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电动阀温度传感器

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电动阀温度传感器相关的资讯

  • 钻石量子传感器可提升电动汽车10%续航里程
    据报道,近年来,电动汽车(EVs)作为替代传统汽油内燃机汽车的环保型汽车,受到越来越多用户的欢迎,同时,科研人员也加大针对高效电动汽车电池的研发力度。然而,由于对电池电量的估计不准确,导致电动汽车效率较低,通常是通过电池输出电流评估电动汽车电池充电状态,这将用于计算车辆剩余行驶里程数。一般而言,电动汽车电池电流可达到数百安培,然而,能检测到该电流的商用传感器无法测量毫安等级电流的微小变化,从而导致电池电量估计不确定性约10%,这意味着电动汽车的行驶里程可以延长10%,反之,如果提高电动汽车电池电量评估精度,将增强电池使用率。幸运的是,日本一组科学家已找到了解决方法,他们研究发现一种基于钻石量子传感器的检测技术,在测量电动汽车典型的大电流时,可以在1%的精度内估计电池电量。该研究报告发表在9月6日出版的《科学报告》杂志上。该研究负责人是东京理工大学Mutsuko Hatano教授,他解释称,我们研发的钻石传感器对毫安电流非常敏感,而且足够紧凑,可以在汽车上使用,此外,我们能在电动汽车嘈杂环境中检测到精度较高的毫安等级电流状态。在这项研究中,研究人员开发了一个传感器原型,使用两个钻石量子传感器,放置在汽车母线(输入和输出电流的电气接点)的两侧,然而,他们使用一种叫做“差分检测”的技术来消除由两个传感器检测到的常见噪声,仅保留实际信号,反之,使用这种钻石量子传感器能在背景环境噪声中检测到10毫安等级的小电流。接下来,科学家团队利用两个微波发生器产生频率的模拟-数字混合控制,在1千兆赫带宽内追踪分析量子传感器的磁共振频率,结果发现磁共振频率可实现±1000安的较大动态范围(检测到的最大电流和最小电流之比),此外,该传感器的工作温度范围较广,从零下40摄氏度至零下85摄氏度,适用于普通车辆的温度范围。最后,该研究团队对这款原型进行了全球协调轻型车辆测试周期(WLTC)驾驶测试,这是电动汽车能耗的标准测试,该传感器能够准确跟踪-50安至130安的充放电电流,电池电量估计精度在1%以内。Mutsuko Hatano教授表示,这些发现意味着什么呢?电池使用率每提高10%,电池重量则减少10%,这将使2030年2000万辆新型电动汽车的运行能耗减少3.5%,生产能耗降低5%,这相当于2030年全球交通运输领域二氧化碳排放量减少0.2%。
  • 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。
  • 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
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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
  • 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。
  • 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。
  • 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
  • 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。
  • 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。
  • 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.
  • 遥感卫星大型传感器测试用大孔径积分球均匀光源
    背景图1 卫星遥感在制造用于卫星和望远镜的传感器的过程中,最重要的步骤之一是表征传感器的辐射性能,并建立到达传感器的光与传感器的数值输出之间的关系。 某国家航天局需要一套积分球均匀光源系统,用于在大型传感器的开发中进行校准测试。 开口尺寸需要1.5 米才能使发光面完全覆盖整个设备。另外还要求控制外部温度,确保可靠的长期使用。图2 成像传感器Labsphere(蓝菲光学)解决方案图3 蓝菲光学研发的大孔径积分球均匀光源图4 最大的辐亮度为此开发的系统需要大的积分球,获得超大开口端和总共 37 个灯以实现测试所需的均匀性和光谱辐射。Labsphere(蓝菲光学) 善于定制产品的开发,该系统具有以下独特功能:通过两个侧面安装的电动活塞自动调节高度;稳定性好,具有调平千斤顶工业脚轮;包含软件和硬件的完全集成的计算机系统;可控制灯产生的热量:开口周围的定制散热器,用于吸收大部分热量开口处的手动百叶窗,用于保护用户和设备免受测试后过热的影响后半球隔热罩,防止意外伤害三个温度探头来监测积分球内部的热量三个外部鼓风机连接到积分球周围的通风口具有带宽和 FOV 滤光片的可拆卸硅探测器;具有热电冷却功能的可拆卸 InGaAs 探测器;更新了具有附加功能的 HELIOSense 软件。特点先进的热重定向系统,可防止组件和材料损坏并保护用户免受意外伤害;高度可调和开口端缩孔器,可以灵活地对各种不同的传感器系统进行测试;具有针对客户应用程序优化的软件,最大限度地提高效率和可用性;可控制和获得宽光谱,通过 Labsphere(蓝菲光学) 的 HELIOSense 软件微调光谱辐射、色温和波长分布;满足所有光谱要求, 97% 以上的均匀性提供覆盖可见光和红外带内辐射度;照度 (lux)176,737光谱辐射度(W/m2-sr)1,605面均匀性 (100% Power)97.32%面均匀性(10% Power)95.08%角度均匀性 (±10°)99.5%角度均匀性 (±45°)99.2%短期(5s) 稳定性99.995%长期(30s) 稳定性99.994%硅探测器非线性度0.42%InGaAs 探测器非线性度0.37%最高外部温度39.5°C总灯功率17,680W
  • “小投资大回报”,FLIR A70用实力征服德国传感器制造商!
