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恒压供水压力传感器

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恒压供水压力传感器相关的资讯

  • 研究首次制造出亚微米厚度的柔性压力传感器
    柔性压力传感器是得到关注最多的一类柔性传感器,在生物医学、脑机工程、智能制造等众多领域得到了应用。近日,大连理工大学研究员刘军山团队与李明教授等团队合作,独辟蹊径地提出了一种纳米工程策略,首次制造出了亚微米厚度(0.85μm)的柔性压力传感器。相关成果发表在Small上,并被选为封面文章。封面图片。大连理工大学供图柔性压力传感器通常由上下两层柔性电极层和中间的功能软材料层组成,外界压力会导致功能软材料层产生压缩变形,从而引起传感器输出信号的改变。而这种以功能软材料层压缩变形为主导的传感机理,要求电极层具有相对较大的抗弯刚度,电极层厚度一般要比功能软材料层大1~2个数量级。因此,现有的柔性压力传感器厚度只能在百微米甚至毫米量级,严重影响了传感器的轻质性、变形性和共形性。团队通过纳米工程策略,将柔性压力传感器的传感机理,由功能软材料层的压缩变形为主导,转变为柔性电极层的弯曲变形为主导,从根本上解除了对于传感器厚度的限制。并且,由于超薄的柔性电极层拥有极强的变形能力,使得传感器具有优异的检测性能。传感器的单位面积重量只有2.8 g/m2,相当于普通办公打印纸的1/29,能够承受曲率半径小至8.8μm的面外超大弯曲变形,并且能够与皮肤表面实现完全共性贴合。另外,传感器的灵敏度为92.11 kPa-1,检出限为0.8 Pa,均处于目前公开报道的最高水平。纳米工程策略可以成数量级地减小传感器的厚度,从而突破性提升传感器的轻质性、变形性和共形性,同时还能够使得传感器具有超高的检测性能,为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新的思路。
  • 日本研制出柔性压力传感器,有望协助肿瘤检测
    提起肿瘤,相信大多人都是惧怕的,因为它在大多数时候都代表了痛苦与死亡,至今,人们对于大部分肿瘤依旧束手无策。  而传感器的功能相信大家都是了解的,是人工智能硬件的必备品,越小越灵敏的传感器也就意味着可以办成更多的事。  由于生产方法的限制,人类还很难制造出厚度在100位微米以下的传感器。但是日前却传来了好消息,日本东京大学的研究人员研发了一种由纳米纤维材料制成的超薄柔性压力传感器,仅80微米厚,可以很准确地感知圆形物体表面的压力,甚至可以一次性测量出144个点的压力。  利用碳纳米管、石墨烯和高分子弹性聚合物等制成了300-700纳米厚的纳米纤维材料,再形成透明、轻薄的多孔结构。  研究人员将这一传感器放进人造血管之中进行测试,发现可以测量出极其微小的压力变化,同时还可以检测出压力在这种环境中传播的速度。  由此,研究人员表明,未来是有希望利用搭载这种传感器的橡胶手套来检测出乳腺癌或是肿瘤的。  我们相信时间的力量,有一天,肿瘤再不会成为一个可怕的代名词。
  • 南方科技大学《ACS Nano》:通过分级互锁结构设计获得高灵敏和宽线性传感的柔性压力传感器
