传感器技术不断升级,不仅在精度、响应速度等方面得到了提高,还出现了更多的类型和功能。近期,苏州灵动佳芯推出一款非接触式红外体温传感器芯片ZT9799,采用量子阱红外光电探测技术,快速探测红外波段的光信号,完成红外波段光信号探测,转换为电信号并通过芯片内部的温度计算单元实现实时温度值计算,精度可以达到±0.1℃以内。产品特点1) 尺寸小,LGA封装 6PIN,仅为1.9mm x 2.3mm x 0.68mm;2) 功耗低:休眠模式在0.76μA,低功耗模式2.56μA@2HZ,高信噪比模式19.71μA;3) 响应速度快:最快可以20ms计算温度值@50HZ;4) 测量精度高:实验室测试校准后测试精度在0.1℃内(高精黑体精度达0.007℃);5) 接口简单:通过I2C接口读取计算后的温度值(±0.1℃),对于功耗要求高的场景,可以通过预设温度值,INT方式唤醒MCU读取温度值。应用场景高精度非接触式人体温度测量(医疗级别)家电产品温度检测应用可穿戴产品温度监控IOT、工业、仓储领域温度监控应用案例| 基于ZT9799温度传感器的耳温枪设计灵动佳芯用ZT9799组装了一个耳温枪DEMO,并进行了包括精度测试,热冲击测试以及真人测试等在内的各种场景测试。耳温枪精度测试灵动佳芯基于上述结构设计考虑,组装成耳温枪DEMO实际测试看测温效果,从实际测试情况来看,在35℃~42℃范围内测量精度在±0.1℃内,在这个温度之外测量精度控制在±0.3℃以内。耳温枪热冲击测试在抗热冲测试具有比较好的表现,能够满足医学红外耳温计标准要求。行业标准要求在60s内达到精度0.2℃,但灵动ZT9799可以在40s内达到精度0.1℃,测试速度及精度远高业内标准。耳温枪真人实际测试数据对比国外知名耳温枪做了对比测试,从测试结果上看,灵动佳芯温感测试温度与国外耳温枪测试结果数据一致,在国内自研自产以及性价比上更具优势!| TWS耳机温度传感器灵动佳芯针对TWS耳机增加温度传感器并进行测试。用高精度黑体作为被测物体,测试温度从35℃到42℃,测试数据显示,灵动ZT9799能保证测量精度在0.1℃范围内,达到医疗级别。| 智能手表温度传感器智能手表越来越普及,在可穿戴产品中,智能手表的佩戴时间相对比较长时间,增加温度传感器来检测人体温度是比较不错的产品类别。灵动佳芯推出的非接触式光学温度传感器,完美的解决了传统接触式温度传感器对测温时长及测温环境的限制,在智能手表上设计相对简单(温感芯片ZT9799 FPC软板固定在手表内壳上,在手表后壳上用硅平片作为光窗),对佩戴要求没那么严格,只要能保证红外温度传感器能对准手腕皮肤就可以实现精准体温测温。灵动佳芯简介苏州灵动佳芯有限公司总部位于江苏省苏州市高新区。以压电陶瓷/化合物有机压电材料开发,芯片设计,算法开发为核心,集材料研发、芯片设计、技术服务、生产于一体,与中科院达成长期技术合作。公司产品包括各类压电传感器,光学传感器整体解决方案。服务于机器人,智能穿戴,消费电子,车载,医疗等相关领域,致力于成为智能传感器解决方案领导者。
  • 四方光电激光扬尘传感器助力打赢蓝天保卫战
    p  根据“两会”期间公布的2020年政府工作报告,今年要实现单位国内生产总值能耗和主要污染物排放量继续下降 深化重点地区大气污染治理攻坚 要打好蓝天、碧水、净土保卫战,实现污染防治攻坚战阶段性目标。br//pp  2020年是打赢蓝天保卫战、“十三五”规划的全面收官之年,我国大气污染治理进入攻坚“深水期”,剩下的都是难啃的“硬骨头”。作为一直以来的重点和难点,扬尘污染治理已然成为大气污染防治目标完成与否的关键点之一。/pp  扬尘治理,需对症下药 而把脉问诊,监测为先。高性能的扬尘传感器对实现扬尘全面监测、精准治理、降低成本等多方面的重要性不言而喻。/pp  span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong扬尘传感器的需求及应用现状/strong/span/pp  行业发展初期,扬尘监测设备多基于β射线吸收法,然而受仪器体积较大、成本高昂等因素掣肘,量大面广的需求无法得到真正满足。/pp  基于光散射原理的粉尘传感器,在民用室内检测应用中,经历了从采用LED光源和扩散式采样,用于粉尘浓度变化的趋势检测,到升级为激光光源和风扇采样,可以精确检测PM2.5数值的创新发展过程。然而针对室外扬尘监测还需要PM10和TSP的精准监测要求,则无法得到满足。/pp  因此,能够同时准确测量PM2.5/PM10/TSP、体积小、购买和维护成本低成为了扬尘监测设备配套传感器面临的主要挑战。/pp  span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong室外扬尘颗粒物监测的技术难点/strong/span/pp  ① 与β射线原理的设备保持较高的线性相关性/pp  国站监测设备采用的是β射线原理,其他的扬尘监测站的监测数据必须要与其保持高度一致性,但由于原理上的差异,要做到这一点,传感器需要采用更高性能的器件,有效提升颗粒物识别的能力。/pp  ② 满足室外-30℃~70℃的工作温度要求/pp  温度对传感器激光管的影响非常大,然而室外温度范围更宽,夏天在太阳下暴晒,温度可能会到达70℃ 冬天北方严寒地区最低温度可能达到零下30℃。这就要求传感器在此温度下不仅能够正常工作,还要确保检测的准确性。/pp  ③检测精度不受水雾影响/pp  由于室外环境经常会遇到凝霜与露水的情况,这些水汽进入到传感器后会严重影响到传感器的测量值,甚至会造成传感器永久损坏。/pp  ④长期使用,精度不受积灰影响/pp  扬尘传感器工作在室外,大颗粒的灰尘经过传感器采样风道内会受到重力影响附着在传感器内部,长期使用,会使得灰尘在传感器内部大量堆积,影响到测量准确性。/pp  span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong四方光电激光扬尘传感器的技术特点/strong/span/pp  四方光电基于创新的光散射技术研究,陆续推出红外粉尘传感器、激光粉尘传感器等系列传感器产品,广泛应用于室内、室外及车内检测等领域。/pp  在此基础上,四方光电针对扬尘传感器的应用场景,以及不同地方标准需求,推动技术革新升级,成功研发扬尘颗粒物传感器PM3003S及 PM3006。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/578caa97-49a6-4d7e-9c5f-e5fc398bc203.jpg" title="222_副本.jpg" alt="222_副本.jpg"//pp style="text-align: center "图1:PM3006S(左)及 PM3006(右)激光扬尘传感器/pp  strong1、 扬尘颗粒物智能识别技术(API技术)/strong/pp  PM3003S,PM3006采用了独特的API(Auto Particle Identification,自动颗粒识别)技术,在多种尘源下进行标定,根据检测到的颗粒物分布进行自动判断,确保PM2.5、PM10和TSP的检测精度。