    根据国际能源署的数据,在实现全球净零排放目标的竞赛中,到2050年还需要20亿辆电动汽车上路。为了给这些绿色电机供电,锂离子电池是必不可少的。但如果这些锂离子电池有缺陷时会发生什么呢?比如在组装成工作发动机之前,牵引电池通常也会带少量电荷运输。这是因为完全放电的电池会给制造商和消费者带来问题。其中容量降低、消耗速度加快和短路等问题,这些都可能导致火灾的发生。无论这种情况发生在供应链的何处,意外发生火灾都可能对生命、车辆和运输基础设施等造成灾难性破坏。因此,就需要专门的团队对其进行严密监控,避免事故的发生。SICK AGSICK AG 是全球传感器制造行业的先锋,它开发了一种检测高危电池的系统,可帮助企业在电池起火造成严重损坏之前预防电池火灾。快速组建探测系统,优选FLIR热像仪SICK AG成功开发了一种系统,用来检测渡轮和对交通基础设施至关重要的隧道中的热点和潜在火灾,最近SICK AG有了一个很不错的验证机会。一家德国汽车制造商与该公司接洽,想要检测新装配线上电动汽车电池的潜在问题。SICK AG需要挑战的是,在短短三个月时间内设计、测试和实现一个接口,该接口可以准确地测试每个电池的热失控,然后将数据导出并传输到服务器,以便在发现异常时进行交叉引用和分析。按照以往经验,这一过程通常需要一年多的时间才能完成。FLIR A70为了更快的完成任务,SICK AG 找到Teledyne FLIR ,希望为这项任务提供最合适的FLIR红外热像仪。经过商讨,SICK AG 选择FLIR A70固定安装式红外热像仪构建新的区域热点探测系统(AHD)。安全监控电池生产过程,减少意外开支一个有故障的电池会给制造商带来多少损失?SICK AG 产品和项目经理Lukas Wallimann解释了为什么该系统对汽车制造应用至关重要。“一个电池的故障可能会对昂贵的汽车造成无法弥补的损坏,甚至在它们离开装配线之前就必须将其销毁。更糟糕的是,如果火灾导致生产暂停,价值数百万英镑的贵重机器就会闲置在工厂里。它不仅会损坏生产线,而且工厂每停机一小时还会造成数千美元的损失。”。为了让制造商放心,并使电动汽车电池的生产和实施尽可能安全,AHD系统保证了准确检查生产线上的每个电池单元。FLIR A70确保AHD系统通过红外成像清晰地看到每个电池的每个元件,这与激光热成像等传统检测(只能一次隔离和测量电池组件的温度)不同。当电池从FLIR A70热像仪下方经过时,其热量读数升高的任何区域,AHD系统都能够实时查看。该系统能及时提醒员工注意潜在的问题,并确保测量值高于可接受温度阈值的设备迅速下线或无公害销毁处理,以免造成物理或声誉损害。机身小巧便于集成,赢得客户满意尽管周转时间很短,但SICK AG还是开发出了一种多功能传感器系统,该系统可以与各种系统集成,这样就能将FLIR A70的功能带到几乎任何环境中。其客户需要该系统通过ProfiNet(工业以太网数据通信的技术标准)进行通信,并可远程存储和共享数据以进行分析。AHD系统让人工操作员参与进来,使他们能够实时访问信息,让他们能够根据情况做出数据驱动的决策,这与完全自动化(可能会导致原本可行的产品被丢弃)的过程不同。该系统还可以通过TCP/IP接口集成到更高级别的系统或旧系统中,因为ProfiNet和I/O接口使其非常适合改造较旧的生产线,让其运作达到最新标准的速度。“FLIR A70红外热像仪制作精良,非常适合在汽车制造等工业环境中使用,”Lukas Wallimann补充道。“外壳坚固耐用,传感器便于集成且直观,直接把它拿在手里,能感觉它是一个优质的产品。”。“撇开硬件不谈,对企业来说,FLIR在开发和应用工程期间的支持也很令人满意。他们随时可以帮助解决任何技术问题或集成问题,使原本繁重的工作变得容易得多。”。FLIR A70固定安装式热像仪可作为“安全卫士”全天候监测电池生产过程通用的接口让其可与多种系统集成及时发出警报避免事故的发生
  • 智能化成分析仪器与传感器发展方向
    我国分析仪器和传感器产品,已经加大力度朝向智能化、信息化、网络化方向发展,以实现更灵敏、更准确、更快速、更可靠地实时检测。  分析仪器是我国科技、经济和社会持续发展的基础,无论在工业过程控制、设施农业、生物医学、环境控制、食品安全乃至航空航天、国防工程等领域,均迫切需要各类新型传感器作为信息摄取源的小型化、专用化、简用化、家庭化的新一代分析仪器,以迅速改变我国分析仪器的落后状况。  传感器作为现代科技的前沿技术,传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业,它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。  几十年来,以微电子技术为基础,促进了传感器技术的发展。多学科、多种高新技术的交叉融合,推动了新一代传感器的诞生与发展。例如:我国重点开发的MEMS、MOMES、智能传感器、生物化学传感器等以及今后将大力开发的网络化传感器、纳米传感器均是多学科、多种学科技术交叉融合的新一代传感器。  微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,目前已成功应用在硅器件上形成硅压力传感器(如上述EJX变送器)。微电子机械加工技术,包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、LIGA技术(X光深层光刻、微电铸和微复制技术)、激光微加工技术和微型封装技术等。  MEMS的发展,把传感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。传感器的检测仪表,在微电子技术基础上,内置微处理器,或把微传感器和微处理器及相关集成电路(运算放大器、A/D或D/A、存贮器、网络通讯接口电路)等封装在一起完成了数字化、智能化、网络化、系统化。(注:MEMS技术还完成了微电动机或执行器等产品,将另作文介绍)网络化方面,目前主要是指采用多种现场总线和以太网(互联网),这要按各行业的特点,选择其中的一种或多种,近年内最流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。  除MEMS外,新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术,如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈列红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新型量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、模糊传感器、多功能传感器等。  多传感器数据融合技术正在形成热点,不同于一般信号处理,也不同于单个或多个传感器的监测和测量,而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高,在信息获取基础上,多种功能进一步集成以致于融合,这是必然的趋势,多传感器数据融合技术也促进了传感器技术的发展。  