    灵敏度高、线性传感范围宽的柔性压力传感器在机器人触觉、健康监测、可穿戴设备领域具有重要应用。构筑微结构可以提高传感器的灵敏度,但由于软材料在压力作用下的结构硬化问题使传感器的响应逐渐饱和,导致器件呈现较窄的传感范围和显著的非线性响应。针对这一问题,来自南方科技大学的郭传飞教授团队设计了由微穹顶阵列与带有次级微柱的微穹顶(分级微穹顶)阵列而形成的一种分级互锁结构,有效提升界面结构的可压缩性,显著降低结构硬化,实现柔性压力传感器的高灵敏度(49.1 kPa-1)、线性响应(相关系数R20.995)和宽传感范围的统一(~485 kPa)。传感器的响应/恢复时间小于5 ms,可以检测频率高达200 Hz的振动刺激,显示出良好的动态响应特性。将传感器用于机械手的抓取任务中,结合机器学习,帮助机械手识别被抓取物体的重量,提升机器人触觉感知能力。相关工作以“Graded Interlocks for Iontronic Pressure Sensors with High Sensitivity and High Linearity over a Broad Range”为题发表于国际期刊《ACS Nano》。 该研究使用面投影微立体光刻技术(nanoArch S130,摩方精密)打印具有微穹顶结构以及分级微穹顶结构的树脂作为模具,进一步地,通过模板法获得具有微穹顶结构的环氧树脂/Au电极及离子膜。打印模具尺寸:9 mm×9 mm×1.5 mm,单个微穹顶尺寸(电极模具):宽290 μm,高480 μm;次级微柱尺寸(离子膜模具):直径28 μm,高70 μm。每层打印精度设置为5 μm,以实现分级互锁结构的高精度、定制化打印。 这项工作为制造具有高灵敏度、高线性度和宽压力响应范围的柔性压力传感器提供了一种策略,在未来的触觉器件中具有广阔的应用前景。 图1. 分级互锁结构的可压缩性及器件传感原理 分级互锁结构由微穹顶结构与带有次级微柱的微穹顶结构组成。微柱在分级互锁结构中具有重要作用。一方面,它提高了结构的可压缩性,减少结构硬化,使应力分布更均匀,有助于实现线性形变;另一方面,微柱结构的引入减小了电极与离子膜之间的起始接触面积,可有效提高了器件的灵敏度(图1)。 图2. 分级互锁型柔性压力传感器的制备该研究使用面投影微立体光刻技术打印具有微穹顶结构以及分级微穹顶结构的树脂作为模具。进一步地,通过模板法获得具有微穹顶结构的环氧树脂/Au电极及离子膜,并与平面电极PET/Au组合、封装,获得分级互锁型器件(图2)。 图3. 分级互锁型柔性压力传感器的传感性能分级互锁结构的设计实现了器件的高灵敏度、高线性度及宽传感范围的统一,同时提升了器件的响应速度,实现对高频振动刺激的精准检测,呈现出良好的动态响应特性(图3)。 图4. 分级互锁型柔性压力传感器的线性传感特性 将该传感器用于开发线性响应的电子天平,并用于测量几种未知物体的重量,其输出结果与商业电子天平的称量结果几乎一致,表明了自制电子天平对质量的测量比较准确、可靠,而且无需额外的非线性校准,大大简化数据处理过程(图4)。 图5. 基于机器学习的抓取任务感知与重量识别 柔性压力传感器的一个重要应用是为机器人带来触觉感知能力,使机器人能够像人类一样与外界互动。将分级互锁型传感器集成在气动抓手表面,实现机械手在抓取物体时的触觉感知;结合机器学习,帮助机械手识别物体的重量(图5)。原文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10535作者:白宁宁
  • 美国丹纳赫西特新推出Model278压力传感器
    日前,丹纳赫Setra(西特)全新推出Model278大气压力传感器。该产品长期稳定性小于0.1mb/年,可用于要求精确测量、快速响应和长期稳定、长期可靠的环境中。   为了经受自动气象站(AWS)恶劣的环境和环境监测需要,Model278外壳采用了不锈钢和聚酯材质构成。可插拨的5针端子排使得连接数据记录仪和信号连接非常简单,1/8“倒刺压力接口简化了气路连接,传感器的体积只有(3.6”×2.4“×1.0”)是应用和替代现有产品的理想选择。   Model278可工作在-40℃~60℃(-40°F~140°F)的温度范围内。用户可选择0-2.5VDC或0-5VDC的输出,3线或4线电路和9.5-28VDC激励。传感器工作功耗很低(3mA标称)。它的休眠特性使功耗降低到1μA,并且当压力读数快速启动时传感器也能快速启动。   Model278采用Setra的SETRACERAMTM电容式敏感元件和独特的IC模拟电路,这从根本上简化了设计,热稳定玻璃熔融陶瓷敏感腔结合Setra久经考验的电容式电荷平衡IC电路,使得传感器在精度和环境补偿方面都有出色的表现。SetraceramTM敏感元件具有卓越的热膨胀系数和低机械迟滞使得Model278具有良好的长期稳定性。