/pp style="text-align: center"img style="width: 580px height: 393px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/bb9423a3-a58f-4a20-924e-5ae69424f42a.jpg" title="11.jpg" width="580" height="393" border="0" vspace="0" alt="11.jpg"//pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8ddb10c0-114d-496b-bd0c-6b33eaad613f.jpg" title="22.jpg"//pp  strong2、 高温、恒功率、线型激光管/strong/pp  PM3003S、 PM3006激光扬尘传感器采用了工作温度在-30~70℃的恒功率、线型光源,其光功率高达100mW,相比点光源高出20倍以上,原始信号更强,大大提升了颗粒物的识别效率。同时对光源采用了恒功率控制,保证原始信号的稳定输出,确保测量的稳定性。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e6860d1a-bc80-4215-b684-13ef739fa43c.jpg" title="33_副本.jpg" alt="33_副本.jpg"//pp style="text-align: center "图2:室外扬尘传感器与民用粉尘传感器光源差别,左:高功率线型光源,右:低功率点光源/pp  strong3、 自带除水雾装置,不受水汽影响。/strong/pp  四方光电研制的PM3003S、 PM3006激光扬尘传感器前端配套了除湿装置,防止室外环境中细小的水珠进入检测气室,消除水汽对扬尘传感器的精度影响。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/0c10a2cf-ddd2-450c-bf4b-330c21a12571.jpg" title="44_副本.jpg" alt="44_副本.jpg"//pp  strong4、 创新结构设计,长效防积灰。/strong/pp  PM3003S、 PM3006激光扬尘传感器通过流体力学仿真对采样风道进行了长效防积灰结构设计,经过实际验证,可以减少室外环境对传感器检测精确度的影响,降低后期维护成本。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/efa66063-7146-489b-88b2-af426b89892a.jpg" title="66.jpg" alt="66.jpg"//pp  我国室外扬尘网格化监测经历了早期的β射线吸收法,到采用民用净化器大量应用的激光粉尘传感器的过程。在使用过程中发现,民用的激光粉尘传感器不仅不能满足-30~70℃室外环境温度的全天候使用要求,同时还必须面对监测场所,特别是建设工地经常喷洒降霾的水雾影响,或者下雨潮湿的气候环境等。这种环境下,水雾经常被判断为严重雾霾造成爆表。同时网格化室外粉尘监控希望得到局部的可以与国家大气环境监测网数据具备的PM2.5/PM10/TSP的多项参数对比, 民用激光传感器由于激光功率小,采样流量小, PM10分辨率很低,无法提供准确的PM10, 通常采用根据PM2.5的数字进行比例计算,造成PM10监测数据失真。四方光电研制的PM3003S、 PM3006激光扬尘传感器通过采用宽温型大功率线型激光光源、API粉尘自动识别技术、先进的流道设计实现抗污染、大流量车规级采样机构、高湿度环境的水雾去除装置等,低成本地实现了对室外扬尘粉尘与β射线吸收法达到0.9相关系数的高精度测量。/ppbr//p
  • 热变形维卡软化点温度测定仪:原理、结构、操作方法
    热变形维卡软化点温度测定仪是一种用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点的实验设备。这种设备在质量控制、材料科学、塑料工业等领域都有广泛的应用。本文将详细介绍热变形维卡软化点温度测定仪的原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法。和晟 HS-XRW-300MA 热变形维卡软化点温度测定仪热变形维卡软化点温度测定仪主要由加热装置、测试系统和测量仪器等组成。加热装置包括电炉、热电偶和加热炉壳等部分,用于提供高温环境。测试系统包括试样、加载装置和位移传感器等,用于测量材料的热变形和软化点。测量仪器则是用于记录和显示测量数据的设备。操作热变形维卡软化点温度测定仪需要遵循一定的步骤和注意事项。首先,选择合适的试样和试剂,确保试样在高温环境下能够充分软化和变形。其次,将试样放置在加热装置中,并使用加载装置施加一定的压力。然后,逐渐升高温度,并记录试样的变形量和温度变化。最后,通过测量仪器输出测量结果,并进行数据处理和分析。在使用热变形维卡软化点温度测定仪时,可能会出现一些误差。例如,由于加热不均匀或加载压力不一致,可能会导致测量结果出现偏差。此外,由于试样本身的性质和制备方法也会对测量结果产生影响。因此,在进行测量时,需要采取一些措施来减小误差,例如多次测量取平均值、选择合适的加热方式和加载压力等。热变形维卡软化点温度测定仪的测量结果可以反映材料在高温环境下的性能和特点。因此,正确理解和使用测量结果是至关重要的。在实践中,需要根据具体的实验条件和要求,选择合适的测定仪器和试剂,并严格按照操作规程进行测量。同时,需要充分考虑误差和处理方法,以确保测量结果的准确性和可靠性。总之,热变形维卡软化点温度测定仪是一种重要的实验设备,可以用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点。了解其原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法,对于科学研究和实际应用都具有重要意义。
  • 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。
  • 传感器:智能时代的“慧眼”