多传感器数据融合的定义概括:把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合,采用计算机技术对其进行分析,消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确实性,获得被测对象的一致性解释与描述,从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性,使系统获得更充分的信息。其信息融合在不同信息层次上出现,包括数据层(像素层)融合、特征层融合、决策层(证据层)融合。由于它比单一传感器信息有如下优点,即容错性、互补性、实时性、经济性,所以逐步得到推广应用。应用领域除军事外,已适用于自动化技术、机器人、海洋监视、地震观测、建筑、空中交通管制、医学诊断、遥感技术等方面。  近年来,传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造,而且可导致建立新型工业,是21世纪新的经济增长点。
  • 2027年产值达500亿!重庆印发传感器及仪器仪表产业集群高质量发展行动计划
    传感器及仪器仪表是获取自然生产领域中数据、信息的主要途径,是“制造”走向“智造”的关键一环,产品门类覆盖12大类、42小类,超6千种品类、2万种规格。近日,为推动传感器与重庆市主导产业深度融合,打造具有全国影响力的传感器及仪器仪表高质量创新发展高地,重庆市经济和信息化委员会印发《重庆市传感器及仪器仪表产业集群高质量发展行动计划(2023—2027年)》(以下简称《行动计划》)。《行动计划》明确发展目标,到2027年,传感器及仪器仪表规上企业产值达到500亿元,年均产值增速达到6%,规上企业数量倍增至10家,累计培育专精特新企业达2—3家;规上企业研发投入强度超3%、高端研发创新人才占比达50%,培育创新平台5家以上,突破行业关键核心技术20项以上,开发高技术高附加值产品30款以上。形成以两江新区、西部科学城重庆高新区及其拓展区为核心,重点区县及重点基础产业园为增长极的“双核多级”产业格局。为实现发展目标,《行动计划》部署了七项重点任务和四项保障措施,重点发展船用级执行器、单作用电液执行仪器仪表、气液联动执行仪器仪表等系列产品,加强高端激光分析仪系列产品研发,推动汞分析仪、激光粉尘仪、超低紫外分析仪、粉尘微质量检测仪、爆炸性沉淀粉尘检测仪等环保气测和测尘监测产品产业化,推动核温控、中子能量、流量、棒位、液位,以及核级热式质量流量计、超声波流量计等产品产业化,重点发展新型MEMS(微电子机械系统)传感器和智能传感器等。(一)打造仪器仪表核心产品。提档升级测量仪器仪表产品。支持运用超声波、物联网等新技术推动公用能源计量设备智能化、高端化,依托专业投资基金开展海外并购,不断缩小温度、湿度、压力、流量等智能变送器与国际先进水平的差距。巩固执行仪器仪表技术优势。支持龙头企业通过合作并购、自主创新等方式,重点发展船用级执行器、单作用电液执行仪器仪表、气液联动执行仪器仪表等系列产品,提档升级调节阀、球阀、蝶阀、阀门定位器等传统优势产品,布局发展三偏心全金属密封蝶阀等大口径、高磅级产品。打造科学仪器仪表特色化品牌。巩固流程气体、环保气体、流程水质等领域技术优势,加强高端激光分析仪系列产品研发,推动汞分析仪、激光粉尘仪、超低紫外分析仪、粉尘微质量检测仪、爆炸性沉淀粉尘检测仪等环保气测和测尘监测产品产业化。提升核能仪器仪表国产替代率。推动核级温控、中子能量、流量、棒位、液位,以及核级热式质量流量计、超声波流量计等产品产业化;支持龙头企业加快核级执行器产品设计制造认证许可,推动核电阀位变送器、核电阀门限位开关、核级调节阀等通过核级产品鉴定试验测试,填补国内第三代核电核级电动执行器空白。(二)推动传感器高端化发展。支持建设萤石智能制造基地、科技园三期等项目,推动高新仪器仪表基地、智能调节阀、智能流量仪表等项目建设。聚焦消费电子、汽车电子、工业电子、医疗电子等应用领域,重点发展新型MEMS(微电子机械系统)传感器和智能传感器,以及微型化、智能化的敏感元器件。围绕声、光、电、磁和微系统领域,引进一批传感器、微系统、通信模组等领域优质企业。鼓励我市晶圆制造企业开放硅基产线加工高端元器件,支撑传感器制造企业开发微硅电容、微硅质量流量等传感器产品。(三)补齐配套环节短板。加大基础材料研投力度,依托龙头企业和科研院所,围绕微电机复合材料、高精密电阻合金带材、半导体及微电子封装用复合材料、动力电池组用复合材料、熔断器用复合材料等,建设具备稳定供货能力的专线;支持合作并购一批高端金属导电材料及其复合材料,推进环保工艺研发,尽快突破贵金属环保提纯工艺研究试验。填补关键芯片产品空白,聚焦工业控制、消费电子、医疗器械等市场需求,引进并购一批国内外知名MEMS芯片设计和制造的龙头企业,建立国际领先的MEMS芯片生产线和封装线,以IDM模式打造MEMS芯片全产业链,培育新增长点;支持设计企业加大模拟/数模混合芯片的投入力度,开发更多支撑信号传输转化的芯片产品。(四)加强核心技术创新。支持本地高校和龙头企业加强合作,建设仪器仪表创新平台,发挥其学科优势和人才资源优势,聚焦高精度智能压力变送器、超声波流量计、超低排放污染气体监测设备等核心产品的技术迭代和应用场景创新,不断巩固我市在细分领域的比较优势。聚焦MEMS传感器、四类仪器仪表等重点领域,建立“企业出题、政府立项”科研攻关模式,支持传感器及仪器仪表、芯片厂商和科研院所组建创新联合体,围绕传感器及仪器仪表高性能、高可靠、长寿命技术,低成本、低功耗、微型化技术,以及信息处理、融合、传输等技术开展联合攻关,形成一批自主知识产权。构建“龙头企业+产业园区+重点高校+科研机构”型技术创新平台,带动优势领域在技术创新方面早出成果。(五)引育优质市场主体。瞄准重点领域龙头企业,形成招商清单,策划推动一批重点招商项目,加强与专业投资基金的战略合作,促进招商项目签约一批、建设一批、投产一批滚动实施。以产业链招商为主线,组建专业招商团队,整合龙头企业、行业协会、科研机构等各类资源,围绕我市重点发展方向,不断拓宽传感器及仪器仪表上下游产业链招商资源渠道。深入实施“链长制”,完善“链长+领军企业+链主企业+属地区县”联动机制,解决链主企业在生产、运营等关键环节的问题和困难,责任制、清单化解决其在科创、重组、管理等关键环节的问题和困难,通过多方联动培育引进优质企业,培育更多链主企业,不断吸引传感器及仪器仪表企业来渝布局。协调市工业和信息化、市科技发展等专项资金,加大对传感器及仪器仪表企业的支持力度。(六)深化区域协同发展。充分发挥我市区位优势,全面加强与北上广深等重点省市交流,强化科技创新、产业链供应链等领域合作。深化成渝地区双城经济圈在重大项目、创新平台、人才培养等方面协同,加快形成全域共享、双核驱动的协同发展新格局。推动全市传感器及仪器仪表产品接轨国际市场,整合各类优质资源,精准支持本地企业发展,并购海外优质资产,增强我市传感器及仪器仪表产业国际竞争实力。(七)强化服务平台支撑。支持两江新区、西部科学城重庆高新区等重点区域谋划建设传感器及仪器仪表产业集群公共服务综合体,服务本地高校在测控技术、计量技术、科学仪器等领域的技术成果转化、标准体系构建。建立“龙头企业+检测机构”型计量服务平台,解决传感器及仪器仪表中小企业生产设施不完备、检测能力不足等问题,吸引各类企业集聚。构建“科创苗圃+孵化器+加速器”的创新创业服务体系,培育更多专精特新传感器及仪器仪表企业。引进中科院精密测量研究院、全国核仪器仪表标准化委员会等国家级权威平台在渝设立分支机构,开展标准体系验证、共性技术供给等专业服务,提升我市传感器及仪器仪表产业全国话语权。鼓励检验检测机构、行业组织、产业园区、科研院所、龙头企业建设传感器及仪器仪表适配验证服务平台,缩短产品适配周期。全文下载:关于印发《重庆市传感器及仪器仪表产业集群高质量发展行动计划(2023—2027年)》的通知.doc