  • 大连理工大学科研团队首次制造出亚微米厚柔性压力传感器
    近日,国际知名期刊《Small》以封面文章刊发了我校机械工程学院刘军山研究员团队关于柔性压力传感器的最新研究成果“Nanoengineering Ultrathin Flexible Pressure Sensor with Superior Sensitivity and Perfect Conformability”。柔性压力传感器是得到关注最多的一类柔性传感器,在生物医学、脑机工程、智能制造等众多领域得到了应用。柔性压力传感器通常由上下两层柔性电极层和中间的功能软材料层组成,外界压力导致功能软材料层产生压缩变形,从而引起传感器输出信号(电阻、电容、电压)的改变。这种以功能软材料层压缩变形为主导的传感机理,要求电极层具有相对较大的抗弯刚度,电极层厚度一般要比功能软材料层大1~2个数量级。因此,现有的柔性压力传感器厚度只能在百微米甚至毫米量级,严重影响了传感器的轻质性、变形性和共形性。   刘军山研究员团队长期开展柔性传感器研究,通过与我校力学系李明教授等团队合作,独辟蹊径地提出了一种纳米工程策略,首次制造出了亚微米厚度(0.85µm)的柔性压力传感器。纳米工程策略将柔性压力传感器的传感机理由功能软材料层的压缩变形为主导转变为柔性电极层的弯曲变形为主导,从根本上解除了对于传感器厚度的限制;而且,由于超薄的柔性电极层拥有极强的变形能力,使得传感器具有优异的检测性能。传感器的单位面积重量只有2.8 g/m2,相当于普通办公打印纸的1/29,能够承受曲率半径小至8.8µm的面外超大弯曲变形,并且能够与皮肤表面实现完全共性贴合。另外,传感器的灵敏度为92.11 kPa-1,检出限为0.8 Pa,均处于目前公开报道的最高水平。纳米工程策略可以成数量级地减小传感器的厚度,从而突破性提升传感器的轻质性、变形性和共形性,同时还能够使得传感器具有超高的检测性能,为柔性压力传感器的设计和制造提供了一种全新的思路。   该项工作得到了国家重点研发计划项目(2020YFB2008502)、国家自然科学基金(51875083)和大连市科技创新基金(2020JJ25CY018)的。
  • 北京航空航天大学研制成功高灵敏度石墨烯MOEMS谐振压力传感器
    由悬浮石墨烯制成的纳米机械谐振器对压力变化表现出高灵敏度。然而,由于受空气阻尼的影响,这些设备在非真空环境中表现出明显的能量损失,以及由于石墨烯的轻微渗透,参考腔内不可避免地出现微弱的气体泄漏。2023年6月12日,北京航空航天大学李成副教授团队在ACS Appl. Mater. Interfaces期刊发表名为“High-Sensitivity Graphene MOEMS Resonant Pressure Sensor”的论文,研究提出了一种利用微电子机械系统技术的新型石墨烯谐振压力传感器,其特点是将多层石墨烯膜密封在真空中,并粘附在带有凹槽的压敏硅膜上。这种方法创新性地采用了间接敏感的方法,在大气中表现出60倍的能量损失,并解决了基底和石墨烯之间长期存在的气体渗透问题。值得注意的是,所提出的传感器表现出1.7Hz/Pa的高压力灵敏度,比硅的同类产品的灵敏度高5倍。此外,全光封装腔结构有助于实现6.9×10-5/Pa的高信噪比和低温度漂移(0.014%/℃)。所提出的方法为使用二维材料作为敏感膜的压力传感器的长期稳定性和能量损失抑制提供了一个很好的解决方案。MOEMS石墨烯谐振压力传感器其特点是通过阳极键合实现10-3Pa的真空封装,大大降低了压力差下基底和石墨烯之间高空气阻尼和气体渗透造成的能量损失。总的来说,所提出的传感器为提高信噪比和实现二维材料谐振传感器的可靠使用提供了一个有前途的解决方案。