    如果把智能系统比作“人”,那么传感器就是“人”的感觉器官。不同类型的传感器,感知周围环境并把数据传递给系统进行计算,对情况进行实时分析、判断和应对。随着数字化智能化不断深入,各式各样传感器的用武之地大为拓宽,为人类创造美好生活发挥着巨大作用。一部智能手机里有上百个传感器:有用于摄像的CMOS图像传感器,有用于检查环境明暗的环境光传感器,还有用于导航的地磁传感器、陀螺仪,等等。正是基于这些传感器,手机里的各种应用软件才能流畅工作,手机才能成为集工作、生活、娱乐于一体的便携式智能设备,带来人们生活方式的巨大变化。风云卫星上的可见和红外光电传感器,能够不分昼夜地获取大气信息,精准预测天气,甚至在月球上、火星上都有传感器工作,帮助人类探索宇宙奥秘。比人的感官更敏锐、更强大传感器是信息系统的“慧眼”。它就像人类的眼睛、耳朵、皮肤等器官一样,感知周围环境,帮助我们认识多姿多彩的世界。不同之处在于,传感器比人的感官更敏锐、更强大。客观世界所包含的信息多样程度,远远超出我们感官的能力范围。人的眼睛无法观察红外辐射和紫外辐射,耳朵听不见次声波和超声波,对于“不见踪影”却时刻产生影响的磁场也无法感知。这些超出感官范围的信息,传感器都能“感受”到。随着生产力发展,人类越来越需要全方位地感知世界。1821年,科学家利用材料因温差产生电压的原理,研制出世界上第一个传感器——温度传感器。最初,人们直接利用光、热、电、力、磁等物理效应制备各种传感器,这些传感器尺寸大、灵敏度低、使用不方便。上世纪70年代,出现了将敏感元件与信号电路进行一体化设计的集成传感器,如热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。这类传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,输出模拟信号。上世纪末开始,数字化传感器快速发展,通过“模拟/数字”转换模块,实现数字信号输出。数字化传感器集成智能化处理单元,可以自动采集、处理数据,并能根据环境自动调整工作参数,数码相机中的光敏元件就是其代表产品。总的来说,传感器的工作原理是某些物质的电学特性会随环境因素变化。例如铂在不同温度下电阻率不同,硅在可见光照射下电阻会减小,石英受到压力后表面会产生电荷,等等。利用电阻与温度的对应关系,可以制成温度传感器,进一步给敏感元件添加隔热结构,依据敏感元件温度变化与红外辐射能量之间的关系,可以制成红外传感器。在此基础上,还可以根据目标温度与红外辐射能量之间的关系,制造出非接触测温传感器。人们熟悉的用来测量体温的额温枪就利用了这一原理。借助丰富的物理和化学效应,人们制备出灵敏度比狗鼻子高1000倍、可以“闻到”气体分子的“电子鼻”,以及可以在黑夜中观察物体的红外相机等种类丰富、功能强大的传感器。没有传感器就没有数字化、智能化数字化是对事物属性的量化,并用数字将其表达为抽象结果。借助现代信息技术,人们可以存储、处理、传播各种数字化信息。传感器可以将事物蕴含的各种信息转换成电信号,并利用数模转换电路将电信号用数字表达,是数字化的有效工具。当你拿出手机拍照片或视频时,光敏传感器会将接收的光强度信号转换成电信号,再按一定的规则用数字表达、存储,最终形成手机屏幕上的影像。数字化基于传感器获取信息。数字化系统需要处理的信息量非常庞大,仅靠人工或者传统设备无法获取,凭借传感器则能够实时、高效、精准、快速地获取,于是有了城市大数据、天气大数据、医疗大数据、农业大数据等。利用各类传感器,人们可以召开远程会议、学习网络课程、扫码支付甚至直播带货,由此发展出数字经济业态。数字经济涉及的云计算、物联网、人工智能、5G通信等各类技术,都与传感器息息相关。没有传感器就没有数字化和智能化。传感器是智能化系统的第一关,它的水平决定了智能化系统及其仪器设备的水平。传感器技术已经成为国际上信息高端器件领域的研究前沿,在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等领域均发挥着不可替代的作用。比如一辆汽车会安装压力、温度、位置、声音、光、电等超过100种传感器,由车载电脑进行处理,帮助驾驶员作出判断。对数据的智能化分析降低了驾驶汽车的难度,让汽车变得更安全、更好开。更进一步,无人驾驶汽车通过传感器实时获取道路信息,一旦发现障碍物,便通过智慧分析及时避让。城市中高楼大厦、桥梁、隧道等建筑,也需要通过视频、温度、压力和烟雾等传感器实时监控安全状况,当数据汇总到一起,智能化系统便会及时分析,凝练出少量关键信息供使用者作出决策。甚至在未来,人类的感官也可以借助传感器变得更加强大,构建起智能化系统。智能传感器开拓新应用场景当前,各类传感器都处在进一步提升性能、降低成本,向数字化、智能化、小型化微型化、绿色低碳、可穿戴等方向进化,呈现出蓬勃发展态势。其中,智能传感器、柔性传感器、新原理传感器的研发具有代表性意义,有望塑造新的工作生活方式。发展智能传感器是重要趋势。借助智能传感技术,人们设计制造出具备获取、存储、分析信息功能的各种传感单元及微系统,实现低成本、高精度信息采集。智能传感器广泛应用在机器人、无人驾驶、智能制造、运动定量监测等方面,还可用于开发无创或微创健康监测器件等。近年来流行的动态血糖仪是个很好的例子。糖尿病患者将柔性传感器无痛置入身体,传感器每5分钟测一次血糖值,并传送到手机应用中。患者可以观察血糖曲线变化,及时通过饮食和运动等方法调节血糖,有的患者甚至由此告别了药物和胰岛素治疗。此外,人们还在研发可降解电子器件,让智能传感器更好助力低碳环保生活。发展柔性传感器是另一趋势。许多应用场景要求传感器制备在柔性基质材料上,并具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。目前制备柔性传感器的常用传感材料有碳基材料(炭黑、碳纳米管和石墨烯等)、金属纳米材料(金属纳米线、金属纳米颗粒等)、高分子聚合物和蛋白纤维等。例如一种具有可拉伸、抗撕裂和自我修复能力的交联超分子聚合物薄膜电极材料,可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性电子器件。将集成多功能的柔性传感器与柔性印制电路结合,可以制成“智能带”,把它穿戴在身体的不同部位,可实时监测与分析生理信息,帮助人们特别是感官退化的群体了解自身健康状况。新原理传感器也在不断出现。在基础研究领域,新的规律陆续被发现,人们正利用这些科学新认知制备传感器。同时,技术进步也对基础研究提出新要求。在生活中,人们希望提高相机的像素、灵敏度、速度等性能参数;在高速实验中,需要可以记录飞秒尺度信息的条纹相机;在量子通信中,需要灵敏度达到单光子的光电探测器;在空天科技中,需要实现对高速运动物体和冷目标的探测,等等。这就要求科学家们进一步探索物理世界,发现新现象新规律,提升传感器性能。随着科技快速发展,新材料新工艺不断投入应用,性能更强、种类更丰富、智能化水平更高的传感器将创造更多工作生活新场景,帮助人们“感受”美好生活。(作者:褚君浩,系中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员)
  • 董事长专访 | 四方光电熊友辉:引领气体传感器核心技术,解决环保产业关键问题
    导 读在作为环保产业年度重要展示平台的“环博会”上,四方光电现场展示了烟气排放监测、发动机排放气体监测、室外扬尘监测、油烟监测、温室气体监测、工业过程在线气体监测等气体成分及流量测量的解决方案。其中,包括满足碳排放监测要求的烟气分析解决方案首次亮相,在业界引起了不小的轰动。站在“十四五”的开局之年,环保产业又迎来了新的发展突破口。四方光电将如何助力国家“双碳”目标的达成?面对新的发展形势,四方光电又将如何适应新形势,做好布局与规划?四方光电董事长熊友辉博士接受了环保在线记者专访。四方光电董事长 熊友辉博士深耕气体传感器创新领域,构筑核心技术“护城河”  熊友辉博士告诉环保在线记者,四方光电长期专注于气体传感器的科技创新,从创立的2003到2011年,四方光电主要发展基于核心气体传感器的工业过程和环境监测气体分析仪器,并逐步启动民用气体传感器产业配套 2012到2020年,四方光电积极发挥核心技术及质量体系的优势,发力智能家居、智慧医疗、汽车电子等领域,逐步形成了智能气体传感器与高端气体分析仪器双轮驱动的发展格局。  