  • 工信部:加快关键芯片、高精度传感器等研发和推广
    近日,工业和信息化部副部长辛国斌在新闻发布会上就汽车电动化、智能化、网联化发展表示,相比电动化,汽车网联化、智能化变革涉及的领域更多,程度也更深,可以想像的空间也更大。创新是第一生产力,辛国斌指出,下一步,新能源汽车产业发展部际协调机制各成员单位将重点开展以下几个方面工作:一是支持关键技术攻关。支持重点大企业牵头,大中小企业参与,开展跨行业跨领域协同创新。创新是第一生产力,要加快关键芯片、高精度传感器、操作系统等新技术新产品的研发和推广应用,进一步提升产业发展内生动力。二是进一步完善网联基础设施。加快C-V2X、路侧感知、边缘计算等基础设施建设,建立基于边缘云、区域云和中心云三级架构的云控基础平台,形成统一的接口、数据和通信标准,进一步提升网络感知、云端计算能力。三是深化测试示范应用。启动智能网联汽车准入和上路通行试点,组织开展城市级“车路云一体化”示范应用,支持有条件的自动驾驶,这里指的是L3级及更高级别的自动驾驶功能商业化应用。此前,辛国斌曾强调,要加强顶层设计,建立新能源汽车产业发展部际协调机制,统筹推进产业发展全局性工作;强化技术创新,支持产学研用深度合作,开展车用芯片、固态电池、操作系统、高精度传感器等技术攻关;完善政策体系,推动研究并尽快明确2023年后车购税减免政策,制定加快充换电建设、公共领域新能源汽车推广应用等支持政策;深化国际合作,加快规则对接和认证标准统一,建设海外政策、法规、标准等信息共享服务平台,营造市场化、法治化、国际化营商环境。
  • 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。
  • 石墨烯生物传感器:中国SCI发文量全球第一
    石墨烯,是当前世界上最薄、最轻、最硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料。它的强大能力常常令人咋舌。一块1厘米厚的石墨烯板,能够让一头5吨重的成年大象稳稳站在上面 用石墨烯做的手机电池,一秒内就能把电充满 以石墨烯为材料的平板电脑,可以随意折叠成手机大小放在口袋里。在电子、航天军工、新能源新材料等领域也有着广泛应用。  11月25日,在中科院文献情报中心产业情报研究中心主办的第20期《产业技术情报》发布会上,研究人员详细梳理了石墨烯在超级电容器和生物传感器方面的应用情况,首次将两个发布主题聚焦于同一领域,并基于权威数据库分析,对两者未来的发展趋势作出研判。  石墨烯超级电容器技术:中国处于快速增长期  当今能源及环境问题日趋严重,以新能源电动汽车为代表的绿色交通工具的发展需求越来越大。而解决其制动能量回收系统的问题是产业发展的关键之一,因此产业对兼顾高能量密度与高功率密度的电化学储能器件的需求越来越迫切。与此同时,超级电容器因具备使用寿命长、充电时间短等优点,被赋予较大期待。石墨烯超级电容器主要研究领域包括:用于电极材料的过渡金属氧化物、活化煤以及氮掺杂石墨烯、集电器表面等方面,涉及技术包括氧化石墨烯单体、过度金属氧化物、氮掺杂、煤活化等。  随着2004年英国曼彻斯特大学物理学家发现石墨烯的分离制备方法,石墨烯在超级电容器中的应用也逐渐开始迅速发展,专利年发表数量快速增长,于 2012年达到峰值每年280项。目前相关技术专利平均在每年250项左右。中国的石墨烯超级电容器领域技术的发展2009年起迅猛增长,年申请量迅速超过每年100项,于2012年达到峰值,此后基本保持在每年120项以上,处于快速增长期。  记者发现,在石墨烯超级电容器技术专利权人排名中,前25名专利权人中数量最多的是来自中国的机构(17家)。排名前5位的依次是:海洋王照明科技股份有限公司、中国科学院、韩国三星公司、美国Nanotek仪器公司和浙江大学。  “从产业技术情报发布的内容来看,我们国家在石墨烯领域的论文和专利的数量还是比较可观的,这些数据充分反映了我们国家的科技活力。”清华大学化工系教授骞伟中说。  他介绍,目前石墨烯的主要制造市场和应用市场均在中国,国内的众多机构在该领域进行了专利布局。北京和江苏已分别成为国家石墨烯发展和研发较为集中的地区,未来5年到10年这些地区还将在石墨烯领域进行大力布局。  “从产业化角度来看,目前石墨烯电容器领域技术更多地集中在高校实验室,离产业化还有一段路要走。我们国家应推动高校和企业的衔接,大力推动石墨烯电容器的产业化发展。”骞伟中建议。  石墨烯生物传感器:中国SCI发文量位列第一  石墨烯因其特殊的纳米结构,优良的光学、电学等特性以及良好的生物相容性,迅速成为生物传感器研究中的热点材料,并成功检测多种生物小分子、DNA、酶、蛋白质以及细胞等。  “生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向,已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。但石墨烯生物传感器目前处于实验室阶段,还未实现产业化。”国家纳米科学中心博士研究生史济东说。  据中科院文献情报中心研究人员介绍,石墨烯用于生物传感器领域研究的重点集中在以下两个方面:一是石墨烯电化学生物传感器,包括安倍型传感器、电化学发光型和场效应晶体管型等,涉及酶传感器(用于检测过氧化氢、葡萄糖、抗坏血酸、多巴胺、尿酸等)、免疫传感器(用于检测病毒、细菌、癌症标志物等)、DNA传感器、蛋白质传感器等 二是石墨烯光学生物传感器,包括荧光传感器和基于共振能量转移传感器。  石墨烯用于生物传感器领域的SCI论文发文年代分布呈现出如下特征:2005 年至2009年发文量相对较少,年发文量不超过100篇,主要来自美国和中国,研究进展相对缓慢,处于技术孕育期 随着2010年英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫因在石墨烯材料方面的研究获得诺贝尔物理学奖,全球石墨烯用于生物传感器领域的SCI发文量增长趋势逐渐明显,其中 2015 年SCI发文量突破了2300篇,相关技术进入快速成长阶段。  统计数据显示,全球共有85个国家和地区开展了石墨烯用于生物传感器的相关研究,其中中国、美国、印度等10个国家和地区在石墨烯用于生物传感器领域的SCI发文量占总量的81.61%。其中中国在该研究中占有明显优势,发文量占全部论文的47.76% 位居第2位的是美国,发文量占全部论文的 9.39%。  在高被引论文方面,石墨烯用于生物传感器领域的SCI论文属于ESI高被引论文有345篇,来自35个国家和地区。其中ESI高被引论文主要来自中国(176篇)、美国(86篇)、新加坡(39篇)、韩国(23篇)和印度(15篇)。  值得一提的是,前10位ESI高被引SCI论文中,有6篇发文来自中国福州大学、中科院长春应用化学研究所、清华大学和中科院上海应用物理研究所4家机构,可以看出中国在该技术领域拥有一定的技术优势。