  • 密封仪在包装测试中,如何实现自动恒压补气和自动反吹卸载
    在现代包装工业中,确保产品的密封性能是维持产品质量、延长保质期及提升消费者满意度的关键环节。密封仪作为检测包装密封性能的重要工具,其技术的先进性与自动化程度直接影响到测试的效率与准确性。本文将深入探讨密封仪在包装测试中如何实现自动恒压补气和自动反吹卸载的两大核心功能,旨在为读者揭示这一过程的技术原理与应用实践。一、自动恒压补气技术:精准控制,稳定测试环境1.1 恒压补气原理概述自动恒压补气是密封仪在测试过程中,通过精密的控制系统,对包装内部施加并保持一个恒定的气压值,以模拟产品在实际运输和储存过程中可能遇到的压力变化。这一过程要求系统能够快速响应并调整气压,确保测试环境的稳定性与可重复性。1.2 关键技术实现高精度压力传感器:密封仪内置的高精度压力传感器,能够实时监测包装内部的气压变化,并将数据反馈给控制系统。PID控制算法:采用比例-积分-微分(PID)控制算法,根据预设的压力值与实际测量值的偏差,自动调整补气速率,实现快速而精确的恒压控制。自动补气系统:当检测到气压低于设定值时,自动补气系统会迅速启动,通过压缩空气或惰性气体(如氮气)的供应,向包装内部补充气体,直至达到并维持预设的压力水平。1.3 应用优势自动恒压补气技术的应用,不仅提高了测试的准确性和稳定性,还大大缩短了测试周期,降低了人工干预的需求,提升了整体测试效率。同时,通过精确控制气压,还能更好地模拟产品在不同环境下的密封性能,为产品质量的全面评估提供有力支持。二、自动反吹卸载技术:高效清理,保障测试连续性2.1 反吹卸载原理解析在完成一次密封测试后,包装内部会残留一定的测试气体。为了不影响下一次测试的准确性,并避免气体对包装材料造成潜在损害,密封仪需具备自动反吹卸载功能。该功能通过向包装内部反向吹入清洁空气或惰性气体,将残留的测试气体快速排出,恢复包装至初始状态。2.2 技术实现细节智能识别与触发:密封仪通过内置的程序逻辑,自动识别测试完成信号,并自动触发反吹卸载流程。高效气体循环系统:设计有优化的气体循环路径,确保反吹气体能够均匀、快速地流经包装内部,有效清除残留气体。可调节反吹参数:根据不同包装材料和测试需求,用户可设置反吹时间、压力等参数,以达到最佳卸载效果。2.3 应用效果评估自动反吹卸载技术的应用,显著提升了测试流程的连续性和自动化水平。它有效避免了手动清理包装内部的繁琐步骤,减少了人为错误的可能性,同时保护了包装材料的完整性,延长了使用寿命。此外,通过优化反吹参数,还能进一步提高测试效率,降低生产成本。结语综上所述,密封仪在包装测试中实现自动恒压补气和自动反吹卸载的功能,是包装检测技术向智能化、自动化方向迈出的重要一步。这两项技术的成功应用,不仅提升了测试的准确性和效率,还促进了包装工业的整体进步与发展。随着科技的不断进步和市场需求的变化,我们有理由相信,未来的密封仪将更加智能化、高效化,为包装行业带来更多的创新与突破。
  • 日本制硅谐振水压计成功用于观测海平面波动