2003年,四方光电成功开发基于电调制非分光红外气体传感器,该产品于2004年通过湖北省科技厅组织的科技成果鉴定,达到国际先进技术,此后该产品获得“国家重点新产品”证书。针对双光束NDIR 气体传感器测量二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)存在水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)等的较强干扰,同时测量低端分辨率不高的缺点,公司通过对微流量芯片-微流量红外探测器-微流红外气体传感器(micro-flow NDIR)的深度开发,已经成为在技术上可以与国际上气体分析仪器巨头并肩的厂家之一。微流红外气体传感器项目也于2020年获得工信部强基工程-传感器“一条龙”示范项目。通过十余年的持续创新,目前四方光电已形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台。通过使用上述一种或多种技术组合,四方光电能够根据客户需求提供多种产品。  熊友辉博士表示,当前四方光电的环境监测气体分析仪器产品主要应用于烟气、尾气监测领域。其中烟气监测领域产品包括红外(紫外)烟气传感器模组、红外(紫外)烟气分析仪、烟气排放连续监测系统(CEMS)及船舶废气排放连续监测系统。主要检测对象是二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、颗粒物(PM)的浓度,应用于火力发电厂、炼钢厂、垃圾焚化厂等产生污染气体的工业企业等固定污染源及大型船舶等移动污染源。在尾气监测领域,公司采用高性能双光束NDIR检测一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氢化合物(HC) 采用微流红外、非分光紫外(NDUV)、紫外差分(UV-DOAS)技术直接检测氮氧化物(NOx),而不需要采用复杂且昂贵的NOX转换器。依托NDIR核心技术积累,发力温室气体监测市场正当时    “2020年习近平总书记在联合国发展大会上代表中国提出了2030碳达峰、2060碳中和的宣言,也为环保行业的发展树立了新目标”,熊友辉博士向记者介绍,在碳中和产业中的温室气体在线监测领域,四方光电具有较好的技术和产业基础,目前在碳中和监测控制领域具有较多应用场景。四方光电在碳中和领域最典型的应用就是对多种温室气体的总量(温室气体成分分析仪器+气体流量)计量。  在二氧化碳(CO₂)的气体检测方面,四方光电有两种不同用途的CO2传感器:一种是四方光电采用NDIR热电堆红外技术开发的民用/车载用的扩散式CO2传感器,一种是四方光电全资子公司-湖北锐意自控采用微流红外、双光束红外(热电堆或者热释电)等技术开发的高端CO2传感器。前者主要用于绿色建筑和智能座舱中的暖通空调(HVAC)控制,确保在舒适安全条件下的节能减排,通过智能化降低建筑和车辆的碳足迹 后者主要用于工业、农业过程中CO2排放总量的高精度测量,用于碳排放的核查和交易。后者的精度要求显著高于前者,价格比前者也高两个数量级。  当然,碳中和领域对气体的监测不仅仅是CO2气体浓度,而是多种温室气体的总量(成分+流量)计量。京都议定书中规定控制的6种温室气体,除二氧化碳(CO₂)之外,还有甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。四方光电全资子公司湖北锐意自控的微流红外、双光束红外、TDLAS等气体传感器技术可以应用在对工业污染源的上述多种温室气体排放浓度的监测 同时公司具备的超声波、差压等原理的气体流量传感器可以用于温室气体流速和体积的监测。公司以工业用气体传感器技术平台、分析仪器及工信部沼气工程物联网专项为基础,为大中型沼气工程、生物质燃气工程、煤层气瓦斯气综合利用工程等诸多领域提供了包括测量CH4和CO₂等气体质和量的计量装置,这些装置是开展清洁发展机制(CDM)碳交易的基础数据。随着碳减排逐渐成为一些国家的自愿行为,以及碳核查基于的MRV(可测量、可报告、可检验)原则,对温室气体排放总量在线监测系统的需求将呈现增长趋势。  我国已经安装了大量的CEMS系统用于环保监测, 主要是对二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、粉尘颗粒物(PM)的监测。碳中和政策出来后,需要增加CO2、CO等“碳”的测量指标,由于CO含量较低,因此微流红外传感器成为测量CO2+CO参数的最佳选择。同时用于碳交易还需要更加准确的烟气流量传感器配合,目前大量的CEMS系统采用皮托管差压原理测量流速并测算流量,由于是“点式”测量,准确度与气体分析仪器的精度相差巨大,因此有必要开发新型的高精度烟气流量传感器,例如超声波、红外相关法、静电法等原理的新型烟气流量计。协同气体传感器技术平台,新产品层出不穷    熊友辉博士表示,碳中和关系到产业链的方方面面,从原材料和能源的开采到产品进入市场,每一个环节都需要控制碳排放,这也让气体环境监测仪器有了广阔的市场。比如,烟气分析仪是大气环境监测系统的重要组成部分,但烟气成分较为复杂,主要成分有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)等,随着排放标准越来越低,对烟气分析仪的性能要求也越来越高。这次四方光电全新推出的烟气分析仪Gasboard-3000UV,集公司多种核心气体传感技术于一体:基于UV-DOAS紫外差分吸收光谱气体分析技术测量二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX),微流NDIR技术测量一氧化碳(CO)、甲烷(CH4),双光束红外NDIR测量二氧化碳(CO2)等。结合公司超声波气体流量测量十余年的技术积累,公司正在积极开发超声波烟气流量计,因此可以一站式满足国内碳排放的监测要求。  在室外空气品质监测领域,记者看到四方光电也在持续发挥技术优势,推陈出新。问及此次室外扬尘监测传感器展区产品时,熊友辉博士向记者介绍了产品开发的初衷以及创新应用对产业链的推动作用:我国室外扬尘网格化监测经历了早期的β射线吸收法到采用民用净化器大量应用的激光粉尘传感器的过程。在使用过程中发现,民用的激光粉尘传感器不仅不能满足-30~70℃室外环境温度的全天候使用要求,同时还必须面对监测场所,特别是建设工地经常喷洒降霾的水雾影响,或者下雨潮湿的气候环境等。这种环境下,水雾经常被判断为严重雾霾造成爆表。民用激光传感器由于激光功率小,采样流量小,PM10分辨率很低,无法提供准确的PM10, 通常采用根据PM2.5的数字进行比例计算,造成PM10监测数据失真。在这种背景下,四方光电通过采用宽温型大功率线型激光光源、API粉尘自动识别技术、先进的流道设计实现抗污染、大流量车规级采样装置、高湿度环境的水雾去除装置等,研制出了扬尘传感器PM3006系列产品,低成本地实现了对室外扬尘粉尘与β射线吸收法达到0.9相关系数的高精度测量。凭借长期的技术积淀、良好的产品性能,目前四方光电室外扬尘监测传感器PM3006系列已取得多项发明专利及实用新型专利。在国内市场,多款搭载PM3006系列的扬尘监测类产品,获得了计量器具型式批准证书(CPA) 在海外市场,同样也取得了当地权威机构的测试认证。