  • 湾有引力,向光而行!第二届中国传感器与应用技术大会成功召开
    仪器信息网讯 2023年11月11日,第二届传感器与应用技术大会在深圳光明区云谷国际会议中心成功召开。本届大会由由深圳市光明区和中国传感器与物联网产业联盟联合主办,吸引了国内外领先传感器企业参与,并组织了多场先进传感器技术和应用会议,聚焦储能、工业、医疗等应用方向。会议现场下午,第二届传感器与应用技术大会主论坛在三楼国际会议厅成功举办。大会伊始,深圳市光明区委副书记、区长邱浩航和中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长郭源生分别致辞。深圳市光明区委副书记、区长邱浩航 致辞中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长郭源生 致辞致辞结束后,大会进入智能传感器应用场景推介环节,来自智能传感器产业链企业的四位专家分别分享了报告。报告人:比亚迪规划院智能化感知研究首席专家、感知实验室主任 高文报告题目:智能传感器在智能汽车中的应用及技术趋势20世纪60年代初,陆续出现各类传感,燃油车测量压力、油量、温度等第一代结构型传感器为主,第二阶段以霍尔效应、光电转换等为机理的固体型传感器,电车以三电传感器为主;第三阶段,以信息处理、人工智能技术实现量程自动转换、具有分析判别功能的智能传感器。汽车传感器大致分为车身感知传感器、环境感知传感器。随着AI技术和超算芯片发展,智能汽车对环境感知传感器需求增多,而大部分环境感知传感器都是具备信息采集与数据处理的智能传感器。智驾场景与智能座舱场景环境复杂度,信息处理难度高,这让智能传感器成为智能驾驶与智能座舱最重要!针对于此,高文分析了ToF摄像头、4D毫米波雷达、激光雷达等传感器产品及在智能汽车中的应用场景。高文认为,智能驾驶场景复杂度提升,BEV、端到端感知融合框架成为智能汽车新范式;小体积、低成本、完善的产品配套开发是未来智能传感器发展趋势;软硬件一体化布局、垂直整合、硬件预埋OTA升级、测试标准统一将成为产业布局新方向。报告人:迈瑞医疗智能制造技术总监 张含思报告题目:智能传感器在医疗仪器产品上的应用介绍据介绍,迈瑞在中国超过30个省市自治区设有分公司,在境外拥有超过50家子公司,产品远销190个国家及地区,全球雇员超17000人,研发人员占比23%,来自于30多个国家和地区,负责海外业务的外籍员工占82%,2022年集团营业收入约303.7亿元。报告中,张含思介绍了传感器在迈瑞医疗产品上的应用、迈瑞适配不同业务的多形态供应链体系、迈瑞智造、传感器在仪器自动化生产上的应用、传感器在公共系统管理上的应用等内容。报告人:深圳和而泰智能控制有限公司董事长、总裁 刘建伟报告题目:控制器与传感器控制器(Controller)是系统的核心组成部分,是系统的“心脏”和“大脑”,通过信号的接入、信号的处理变换、复杂的电路硬件和算法软件,实施对执行机构的驱动与控制,使系统按照预定目标完成工作。传感器是控制器的前置信号源:控制器是传感器的“家”,是传感器的“归宿”;传感器通常通过控制器完成最终使命。刘建伟认为,工业时代,按工业视角与产业链思维,和而泰等控制器企业,左手是传感器企业合作伙伴,右手是各类整机企业合作伙伴,为传感器企业与整机企业之间架起桥梁。数智时代,按生态视角与大服务思维 (第三代企业使命) ,和而泰等控制器企业携手传感器企业,完成数据定义、数据生产等底层使命;数联天下等计算平台企业携手算力等技术公司,完成智慧融合、能力集成,进而实现精准服务、个性服务、“全能服务”。新的时代,没有独立的器件,没有独立的产品,没有独立的企业,没有独立的行业。全社会使命归一,全要素聚合归一,全生态价值归一:服务,为用户创造价值。报告人:深圳市杉川机器人有限公司副总经理 宫海涛报告题目:杉川机器人-激光传感器在服务机器人中的应用据介绍,杉川机器人 (3irobotix)成立于2016年,是领先的移动机器人核心技术与服务提供商,集研发、生产、销售于一体的高新技术企业,提供性能强大、体验优越的移动机器人技术、产品及解决方案。报告中,宫海涛介绍了整机、传感器、核心部件等产品及典型客户应用情况,并表示,从随机碰撞到惯性导航、再到全局规划、激光导航,技术上的不断创新更迭,使得扫地机市场规模迅速增长,据欧睿国际数据统计,2011-2022 年全球扫地机器人市场规模 CAGR 达 18.97%。截至2022年,全能站产品基本完成迭代,未来行业均价增速放缓,成熟产品打开渗透率,行业规模有望稳定提升,在创新型技术或产品体验颠覆性优化出现前,预估未来四年CAGR约在11.2%,行业规模在未来3-4年,有望突破百亿。应用场景推介结束后,大会举行了智能传感器采购订单签约仪式、企业签约仪式和首批智能传感器政策奖补资金发放仪式。智能传感器采购订单签约仪式企业签约仪式首批智能传感器政策奖补资金发放仪式本次大会,延续了“湾有引力向光而行”的主题,多方位展现光明区的创新动力、经济活力、投资潜力,促成了10个智能传感器采购订单。签约仪式上,光明区政府还与德国UST公司、厦门三优光电、中科水研等18个重点企业项目签约,并向8个智能传感器应用推广项目发放了80-300万不等的政策奖补资金。签约仪式和政策奖补资金发放仪式结束后,大会进入主旨演讲环节。报告人:TE Connectivity传感器事业部亚太区销售与市场总经理 BW Tan报告题目:智能传感技术助力共建万物互联生态传感器是万物互联的起点,2022年全球传感器市场规模约1792.40 亿美元,新能源汽车、医疗电子、工业机器人等为传感器市场创造了新的增长机会。中国传感器市场规模约占 21.87%,政府支持实体经济发展以及物联网应用场景的拓展,将进一步推动中国传感器市场增长。BW Tan在报告中介绍了,TE产品及方案在工业状态监测、协作机器人和机器人、微创设备、呼吸管理及改善设备、电动马达和电动动力总成等关键应用,并表示,TE是全面的端到端解决方案提供商,TE传感器与中国客户共同成长。