    近日,日本防灾科学技术研究所(NIED)、东京大学地震研究所(ERI)和横河电机株式会社(横河电机)对用于探测早期海啸的新研发的水压计进行了评估。   本次评估中使用的水压计配备了一种新型硅谐振压力传感器,安装在房总半岛附近水深3436m的海底。在本次评估过程中,该压力计成功识别了70MPa压力波动,相当于海平面7厘米的变化。 水压计,配有采用MEMS技术的硅谐振压力传感器。长度261.5毫米(来源:横河电机)   虽然因海啸是罕见的事件很难获得海啸的数据,但评估检测到类似海啸的海平面变化,水压计预计将被用于实际海啸的检测。南海海底地震海啸观测网(N-net)将采用此水压计,观测地震引发海啸所引起的海底水压波动,从而实现较准确的海啸探测,以减轻灾害带来的损失。   NIED、ERI和横河电机已经评估了一种配备MEMS硅谐振压力传感器的水压计的有效性,该传感器用作海底压力观测,能够在发生地震的重大震动期间获取准确数据。鉴于地震期间发生的重大地面运动,本次测试旨在确定测量数据的采集是否会受到水压计振动或其姿态变化的影响。   经证实,姿态变化对水压计的影响小于传统水压计。此外,在重复应用于70 MPa (相当于7,000m水深)的精密测试中,不高于70MPa的0.005%的重复性被证实性能出色。该水压计采用MEMS技术,因此具有每种产品拥有相同质量的优势。   为了评估水压计在实际海底环境中的性能,在日本千叶县房总半岛附近3,436米的深度进行了总计203天的海底观测。由于海啸是一种罕见的现象,获取海啸观测数据通常很困难。然而,在评估工作中观察到, 伴随2022年1月15日汤加火山的爆发,海平面出现了7厘米的波动。进一步的数据分析还证实,水压计能够观察到相当于海平面变化小于1厘米的压力变化。确认的灵敏度表明水压计具有足够的性能来观测实际的海啸。水压计是日本制造的产品,适用于深海作业,具有与世界上任何地方制造的尖端仪器相同的灵敏度。   地震海啸观测网络是减少灾害风险的基础设施的一部分,有助于发展关于灾害风险信息和地震海啸灾害风险研究。NIED负责陆地和海底地震海啸监测(MOWLAS),覆盖日本所有陆地和海域。从2019年开始,NIED一直在开发N-net,一种电缆型海底地震海啸观测系统。N-net将安装在南海海槽的震源区内,该震源区预计会发生地震,但尚未建立观测网络(从高知县近海到日向滩)。   N-net是一个网络系统,可以直接探测地震和海啸,并将信息可靠地传输到陆地,从而实现实时观测。这种新型硅共振水压计在该系统中发挥了重要作用。NIED、ERI和横河电机已经进行了多次测试,以确保这种水压计的可靠性,目的是在南海海槽发生大地震时,尽可能地减轻损失。据悉,横河电机的硅谐振压力传感器采用基于单晶硅谐振器谐振频率随压力变化的传感方法,具有低功耗、紧凑型、高灵敏度、高稳定性和高耐压性的特点。谐振器使用硅半导体制造技术密封在清洁的真空腔中,防止外来颗粒粘附在谐振器上降低其性能。此外,使用石英晶体谐振器的传感器不会因气体解吸而导致性能变化,并且可以实现稳定的测量。自1991年以来,横河电机一直在其工业差压和压力变送器中使用这种传感方法安装压力传感器。
  • 意法半导体发布第三代MEMS传感器
    新一代MEMS传感器将为智能手机、消费类智能产品、医疗保健和零售终端在性能和功能方面带来又一次飞跃。   MEMS技术是强大的运动、环境等微型传感器的基石,这些传感器为当今的智能手机和可穿戴设备提供了直观的情境感知功能。现在,意法半导体的新一代MEMS技术将传感器性能提升到了新的高度,超越了现有市售产品在输出精度和功耗方面的技术限制。新一代MEMS传感器可以为活动检测、室内导航和精密工业传感等应用提供业界最高的精度。同时,它们还可以保持较低的功耗以延长运行时间。   部分MEMS产品具有的额外功能包括意法半导体的机器学习内核(MLC)和静电传感。MLC为以极低功耗运行的边缘应用带来了自适应的机器学习功能。电荷变化(QVAR)感应通道通过智能手表或健身手环中与身体接触或非接触式感应(雷达)来监测静电电荷的变化。带有QVAR的意法半导体MEMS传感器可以增强用户界面控制,以确保无缝交互,或简化湿度和冷凝检测。雷达模式应用包括人员存在检测、活动监控以及人员计数。   