在韩国多款搭载PM3006的户外监测类产品,获得了韩国环境部授权的三大认证机构(KTR/ KECO/ KCL)的最高等级1级认证。目前,产品已经销往全国并出口到海外多个国家和地区,被国内外知名企业认可。  最后,四方光电熊友辉博士告诉记者,四方光电也将不忘初心,依托在气体传感器及分析仪器方面的技术积累,开发出更多的优质产品 也将持续关注行业发展趋势,发挥自身技术优势,为早日实现“碳达峰”和“碳中和”目标贡献力量。  关于四方光电    四方光电股份有限公司(以下简称“四方光电”)是一家从事智能气体传感器和高端气体分析仪器的科创板上市企业(股票代码688665)。公司2003年成立于武汉“光谷”,形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台,拥有100余项国内外专利,产品广泛应用于空气品质、环境监测、工业过程、安全监测、健康医疗、智慧计量等领域。  四方光电建设有省级企业技术中心和湖北省气体分析仪器仪表工程技术研究中心。同时公司积极融入国家技术创新体系,先后获得国家重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网发展专项、工信部强基工程传感器“一条龙”、科技部科技助力经济2020重点专项、湖北省技术创新重大项目等多个项目的支持,被国内外行业权威机构列为中国气体传感器主要厂商和代表性企业,并荣获中国物联网产业联盟“最具影响力物联网传感企业奖”。  四方光电作为中国气体传感器的龙头企业,凭借长期的技术沉淀、严格的质量体系及国际化视野,已经成为诸多世界500强及国内外细分领域头部企业的配套供应商。目前公司产品已经出口至八十多个国家和地区,正在朝着传感器领域的国际品牌迈进。
  • 上海微系统所制备出微型光电一体化集成钻石量子磁传感器
    近日,上海微系统所传感技术国家重点实验室采用微纳加工技术制备了一种基于氮空位(NV)色心的微型光电一体化集成钻石量子磁传感器。相关研究成果于2022年5月9日以“Amicrofabricatedfiber-integrated diamond magnetometer with ensemble nitrogen-vacancy centers”为题发表在当期的Applied Physics Letters上。 钻石,不仅可以作为珠宝装饰品,更是具有极高研究价值的新型量子材料。氮空位缺陷——NV色心,是钻石晶体结构中最常见的点缺陷,由氮原子取代碳原子和相邻空穴而形成,利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可以进行精密磁测量。NV色心在常温下也具有稳定的量子态,可以在非制冷的室温下工作。同时,钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势,在近场微观磁共振、磁异常探测、生命科学等领域具有重要的应用前景。 小型化、集成化、便携化是钻石量子传感器取得实际应用的重要条件。该团队基于晶圆级微机电工艺平台,利用标准微纳加工技术,制备出钻石量子磁传感器的核心——钻石芯片。芯片内部集成了微波辐射结构,实现了原位微波量子态操控。采用金属热压键合技术实现了钻石单晶与硅晶圆的异质集成,确保了机械稳定性。钻石芯片耦合带有梯度变化折射率透镜的光纤模块,实现了“光进光出”的工作模式,大大缩小了探头尺寸,实现了钻石磁强计探头的高集成度。并进一步指出,采用双频共振技术可以同时进行磁场和温度场的同步实时测量,不仅通过温漂抑制提高了磁场测量的信噪比,还确保了传感器的温度稳定性。 该团队提出的制备工艺可以在晶圆级进行拓展,具有批量化制备的潜力,为建立高一致性、高灵敏度的可穿戴传感器阵列提供了可能性。目前钻石量子磁传感器整体尺寸仅有20×15×1.5 mm3,灵敏度达到2.03nT/√Hz。同时,该钻石磁传感器可以对小于0.5 mm(甚至更小)的目标区域进行近距离测量,具有在心磁、脑磁等弱磁信号探测场景的应用潜力,为后续实用化的可穿戴生物磁传感器提供了良好的研究基础。 该论文的第一作者单位和通讯单位为中科院上海微系统所,第一作者为博士研究生谢非,通讯作者为武震宇研究员和陈浩副研究员。该工作得到中国科学院战略性先导科技专项(XDC07030200)、国家重点研发计划(2021YFB3202500)、中科院科研仪器装备研制(YJKYYQ20190026)等项目的支持。 论文链接:https://doi.org/10.1063/5.0089732
  • 科技引领!植入光纤传感器为电池做“体检”
    手机爆炸、电动汽车行驶或充电过程中的火灾事故在生活中经常可见,让人们在享受锂电池带来的便利的同时,也担心其在安全方面的重大问题。如何降低这一风险?近日,中国科学技术大学教授孙金华、研究员王青松团队与暨南大学教授郭团团队研制出一款可植入电池内部的高精度光纤传感器。相关研究成果日前在线发表于《自然-通讯》。“这款高精度光纤传感器可以在1000摄氏度的高温、高压环境下正常工作,同步测量出电池热失控全过程内部温度和压力,为快速切断电池热失控链式反应提供预警手段。”王青松向《中国科学报》介绍。破解国际性科学难题手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车中都有一个关键部件——锂离子电池。随着全球范围内能源危机的出现、“双碳”目标的驱动,锂离子电池产业迅速发展。然而,锂离子电池常常会发生爆炸,也就是热失控,这是威胁电池安全的“癌症”,是制约电动汽车与新型储能规模化发展的瓶颈。研究表明,电池热失控源于电池内部一系列复杂且相互关联的“链式反应”。“这可以从电池内部和外部两方面讨论。从内部来看,电池由正负极、电解液、隔膜等组成,其中电解液和隔膜都是易燃物,正负极和电解液在一定温度下又会产生化学反应,进而产生热量和可燃气体。也就是说,电池内部本身就是一个热不稳定的体系。”王青松说。从外部来看,电池在使用过程中容易出现各种外部滥用:电滥用,如过充、过放等;热滥用,如高温、局部发热等;机械滥用,如撞击、挤压等。这些外部滥用会造成电池内部材料发生一系列连锁化学反应,电池内部温度快速提升,最高可达800摄氏度,导致电池起火或爆炸。如何科学、及时、准确地预判电池安全隐患,是当前电池安全领域的国际性科学难题。为攻克这一难题,研究团队提出一种可植入电池内部的高精度光纤传感器,在国际上率先实现对商业化锂电池热失控全过程的精准分析与提早预警。《自然-通讯》的一位审稿专家评价道,“该研究有助于电池健康状态监测,并在不可逆损害前发出预警信号。”小巧光纤实时监测电池健康状态将光纤植入电池,并非王青松等人首创。因光纤传感器具备体积小、重量轻、耐受高温高压、耐受电解液腐蚀等优势,前人将其植入电池。但他们主要测量的是电池循环过程中的内部参数,从未涉足电池热失控监测领域。于是,王青松等人想将光纤植入电池内部,以监测电池热失控过程,并探索电池内部参数能否为电池热失控预警提供新思路。研究思路有了,做起来却非常难,因为现有的大多数光纤传感器无法在热失控过程中“幸存”。王青松解释说,电池热失控过程中,内部压力高达2MPa、温度高达500至800摄氏度,在这种高温高压的冲击下,光纤信号会中断,无法测得电池内部温度和压力数据。