报告人:汉希科特德国微系统应用研究院Hahn-Schickard院长 Yiannos Manoli博士教授报告题目:Bridging the Gap from Research to Production in MEMS汉希科特(Hahn-Schickard)是一家著名的微系统技术研发服务提供商--从最初的想法到中小型系列的生产以及转入大规模生产。哈恩-希卡德扎根于德国西南部的四个地区,但也是一个全球性的企业。Yiannos Manoli从什么是“惯性”传感器开始,详细介绍了MEMS惯性传感器的工作原理、尺寸外观、应用示例及如何实现从想法到产品的制造。此外,Yiannos Manoli还介绍了汉希科特的对外合作项目和合作研究项目。报告人:宁波柯力传感科技股份有限公司董事长 柯建东报告题目:柯力集团生态投资和赋能柯力传感主要研制和生产各类物理量传感器、称重仪表、电子称重系统、工业物联网系统成套设备、公磅一体机,提供不停车检测系统、建筑机械物联网 (含干粉砂浆)、港机及海洋工程装备物联网、起重机械物联网、工业机器人、畜牧业、智能物流、环保设备等工业物联网系统、项目、产品及解决方案,同时提供专业物联网软件定制服务等,建有“称重设备数据中心”、物联网实验中心及26个实验室。柯力传感于2019年8月上市 (股票代码: 603662),采取集团化管控模式,总部设在宁波,下设12个职能部门、10个事业部和投资34家公司。建有两大研发中心,宁波、深圳、郑州三大产业园 (投资中心),及宁波、郑州、安徽七大生产基地,以力学起步融合多物理技术发展多品种传感器,成为国内品种最多、融合最深、场景最优的全球智能制造传感器公司。柯建东在报告中介绍了柯力传感的投资策略、方向、原则,主要为技术上多到融、产业上量转控、生态上林育森,以产业投资+产业园+产业大脑+产业集团化+产业平台为核心,培育传感器森林。报告人:赛莱克斯微系统科技 (深圳) 有限公司CEO 聂铁轮报告题目:深圳8英寸MEMS中试线项目汇报深圳智能传感芯片中试验证开放平台以打造一条国际知名、国内先进的MEMS中试线,重点服务以深圳为中心的粤港澳大湾区客户为目标,对租赁区域进行改造装修,建设8英寸MEMS中试产线。项目拟规划使用面积约为5305㎡;研发中试各类MEMS晶圆,项目产能为3000片晶圆/月。该中试线以虚拟IDM模式,为传感器芯片设计企业提供工艺技术研发开放平台+批产线,以高端光学传感、MEMS传感和生物传感/微流控等为主要方向,助力中国尤其是深圳牵引的大湾区龙头传感器企业解决“卡脖子”问题,保障供应链安全。报告中,聂铁轮介绍了该项目的背景、需求分析及产出方案,选址和要素保障,建设方案,运营方案,影响效果分析等内容。报告人:深圳市重投资本管理有限公司副总经理 刘钊报告题目:深圳市智能传感器基金介绍报告人:华润置地润宏项目公司总经理 孔维国报告题目:明湖智谷大湾区智能传感新型产业社区介绍
  • 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。
  • 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。
  • 研究开发出基于FBG传感原理的触觉传感器应用于微创手术组织触诊
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所微创中心研究员王磊团队在基于布拉格光栅光纤传感原理在微创手术的应用——活体组织触诊的研究中实现了活体组织的精准力信息反馈和肿块信息的定位检测功能。相关研究成果以Development of a Fiber Bragg Grating-based Force Sensor for Minimally Invasive Surgery ―Case Study of Ex-vivo Tissue Palpation为题,发表在IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上。  随着医疗技术的快速发展,微创手术(MIS)逐渐成为现实。但是,传统手术中发现的一些问题仍与MIS有关。例如,在进行微创外科手术期间,医护人员会暴露在手术室中发现的放射线和整形外科危害中。引入机器人辅助微创手术的技术成为了比传统微创手术更好的替代方案;然而,机器人辅助手术过程中伴随着外科医生的触觉丧失。外科医生通过操作机器人来进行微创手术,手术期间医生无法直接接触人体组织并且分析人体器官,因此无法保证所进行的手术的可靠性。在传统手术过程中,医生通过触觉去感知器官的异常情况,进而判断器官中是否存在肿瘤和肿块。但随着医疗机器人的普及,这种可获得的触觉信息尚未有效集成到机器人辅助的微创手术中,因此要求机器需要具有更高精确度和灵敏度的触觉信息反馈。深圳先进院科研人员在此基础上提出一种用于微创手术组织触诊中的高灵敏度布拉格光栅光纤(FBG)传感方案,与以往的电容式传感方案不同,光纤传感器与手术期间的磁共振(MR)系统和成像系统兼容。   为此,研究设计了用于微创手术的一维远端力传感器。其中,传感器结构中嵌有双光栅元件可用于解耦传感器在使用过程中受到的应变和温度交叉影响,实现更精准的力觉检测。研究中,科研人员基于双光栅元件结构设计出发,推导出相应的柔性结构理论模型。通过fmincon函数对柔性件进行了基于物理模型的优化设计,确定了结构的关键参数。采用有限元法对柔性件的静态和动态特性进行分析,在理论基础上验证了该柔性件的可行性。为了进一步提高传感器性能,并基于前馈神经网络对数据进行标定,该网络模型可精准预测力与波长偏移量的关系。研究还进行了温度补偿实验,验证了双光栅元件能够有效的进行温度解耦方案。实验结果表明,FBG传感器能够在1N范围内感知力值,平均相对误差小于满量程的2%;温度补偿后的误差0.8 mN。科研人员进一步对猪肝器官进行组织触诊实验,验证所提传感器设计在微创手术中的有效性和适用性。   研究实现了组织触诊中器官肿块信息的精准力反馈和定位检测,并提出了新型的温度解耦方案和传感器标定方法,为微创手术中手术机器人的触觉信息检测提供了有效技术路线,有望推动手术机器人在介入式医疗中的手术路径导航和机器控制中的应用。   研究工作得到国家自然科学基金、深圳市科技计划等的资助。   论文链接
  • 地铁隧道气象传感器-一款闪闪发光的五要素气象传感器@2023已更新《风途/仪器》