意法半导体MEMS营销总监Simone Ferri表示:“开创性的新一代产品基于意法半导体在MEMS专业知识和工艺技术方面的广泛投入和历史积累。除了彻底革新传感器的性能,我们还通过可选的静电传感和机器学习来进一步扩展它们的功能。由此提供了为Onlife时代做好准备的新一代MEMS传感器,通过始终存在、始终在线以及始终连接,使智能生活更透明、更顺畅。”   此次推出的新一代传感器包括LPS22DF和LPS28DFW(防水)大气压力传感器,其工作电流为1.7 µA,绝对压力精度为0.5 hPa。LPS28DFW具有双满量程功能,能够在水下和水上提供精确的垂直定位。其满量程范围可选择最大1260 hPa或4060 hPa,相当于约30 m深度处的水压。这两款传感器可以提高便携式设备和可穿戴设备(包括运动手表)的高度计和气压计性能。典型的工业应用包括天气监测和精确水深传感等。   新款三轴MEMS加速度计LIS2DU12,专门用于构建具有主动抗混叠功能的超低功耗架构。其抗混叠滤波器的电流消耗是市场上较低的。LIS2DU12在100 Hz输出数据速率(ODR)下电流消耗仅3.5 µA,也是第一款带I3C接口的市售MEMS加速度计。所有这些功能都集成在最小的2.0 mm x 2.0 mm x 0.74 mm封装中。这款加速度计非常适用于可穿戴设备、助听器、真无线立体声(TWS)耳机、无线传感器节点以及任何必须进行系统优化的应用。   新款6轴iNEMO惯性模块LSM6DSV16X包含QVAR静电传感,以及MLC和有限状态机(FSM),可增强响应并节省电源,其工作电流可低至12 µA。新的FSM可实现自适应自配置(ASC),由此,该6轴MEMS器件可以感知情境,并在不唤醒系统的情况下自行重新配置,从而实现显著的额外节能效果。这款产品即将投入量产,已在一种静电雷达应用中进行了演示,用于用户检测以加速唤醒笔记本电脑。   新款压力传感器LPS22DF提供2.0 mm x 2.0 mm x 0.73 mm 10-lead LGA封装(eStore有售),LPS28DFW提供2.8 mm x 2.8 mm x 1.95 mm 7-lead LGA封装(eStore提供免费送样),这两款产品目前已在量产,可通过分销商采购,售价1.90美元起。LIS2DU12和LSM6DSV16X计划于2022年晚些时候推出。
  • 聚氨酯海绵变身“压力传感器” 成本仅为5分/立方厘米
    一块不起眼的海绵,加上一点更不起眼的碳黑,就可以造出超灵敏的压力检测器。近日,来自四川大学高分子研究所卢灿辉与张新星研究团队就发明出了这样的用于压力灵敏检测的复合材料。  柔性高灵敏压力检测装置在诸多领域都有着重要的应用,如机器人设计、电子皮肤、医用器械等。压电材料是这个领域的一大“法宝”,但是它在检测低值压力方面往往捉襟见肘。近些年来,虽然学界通过微纳组装材料的设计能解决上述难题,但成本居高不下。卢灿辉与张新星研究团队的最新研究成果,在保留了压力传感材料的优异性能外,极大地降低了其制作成本。  物美价廉的材料  他们的方案是使用普通聚氨酯海绵和碳黑,利用特殊的层层组装技术,研究者可以将多层带相反电荷的碳黑颗粒较均匀地涂覆在海绵的骨架之上。之所以利用了碳黑,是为了让海绵获得导电性质。这种方式制作的材料成本为5分/cm3。  (图a:制作碳黑@聚氨酯海绵的基本过程。图b&c:复合了碳黑前后的海绵。图d-f:初始聚氨酯海绵的SEM图。图g-i:表面复合了碳黑的海绵的SEM图。)  那么,这样一种海绵为什么能够检测压力呢?原来,海绵在受到压力后,其骨架上的碳黑涂层会受到破坏,产生一些微小的缝隙,这些缝隙会造成宏观上的导电性能的下降,因此只要监测海绵的导电性,就可以检测压力的变化。  (图c&d:压缩后海绵骨架上可以观察到的微小裂缝。图g&h:无压力和施加压力状态下的海绵骨架。