研究的关键是开发一款“健壮”的光纤传感器。他们与郭团团队联合攻关,多次改进光纤结构,开展热失控实验,反复修改和验证,最终通过对光纤进行套管保护,在保证内部信号传输的同时解决了光纤容易断的难题。“这款高精度光纤传感器总长度12毫米、直径125毫米,能够植入商业18650电池,实时监测电池热失控期间的内部温度和压力影响。”王青松向《中国科学报》介绍了光纤传感器的结构。相比现有的外部监测技术,内部光纤传感技术更具有及时性、灵活性。“就好比人们患病,当感知到疼痛时,往往为时已晚。这就像电池外部特征的变化一般都是滞后的。”王青松解释道,“而去医院体检,可以通过CT等看到内部器官变化,从而预知疾病的发生,并通过治疗手段阻止疾病进一步发展。但这种大型设备体积庞大,无法随时随地监测内部状态变化。如果在人体内植入芯片,就可以做到实时跟踪预警。就像在电池内部植入光纤传感器,可以做到实时监测预警。”值得一提的是,该研究通过解析压力和温度变化速率,首次发现温度和压力变化速率的转变点可作为电池热失控早期预警区间。该发现适用于不同电量的电池,能够在电池内部发生“不可逆反应”之前发出预警信号,保证了电池后续的安全使用。用于同时监测电池内温度和压力的FBG/FPI传感器工作原理适合大规模推行量产在王青松看来,光纤传感器尺寸小、形状灵活,具有抗电干扰性和远程操作的能力和适合大规模生产的标准制造技术,并且可以实现一根光纤在电池的多个位置同时监测温度、压力、气体组分、离子浓度等多种关键参数。光纤传感技术与电池的结合将在新能源汽车、储能电站安全监测等领域发挥重要作用。为此,研究团队将探索光纤传感器在大容量储能电池中的应用。“大容量储能电池热失控相比此次研究中的18650电池更加剧烈,并且其热失控特性和机理与小电池有所差异,这将是对我们研究的进一步考验。”王青松说。另一方面,团队将与电池制造商合作,希望在电池制作过程中植入光纤传感器,避免对电池二次破坏,加快光纤传感在储能和新能源汽车电池管理系统中的应用进程。相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41467-023-40995-3
  • 传感器行业盛事——2022深圳国际传感器展暨高峰论坛6月于深圳国际会展中心启幕
    传感器行业盛事——2022深圳国际传感器展暨高峰论坛6月于深圳国际会展中心启幕传感器行业盛事深圳国际传感器技术与应用展览会暨高峰论坛(SENSOR EXPO)确定于2022年8月23-25日在全球最大会展中心深圳国际会展中心(宝安新馆)举行展会概况随着5G技术以及人工智能、物联网及其他智慧领域等高新技术产业的迅速崛起和高速发展,人类社会进入了一个万物互联的新时代,传感器作为感知与传导信息的核心组件,也成为了当下炙手可热的焦点。为推动新一代传感器技术在应用领域的创新实践和产业上下游之间的贸易交流,由广东智展展览有限公司牵头,联合国内外多家行业协会、机构、高校及媒体,于2022年8月23-25日在深圳国际会展中心举办2022深圳国际传感器技术与应用展览会暨高峰论坛(以下简称:SENSOR EXPO 2022)。展会重点展示各类传感器产品、原材料及元器件、设计与制造设备、传感系统集成模块、仪器仪表、终端应用等,进行产业链的融合展出,以“专业展览+主题论坛”的形式,为行业呈现一场精彩的传感器盛宴。2021深圳国际传感器展览会已于2021年9月27-29日在深圳会展中心成功举办,组委会广东智展展览有限公司联合深圳市传感器与智能化仪器仪表行业协会打造,展出面积达15,000平方米,汇集众多国内外知名企业,展会吸引了来自比利时、日本、韩国、美国,俄罗斯、德国等多个国家和台湾、香港等地区的专业观众累计15,000余人次参观采购, 60多个采购团。高起点立足大湾区,Sensor Expo2022将成为推动行业交流与技术应用的前沿阵地2020年,大湾区国家级高新技术企业总数突破两万家,位居全国之首。作为大湾区创新驱动的引擎,深圳前瞻布局5G、人工智能、集成电路、智能制造、无人机、生物医药等未来科技领域,并取得卓越成果,直接带动了传感器技术的研究与发展,并孕育了广阔的市场。SENSOR EXPO 2022聚焦传感器设计、制造与应用所涉及的材料、装备与技术,突出产品与技术应用,将成为推动中国传感器行业进行产品与技术展示、深入应用市场的前沿阵地。高规格SENSOR EXPO 2022将在全球最大的展馆举行SENSOR EXPO 2022选择在全球最大的会展中心-深圳国际会展中心(宝安新馆)举行,良好的硬件设施及服务,将为展会的品质提供更好的保证。作为全球超大型的会展中心,深圳国际会展中心地处粤港澳大湾区湾顶,地理位置优越,硬件设施先进,全馆5G覆盖,交通便利、配套完善,集海陆空铁轨五大交通优势。通往会展中心的地铁已正式开通,地铁口分别位于南、北登录大厅,为参展参观的人士带来了极大的便利。展馆同期将有汽车、新能源、智慧出行等多场下游展会举行,共享40多万平方米超大展会带来的蓬勃商机。高水平专业组展机构精心打造,凸显SENSOR EXPO2022专业品质展会主办方——智展展览为国际展览业协会UFI成员单位,荣膺2015年“中国十佳品牌组展商”、2018年“中国展览产业百强展览主办机构”殊荣,在工业类及科技类展会的品质管理和长远培育上经验丰富。主办方将整合传感器行业权威机构、科研院所、活跃媒体、重点企业,共同塑造SENSOR EXPO2022的专业品质。此外,主办方将充分深耕物联网、消费电子、智能汽车、自动化、仪器仪表、国防电子、航空航天、交通运输、农业水利、环境监测等多个应用领域,为供需双方挖掘潜在客户,创造商业机会。高质量SENSOR EXPO 2022聚焦传感器制造与应用,五大专题融合展出SENSOR EXPO 2022展会规划面积达20,000平方米,共分为五大专题展区。通过上下游产业链及关联模块的融合展出,能够全方位展示传感器行业各细分领域的技术与产品,让SENSOR EXPO2022真正成为传感器行业人士必须参加的交流盛宴。各类传感器展区压力传感器、光敏传感器、声音传感器、图像传感器、视觉传感器、温度传感器、称重传感器、重力传感器、生物传感器、无线传感器、变频功率传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、电导传感器、激光传感器、霍尔传感器、加速度传感器、无线温度传感器、位移传感器;超声波测距传感器、雷达传感器、液位传感 器、真空度传感器、电容式物位传感器、锑电极酸度传感器、酸、碱、盐浓度传感器等;陶瓷传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、集成传感器等;MEMS传感器、智能传感器等;传感器设计与制造设备、原材料及元器件展区封装与测试设备:传感器集成设备、各类封装设备、机械测试设备、电气测试设备、热力学测试设备、实验室设备等;原材料:半导体材料、金属材料、陶瓷材料、有机材料及其他材料等;元器件及配件:敏感元件、转换元件、连接器、陶瓷部件、 保护膜、光学元件、特种玻璃、变换电路和辅助电源;传感器ASIC、传感器IC接口、混合电路、LCD、密封壳体、 编码器、PCB电路板、精制螺栓、拉头材质、声波部件、温度计保护管、特种胶等配件等;传感器设计:传感器设计企业、科研院所、实验室等;传感器芯片、嵌入式系统及相关集成模块展区传感系统供应商和集成商、嵌入式软件和硬件企业、传感器芯片制造商、各类算法、通讯模块及云计算服务商、传感器AI技术服务商等;仪表仪器展区各类标准计量(量值传递)仪器、科学实验仪器、教学仪器、航空航天仪表、汽车仪表、矿用仪表、工业仪表、测试测量、变送器、流量计等;终端应用展区智慧城市、智慧医疗、物联网、机器人、消费电子(可穿戴、移动智能终端等)、智慧环境、智慧能源、智慧农业、汽车电子、智能家居、智能制造、人工智能、大数据、云计算、航空航天、工业自动化、电力等。