    地铁隧道气象传感器Czujnik pogody tunelu metra风途【FT-WQX5】是一款闪闪发光的五要素气象传感器。随着公路隧道向长大化方向发展,行车速度和密度加大,公路隧道火灾事故的发生率也随之增加,隧道通风排烟问题也逐渐引起高度重视。  一、产品简介  山东风途物联网科技有限公司作为专业研发生产销售微型气象仪的企业,一直致力于微型气象仪和气象环境解决方案推广应用。具有完整的生产链、实力雄厚的技术团队和全面的营销团队,我们研发生产的超声波风速风向仪、五要素微气象仪、六要素微气象仪和小型自动气象站等气象产品,已广泛应用到气象监测、城市环境监测、风力发电、航海船舶、航空机场、桥梁隧道等领域,客户遍布全国各地,并取得了良好的社会效益和经济效益。  与传统的微型气象仪相比,我司产品克服了对高精度计时器的需求,避免了因传感器启动延时、解调电路延时、温度变化而造成的测量不准问题。  FT-WQX5型五要素微气象仪创新性地将风速、风向、温度、湿度、大气压力通过一个高集成度结构来实现,可实现户外气象参数24小时连续在线监测,通过数字量通讯接口将五项参数一次性输出给用户。  二、产品特点  1、顶盖隐藏式超声波探头,避免雨雪堆积的干扰,避免自然风遮挡(实用新型专利,专利号ZL 2020 2 3215713.X)☆  2、原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向(发明专利,专利号ZL 2021 1 0237536.5)☆  3、风速、风向、温度、湿度、大气压力五要素一体式(实用新型专利,专利号ZL 2020 2 3215649.5)☆  4、采用先进的传感技术,实时测量,无启动风速☆  5、抗干扰能力强,具有看门狗电路,自动复位功能,保证系统稳定运行  6、高集成度,无移动部件,零磨损  7、免维护,无需现场校准  8、采用ASA工程塑料室外应用常年不变色  9、产品设计输出信号标配为RS485通讯接口(MODBUS协议) 可选配232、USB、以太网接口,支持数据实时读取☆  10、可选配无线传输模块,最小传输间隔1分钟  11、探头为卡扣式设计,解决了运输、安装过程松动不准的问题☆
  • 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。
  • 连续三届赞助全国化学传感器学术会议,“雷磁”助推中国化学传感器事业发展
    2023年09月23-24日,第十六届全国化学传感器学术会议(SCCS2023)在美丽的泉城济南举办,本次会议由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专家组主办,济南大学承办,化学生物传感与计量学国家重点实验室(湖南大学)、上海师范大学、上海仪电科学仪器股份有限公司(雷磁)、临沂大学等单位共同协办。会议主题是“化学传感赋能新时代”,邀请了国内外众多知名专家学者,共同探讨化学传感领域的最新研究成果和发展趋势,是化学与生物传感领域的学术交流盛会。会议同期颁发了“中国化学传感器成就奖”学术奖项。该奖项的奖励基金由上海仪电科学仪器股份有限公司(简称上海仪电科仪)赞助支持,自2019年首届至本届已是第三届,该奖项的设立旨在奖励在我国化学生物传感器科研领域取得优秀成果,并对我国化学生物传感器事业发展做出突出贡献的中国科研工作者。第三届“中国化学传感器雷磁终身成就奖”被授予中国科学院院士、发展中国家科学院院士,中国科学院生态环境研究中心研究员江桂斌;“中国化学传感器雷磁杰出成就奖”分别颁发给湖南大学教授张晓兵、南京大学教授龙亿涛、广州大学/中山大学教授牛利。大会期间,本公司市场营销部总经理许佰功作了《“雷磁”电化学传感器及仪器技术发展》的主题报告,与现场嘉宾共同探讨了关于电化学传感器现状和技术创新等多方面的内容。“雷磁”是上海仪电科学仪器股份有限公司的自主品牌,创建于1940年,是中国pH计和玻璃电极的诞生地,也是国内分析仪器的重要发源地。“雷磁电化学分析仪器”自2008年起连续获得“上海名牌产品”称号,“雷磁”自2013年起连续获“上海市著名商标”,雷磁“L系列电化学仪器、ZDJ-5B系列自动滴定仪”等先后通过“上海品牌”认证。“雷磁”拥有丰富的科学仪器产品线,涵盖电化学传感器、电化学分析仪器、滴定仪/水分仪、水质分析仪、在线水质监测仪器、化学试剂和系统集成等众多门类。在专业专用型电化学传感器方面,“雷磁”研制出众多满足特殊应用场合的不同功能、材料和结构的专业专用型电极,为用户带来了更多高性能智能化的产品体验,是电化学行业的头部领军企业。上海仪电科仪将继续围绕市场,做好产品,做好品牌,做好服务,做好合作,不断地向高端、高品质发展。在科学仪器展览活动中,上海仪电科仪(雷磁)展示了引领L系列、智能T系列、超凡F系列和经典系列实验室台式和便携式等多款电化学仪器,最新款滴定仪ZDJ-4D和全新升级版便携式水质分析仪器等一系列产品,以及包括pH电极,电导率电极,溶解氧电极、温度电极、参比电极、金属电极、滴定专用电极等系列电化学传感器,“雷磁”根据具体的行业应用和操作习惯,不断推陈出新,优化配方和工艺,改进电极的性能和结构,适应新的应用场景,用持续创新向业界展示中国科学仪器企业的实力和风采。
  • 分析仪不离传感器 微电子智能化为主
    分析仪器是我国科技、经济和社会持续发展的基础,无论在工业过程控制、设施农业、生物医学、环境控制、食品安全乃至航空航天、国防工程等领域,均迫切需要各类新型传感器作为信息摄取源的小型化、专用化、简用化、家庭化的新一代分析仪器,实现更灵敏、更准确、更快速、更可靠地实时检测,以迅速改变我国分析仪器的落后状况。  传感器作为现代科技的前沿技术,传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业,它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。  几十年来,以微电子技术为基础,促进了传感器技术的发展。多学科、多种高新技术的交叉融合,推动了新一代传感器的诞生与发展。例如:我国重点开发的MEMS、MOMES、智能传感器、生物化学传感器等以及今后将大力开发的网络化传感器、纳米传感器均是多学科、多种学科技术交叉融合的新一代传感器。  微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,目前已成功应用在硅器件上形成硅压力传感器(如上述EJX变送器)。微电子机械加工技术,包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、LIGA技术(X光深层光刻、微电铸和微复制技术)、激光微加工技术和微型封装技术等。  MEMS的发展,把传感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。传感器的检测仪表,在微电子技术基础上,内置微处理器,或把微传感器和微处理器及相关集成电路(运算放大器、A/D或D/A、存贮器、网络通讯接口电路)等封装在一起完成了数字化、智能化、网络化、系统化。(注:MEMS技术还完成了微电动机或执行器等产品,将另作文介绍)网络化方面,目前主要是指采用多种现场总线和以太网(互联网),这要按各行业的特点,选择其中的一种或多种,近年内最流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。  除MEMS外,新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术,如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈列红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新型量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、模糊传感器、多功能传感器等。  