图i:先后经过微小形变与巨大形变的海绵骨架示意图。)  值得一提的是,如果形变继续增加,海绵骨架之间就会彼此接触,因此宏观导电性能反而会上升。因此,压力与导电性能的关系体现为上述两种影响方式的协同效果。也正是因为这两种关系的存在,材料对于微小形变与巨大形变都可以监测。此外,材料有着很好的耐用性,经过多达5000次的循环形变后,主要指标依旧可以维持。同时具有超快的响应速度(20ms)。  (图i:将材料构成电路,可以检测出吹气带来的压力变化。不同力度的吹气产生的响应电流有着明显的不同,表明这种材料具有非常高的灵敏度。图j:在材料上放置一粒大米带来的压力也能被检测出来。)  多样的使用场景  这种材料的应用非常多样,研究者用其构建了声音识别装置与动作识别装置。  (图a:研究者将其粘在喉咙处。利用生理活动过程对材料施加的微小压力来监测不同的行为。图b:周期性地说出bee,dog,snake,mosquito等不同的单词,产生的电流模式也明显不同。图c-e:喉咙进行吞咽、咳嗽、咀嚼等不同的动作时,其电流模式也明显不同。)  以上说明了这种材料在监测微小形变上的应用。在巨大形变上的监测表现上也同样适用。  (在手指处或者肘部粘贴这种材料并构建电路,弯曲手指或者肘部均可以检测到电流的巨大变化。)  另外,这种材料也可以监测脉搏,或构建电子“皮肤”。  该课题组的这项发明,有望在多种可穿戴设备、医疗设备、电子设备中得到应用。
  • 【2023世界传感器大会】MEMS智能传感器——先进技术分论坛成功召开
    2023年11月5日,2023世界传感器大会“MEMS智能传感器——先进技术分场活动”在郑州国际会展中心成功召开。来自智能传感器等领域专家学者、企业代表、新闻媒体近2000余人线上线下参加会议。会议由郑州市人民政府、河南省科学技术协会、沈阳仪表科学研究院有限公司、传感器国家工程研究中心、中国仪器仪表学会仪表元件分会、中国仪器仪表学会仪表工艺分会承办,郑州(国家)高新技术产业开发区管理委员会、郑州市科学技术协会、郑州众智科技股份有限公司协办。河南省科学技术协会副主席王继芬、郑州市人民政府副秘书长王举等领导出席会议并致辞。由沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳主持。沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳领导致辞中国工程院蒋庄德院士致开幕词。蒋院士回顾了MEMS智能传感器技术的发展历程,并鼓励中国传感器人在传感器产业细分领域不断攻坚克难、突破瓶颈,以国家战略需求为导向,加快实现高水平科技自立自强。中国工程院蒋庄德院士致开幕词中国科学院上海微系统与信息技术研究所李铁研究员作《微型全集成红外CO2气体传感器及其应用》主题报告,分享了红外二氧化碳气体传感器发展现状以及最新应用领域。传感器国家工程研究中心副总工程师、沈阳仪表院研发中心主任张春光作《大型模锻压机状态监测传感器关键技术研究》主题报告,介绍了压力传感器、位移传感器、振动传感器、粘度传感器在大型装备中应用的关键技术。西安交通大学赵立波教授聚焦压力传感器技术做《微纳特种压力传感器技术》专题报告。杭州师范大学传感技术中心钱正洪主任作《磁传感测量与数据融合处理技术》专题报告,从磁传感芯片的设计、信号测量与数据融合等方面作了详细的介绍。国防科技大学吴学忠教授作了《AI赋能MEMS传感器智能化发展新趋势》专题报告,从MEMS传感器智能化发展需求、技术途径、发展现状及趋势四个方面梳理了MEMS智能传感器技术发展方向。杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙作了《智能传感器中国芯的方案》专题报告,分享了传感器信号调理芯片国产化方案。中科院上海微系统与信息技术研究所研究员李铁传感器国家工程研究中心副总工程师沈阳仪表院研发中心主任张春光西安交通大学教授赵立波杭州师范大学传感技术中心主任钱正洪国防科技大学教授吴学忠杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙本次会议围绕MEMS智能传感器的前沿技术、产业趋势和热点问题等进行了深入研讨,来自不同领域的行业专家分享了传感器技术、产业和应用领域的最新研究成果,探讨了今后的发展方向。