高体验同期举办多场行业峰会及交流活动更好的商业体验,呈现更好的展出效果由中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会、中国仪器仪表学会传感器分会指导,广东智展展览有限公司联合湖南省传感器产业促进会、广州市半导体协会、深圳市半导体行业协会、深圳市物联网智能技术应用协会、珠海市物联网行业协会、浙江省半导体行业协会、深圳市集成电路产业协会、《仪表技术与传感器》等国内行业权威组织、专家学者、重点企业,在展会同期重点打造主题论坛——2022深圳国际传感器技术与应用高峰论坛,围绕传感器研发领域“卡脖子”技术、未来发展趋势、应用场景等进行技术分享和观点交流。同时举办MEMS及智能传感器技术研讨会,境外采购商洽谈会,传感器新产品、新技术推广会,工程师沙龙活动,一对一供需对接会等30多场多层次的商业活动,进一步提升观展体验和参展效果。同时,SENSOR EXPO同期还有第20届深圳国际小电机及电机工业、磁性材料展览会,2022深圳国际线圈工业、电子变压器及绕线设备展览会,2022深圳国际粉末冶金、硬质合金及先进陶瓷展览会等相关工业类展会举行。参展费用标准展位光地(36㎡起租)外资企业RMB14800/12㎡RMB1200/㎡USD2600/12㎡注:双开口展位在原展位费基础上加收10%费用。展位配置说明每个标准展位提供如下基本设施:三面围板(转角位2面或1面)、一桌两椅、地毯满铺、两支射灯、220V电源插座,中英文公司楣板制作。(注:租用光地展位不含以上设施。)组委会联络处电话:020-29193588,020-29193589手机:18520254916(微信同号)传真:020-29193591E- mail:ex36035@126.com 官网网址:http://www.sensor-expo.com.cn/ 微信公众号:sensorexpoandsummit
  • 关注内资厂商进军传感器事件
    我国企业在传感器高端领域(如红外传感器、速度传感器、加速传感器、GIS传感器等)已经突破了技术门槛,伴随消费电子和物联网行业的高速发展,有望迎来高成长。国内相关公司包括汉威电子、华工科技、苏州固锝、歌尔声学等。   汉威电子从事气体传感器研究生产已有二十年的历史,是国内从事气体传感器研究、生产的最早厂家。公司拥有从气体传感器-气体检测仪器仪表-气体检测控制系统的完整产业链,拥有年产65万套气体检测仪器仪表和280万支气体传感器的生产能力,而且产业链各环节已经形成了良性循环,为公司建立行业领先地位提供根本保证。2012年公司在传感器、智能仪器仪表、监控系统三大产业领域已完成及正在开发的新产品及产品升级改进共计30余项,包括由工信部批复的国家电子信息产业发展基金项目&ldquo 基于双光路气体探测技术的煤矿安全监控系统&rdquo 和国家物联网发展专项&ldquo 微型智能半导体气体传感器&rdquo ,以及由国家发改委批复的国家物联网技术研发及产业化专项&ldquo 电化学式气体探测智能终端关键技术研发及产业化项目&rdquo 。高性能热释电红外探测器、用于疾病诊断的电化学气体传感器、激光原理燃气检漏设备、激光原理工业气体检测仪、湿度传感器在2012年下半年分别投产。   华工科技是华中地区批由高校产业重组上市的高科技公司。子公司新高理自1988年始即专业从事PTC、NTC系列热敏电阻的设计、生产、安装和服务,建有教育部敏感陶瓷工程研究中心等科研机构,具有年产1亿只热敏电阻的生产能力,是目前国内的热敏电阻专业生产厂家。产品高精密温度传感器可应用于家电、厨房设备、汽车、军工及中低温干燥箱、恒温箱等场合的温度测量与控制。2012年公司提高了NTC传感器的耐候性,实现PTC传感器批量销售,积极推进汽车电子领域应用,通过东风汽车(3.04,-0.03,-0.98%)等客户审核。未来公司拟拓展办公自动化及通讯设备元器件领域,实现NRC、GRC项目批量销售。此信息由和呈小编摘录,和呈产品有培养箱系列:、霉菌培养箱、生化培养箱、恒温培养箱、细菌培养箱、低温培养箱、培养箱、隔水式恒温培养箱、电热恒温培养箱
  • 千亿传感器市场引角逐
    今年以来,全球几大消费电子巨头纷纷发力抢占以智能眼镜及智能手表为代表的可穿戴设备市场。而在本轮可穿戴设备的追逐热潮中,传感器已然成为可穿戴设备产业链中的点金石,是硬件产业链上机会确定性较强的一块领域。据美国《华尔街日报》的报道显示,苹果即将发布的iWatch智能手表就将整合至少10种传感器,这无疑将对传感器市场的大热进一步起到推波助澜的作用。此外,前瞻产业研究院在此前发布的《2013-2017年中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》中,曾预测2013-2017年中国传感器制造行业销售收入将保持快速增长,2017年行业销售收入将突破5000亿元。分析人士表示,苹果等巨头的示范效应叠加传感器市场规模超千亿,都将推动国内传感器市场加速发展,相关概念大概率将获得资金青睐。  iWatch将成传感器大热催化剂  据外媒报道,最近Sensoplex公司的首席执行官Hamid Farzaneh在采访中对iWatch中可能出现的传感器进行了推测。作为一家新型可穿戴产品设计和供应传感器模块公司,Sensoplex在此领域非常具有发言权。  据悉,Farzaneh专门对这10种传感器进行了分类,有五种可能性比较大,而另外五种则是较有可能。其认为,几乎肯定会被整合进iWatch的传感器,包括加速度传感器、陀螺仪、磁力计、晴雨表/气压传感器及环境温度传感器。  Farzaneh指出,加速度传感器似乎已经成为智能手机的标配,而iWatch将使用加速度传感器测量身体运动,并且可以记录用户步数以及睡眠习惯。而陀螺仪是一款不可缺少的组件,可以侦测转动。陀螺仪获得的数据可以与锻炼逻辑算法相互协作 而且陀螺仪还能让iWatch&ldquo 感知&rdquo 用户,比如举起手腕准备看表时,屏幕自动亮起。气压传感器则不仅仅可以向用户提供更准确的天气数据,还可感知海拔高度的变化,对于跑步爱好者和登山爱好者来说,海拔高度数据非常重要。  针对比较有可能被整合进iWatch的传感器,Farzaneh认为,包括心率监控仪、血氧传感器、皮肤电导传感器、皮肤温度传感器以及GPS。  除此之外,据《华尔街日报》报道称,台湾厂商广大电脑将成为iWatch的主要生产商。而LG将为苹果智能手表独家提供显示屏,这种屏幕拥有2.5英寸,为长方形设计,且呈拱形,支持触摸以及无线充电功能等特点。  