多传感器数据融合技术正在形成热点,不同于一般信号处理,也不同于单个或多个传感器的监测和测量,而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高,在信息获取基础上,多种功能进一步集成以致于融合,这是必然的趋势,多传感器数据融合技术也促进了传感器技术的发展。  多传感器数据融合的定义概括:把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合,采用计算机技术对其进行分析,消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确实性,获得被测对象的一致性解释与描述,从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性,使系统获得更充分的信息。其信息融合在不同信息层次上出现,包括数据层(像素层)融合、特征层融合、决策层(证据层)融合。由于它比单一传感器信息有如下优点,即容错性、互补性、实时性、经济性,所以逐步得到推广应用。应用领域除军事外,已适用于自动化技术、机器人、海洋监视、地震观测、建筑、空中交通管制、医学诊断、遥感技术等方面。  近年来,传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造,而且可导致建立新型工业,是21世纪新的经济增长点。
  • 光学气体传感器你选对了吗
    根据应用场景选择合适传感器光学气体传感器是多种分析设备的核心部件,直接决定了仪器的性能指标和功能,仪器设计之初,传感器选型非常重要。市面上各种原理、各个厂家的光学气体传感器琳琅满目,指标参数参差不齐,要如何选择最合适、性价比最高的传感器呢?实际上每款传感器都有其优缺点和适用范围,要么性能指标有优势,要么可靠性更值得信赖,要么价格便宜等等。要根据具体需求和应用场景选择合适传感器,比如经常要测量组分繁杂、湿度高的气体,最好选择UVDOAS、FTIR这类色散分光原理的气体传感器。关于传感器的性能、体积、功耗、扩展性、价格等要综合权衡。 传感器性能指标权衡选择光学气体传感器,首先传感器的关键指标参数要优于预研仪器的设计参数,除体积重量外,一般要考虑以下几点要素,(每个要素都很复杂,本期先简单描述,后面几期再根据反馈详细分析):1. 测量气体种类和干扰。前者好理解,要和仪器的目标气体一致,比如开发环境空气CO2分析仪器选择低量程LY-NDIR双通道CO2模块就完全能满足要求,但在背景气中有干扰组分的就要同时考虑干扰组分的同时测量,这是很多仪器开发者经常忽略的问题。比如开发污染源SO2分析仪选择NDIR原理就要考虑烟气常见组分CH4的干扰,因为红外波段CH4在SO2吸收峰处同样有吸收,会带来正干扰,当然选择紫外差分原理的如LY-UVDOAS系列的传感器就不用考虑CH4干扰。2. 量程、检出限和线性误差。分别代表了传感器的实际测量范围、最低响应浓度和结果正确度,其中量程和检出限指标是一对有点矛盾的参数,一般长光程设计的传感器,会有低的检出限和量程指标,反之亦然,当然,也有少数高端的传感器可以两者都兼顾,比如崂应的UVDOAS系列传感器,通过自适应调整光谱波段算法,测超低浓度时选择强吸收谱段反演计算测,超高浓度时选择弱吸收谱段反演计算,这样两个参数都能获得很优秀的指标。3. 响应时间、重复性和稳定性响应时间一般是T90、T10,表征了传感器的响应速度,跟气室体积、气体流速和平滑算法都有关系,因此也与精度、检出限指标有点负相关。关于重复性和稳定性,一般是在环境条件稳定的情况下,反复多次测量结果的一致性程度。4. 漂移(零漂、量漂)和适用温度范围漂移指标分为不同时间的漂移,常见的有1h/4h/8h/24h/月/年漂移,便携式仪器,小时漂移更重要,在线运行仪器月漂移也很重要,这关系到仪器设计或运行时的调零周期,有些仪器还需要设计自动调零气路。适用温度范围,在本文中不仅指传感器可工作的温度范围,还代表确保传感器精度/线性误差满足指标的温度范围,温度对光学气体传感器的影响非常大,所以需要确定精度是在什么温度范围内能满足。有些传感器比如崂应UVDOAS/NDIR/NDUV系列,采取了大量的措施确保了温度适用性,指标表里的误差均是指在工作温度范围内都能满足的误差;也有很多传感器指标误差中仅仅在室温条件满足(有些在指标表中看不出,有些会用温度漂移1℃示值漂移不超过满量程的多少来描述),这样就意味着仪器设计中要考虑增加对气体传感器应用环境的恒温设计或温度补偿算法,以满足仪器的高低温性能指标要求,据了解在多个领域的标准中都有仪器高低温适用性指标要求,毕竟仪器的客户群体大多分布在全国各地,四季温差、昼夜温差跨度非常大。5. 考虑升级和可扩展性,在仪器整个生命周期中,满足当前设计指标就可以?还是会根据市场需求而扩展升级(这种情况在快速发展的行业中是经常出现的,污染源监测行业指标就一直随着环保需求而不断收紧)?如果是后者,在核心传感器选型时就要考虑传感器的指标可扩展性,市面有少数高端传感器具备扩展空间,比如崂应的大部分UVDOAS传感器和NDIR传感器可以在硬件不变的情况下升级扩展量程,LY-UVDOAS更是可以在原基础上扩展测量气体的种类,然而这些扩展功能是基于深厚的技术水平的,能做到、做好的不多,有仪器扩展升级考量的要仔细甄别,选择对的传感器,有利于仪器的快速升级、缩减研发时间和成本。关于光学气体传感器的价格和价值这是个有意思的话题,本文简单一说。市面上不同传感器价格差异很大,这跟很多因素有关,最关键的还是指标。有些传感器是半定量的,有个不离谱的示值就可以,仅作为一个参考,这种很便宜;有些较准确,可以作为阈值判断用,价格一般;有些给出精确示值,比如误差在±5%以内,属于工业级的,价格较高;有些更高端的传感器给出更精确示值、表现非常好的环境使用性,比如误差在±2%甚至±1%以内,价格很高。不同等级的传感器,价格差异是数量级的,毕竟气体传感器做到一定精度指标之后,每一点小的提升,都会需要付出很高的成本代价去实现。所以,要根据预研仪器的要求和定位选择最合适的传感器。另外,传感器的附加值差异也很大,比如价格对比时,不要单独看一个传感器的价格,要看测一种气体的价格,比如多通道LYNDIR传感器一种气体的价格就明显低于多个单一气体传感器,同时去除了相互间的干扰,节省了体积,对仪器设计而言,增加功能同时省时、实力、省空间,性价比自然高很多。关于传感器之外的隐形附加价值也要权衡。比如购买崂应的传感器,就附加了定制化的解决方案,协助根据应用场景选择最佳好传感器、设计时用好,高质量的售后服务和可能的升级空间。最后,传感器基本选好了后,还要实测,尤其上文中提到的几个关键指标,毕竟光学气体传感器良莠不齐,自己测过才知道。欢迎致电崂应咨询交流。
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