iPhone 6或搭载气压计及  传感器装置  据科技博客9to5mac报道,当前业界关于苹果下一代iPhone的传闻正沸沸扬扬,似乎iPhone 6将采用更大的屏幕设计、重新启用金属面板等,已是板上钉钉的事情。近期又有知情人士爆料,iPhone 6可能将搭载运动气压计和大气传感器装置。  据介绍,在通常情况下,气压计是用来测量位置高度的一个装置,这一传感器已经普遍存在于常见的Android设备上,比如三星的Galaxy Nexus手机。对于徒步旅行者、登山者、骑行和一些希望能够获取自己当前位置精确高度的发烧友来说,气压计传感器装置很实用。当然,通过一些气压数据,气压计同时可以预测气温和天气状况。  业内人士表示,&ldquo iPhone 6可能将搭载运动气压计&rdquo 的传闻并非空穴来风,在苹果最新的软件开发工具包Xcode 6和iOS 8操作系统的代码上,可以找到相关信息。其中的CoreMotion APIs上,赫然显示有高度测量功能。  此外,在当前的苹果应用商店内,已有几款可以跟踪高度的应用存在,这些应用基于现有的GPS芯片和运动跟踪芯片。不过,据相关开发人员称,Xcode 6 和iOS 8中的高度测量基于新的技术框架,需要有新的苹果硬件支持。  上述开发人员称,iOS 8操作系统对新的测量高度的硬件支持,意味着苹果将在未来发布的iOS设备中嵌入这一新功能,这些设备不仅包括今年秋季推出的iPhone 6,还有可能覆盖新的ipad,甚至iWatch。  此外,开发人员在iOS 8上还找到了环境压力跟踪参数,根据这些参数,除了根据气压可以确定高度外,还可以分析周边降水或天气阴晴状况。开发人员称,未来iOS设备的这种天气预测功能。  5000亿市场引角逐  应该说,传感器已经成为可穿戴设备产业链中的点金石,是硬件产业链上机会确定性较强的一块领域。以谷歌眼镜为例,其内置了多达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、线性加速等传感器的应用,这让谷歌眼镜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以完成拍照。虽然谷歌没有透露具体的技术细节,但是业界专家都认为,这主要是因为谷歌眼镜内置了红外传感器和距离传感器,在两者的有机结合下,用户眼睛活动被识别,从而最终实现对应用的操作。  而在可穿戴设备智能化升级的过程中,MEMS传感器是传感器发展的必然趋势。MEMS被称为微机电系统,主要包括传感器和执行器两类,广泛应用于包括智能手机、平板电脑和可穿戴设备等在内的消费电子领域。分析人士表示,各类传感器功能性的全融合将成为传感器的研发方向,未来可穿戴产品终端前景的发展将取决于传感器等产业链上游技术的提升,其中,MEMS创新应用将是可穿戴设备发展的源泉。  另外,早在去年,前瞻产业研究院发布的《2013-2017年中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》就曾预测,2013-2017年传感器制造行业销售收入将保持快速增长,2017年行业销售收入将突破5000亿元。  具体而言,传感器制造行业研究小组认为,传感器制造行业的下游主要应用领域包括工业检测、汽车、医疗、环境保护、航空航天等。鉴于传感器制造行业下游市场给力,我国传感器制造行业的前景值得期待。其一,传感器在机械行业将会有广阔的应用前景。未来机械行业将会广泛全面地应用信息技术,加快产品更新换代,提高产品技术含量,缩短与国际先进水平的差距,在机械产品中融入传感器、单片机、微处理器、PLC、NC、数字通信接口以及激光等现代信息技术和高新技术,提高产品的机电一体化、数字化、智能化和网络化的程度,使产品的技术含量、知识含量、附加值得以提高。其二,随着传感器技术作为物联网的核心技术,家电物联网的发展必定会带动相关传感器技术的大规模应用,传感器在家电领域的发展前景也十分广阔。其三,在疾病的早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等广泛范围内发挥作用的大趋势之下,传感器在这些方面将会得到越来越多的应用。
  • 共进微电子和西电共建“传感器与汽车电子封测关键技术联合实验室”
    2024年1月19日,共进微电子和西安电子科技大学共建的"传感器与汽车电子封测关键技术联合实验室"正式揭牌,该实验室旨在促进封测领域的科研合作,推动封测技术的创新和产业的发展。同时,西安电子科技大学博士生导师、封装系首任主任田文超教授也将担任共进微电子首席科学家。封装测试在传感器和汽车电子芯片性能和可靠性方面扮演着至关重要的角色。联合实验室将在传感器与汽车电子芯片的相关结构设计、材料研究、应力、热、电磁仿真和可靠性验证等方面展开合作。此外,联合实验室还将成为为学生提供实习和培训机会的平台,促进人才培养和技术交流。共进微电子总经理张文燕表示:“共进微电子一直致力于封测技术的研发与创新,而西安电子科技大学在封装领域具有丰富的研究经验和优秀的学术背景。通过合作,我们期待能够取得更多突破性的研究成果,并将其应用于实际生产中。”西安电子科技大学田文超教授也表示:“西安电子科技大学的封装专业是2009年国家首批电子封装技术本科专业,同时也是全国唯一的电子封装类国家级特色专业。通过与共进微电子建立联合实验室,我们将充分发挥双方的优势,推动封装技术的创新,促进企业技术进步和生产力提升。”未来,共进微电子将充分利用联合实验室的优势,夯实并增强共进微电子在传感器与汽车电子芯片的封装能力,为客户提供高质量的封测一体化服务!| 关于共进微电子上海共进微电子技术有限公司,简称“共进微电子”,成立于2021年12月。共进微电子由上交所主板上市公司共进股份(603118)、探针智能感知基金(国家新兴产业创业投资引导基金参股)以及一流的技术和管理团队创立,专注于智能传感器领域的先进封装测试业务。专注于智能传感器及汽车电子芯片领域的先进封装测试业务。共进微电子拥有上海研发销售中心和苏州太仓生产基地。已建设1.8万平米先进的研发中心和生产基地,生产基地包含百级、千级和万级无尘室,建设传感器及汽车电子芯片的封装测试量产生产线。共进微电子拥有完整的封装产线,涵盖从晶圆研磨、切割到前段工艺的固晶、引线键合、点胶、贴盖、回流焊,以及后段工艺的注塑成型、打标、切单。提供多种产品封装类型,包括LGA、QFN、Fan-out、SIP和2.5D/3D等。测试能力包括晶圆测试、CSP测试和成品级测试能力。共进微电子封装测试产品包括惯性、压力、电磁、环境、声学、光学、射频和微流控等传感器和汽车电子芯片。公司以满足客户需求为宗旨,制定完整的封装测试方案、流程及品质管控,为客户提供一站式解决方案,打造集研发、工程、批量生产于一体的专业综合封装测试服务平台。共进微电子致力于建设全球知名的规模大、种类齐全、技术先进的传感器及汽车电子芯片封装测试产业基地和领军企业,填补国内相关领域在批量封装、校准和测试领域的空白,突破产业链瓶颈。
  • 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。
  • 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。
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