  • 传感器国家工程研究中心常务副主任刘沁:工业基础传感器需破解核心器件产业化难题
    为适应国家工业发展需要,特别是能源、化工、交通、航空航天等特殊领域针对传感器的需求,从上世纪50年代起,国家先后组织一批国家级研究机构、专业生产企业及部分重点高校共同针对工业传感器进行攻关和生产。在经历了几代人、近半个多世纪的努力后,至今为止基本建成了具有中国特色的覆盖全工业领域的工业传感器体系。很多传感器从无到有,相当程度满足了国家工业发展的需求。传感器行业进入快速发展阶段“十二五”以来,密集的传感器相关政策推动了我国传感器行业飞跃发展。“十三五”期间,政府支持力度进一步加大,2017年工信部出台《智能传感器产业三年(2017—2019)行动指南》及《促进新一代人工智能产业发展三年(2018——2020)行动计划》,从而直接催生了重大科学仪器及设备开发、制造基础技术与关键部件研究两大专项。2020年8月国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,针对我国集成电路产业发展从财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等全方位多方面提出部署,直接将当前新时期新阶段的集成电路产业和软件产业发展推进到一个全新的发展阶段,为其他相关基础产业发展起到了引领示范作用。在一系列政策持续出台的背景下,我国传感器行业进入快速发展阶段,形成了基本全覆盖的产业布局,工业需求传感器从自主到引进全产业链覆盖。中低档产品在满足自给自足的前提下实现出口,设计、研发、应用一条龙配套建设和水平普遍提升。在快速发展的中国工业市场,针对传感器的需求已经从原始的配套变成刚性需求,巨大的中国制造转型升级带来的市场吸引力不仅对国内企业,对国外工业传感器龙头企业也是巨大的吸引,美国艾默生、德国E+H、日本横河等工业传感器巨头在中国市场的份额已经成为其公司业务重要组成部分。在政府支持和行业需求的双层推动下,我国工业传感器已形成由材料、器件、系统、网络等全方面构成的产业链模式,产业链规模、质量也不断得到完善和提高。据统计,国内具有一定规模的应用于工业制造业的各类传感器生产厂家约2000余家,产品基本覆盖工业制造各领域。生产的各类工业用传感器品种、规格约1.6万种。已经显现出有区域特点的传感器产业集群,重点集中在长三角,并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为辐射的区域布局。这些集群各有侧重优势,形成了我国较为完备的传感器产业链。诸多瓶颈亟待突破尽管取得不俗成绩,但我国工业基础传感器仍存在许多问题需要破解,主要表现在:一是顶层设计仍缺乏统筹设计,规范引导。工业传感器在仪表行业是小行业,在中国制造中更是小小行业,但工业传感器在制造强国战略中却有举足轻重的地位。由于传感器具有的专业分散和行业分属的特点,长期以来传感器行业始终缺乏统一的行业认知。虽然国家投资逐年加大、政策力度逐年增强,但传感器产业需要长期不断地培育养成的特点在地方政府、企业急于求成的作用下,想取得传感器产业化的标志性成果,往往事与愿违。二是产业规模小,盈利能力低,核心技术缺乏。以压力传感器行业为例,国内具有一定规模的生产厂商大约有千余家,其中民企数量约占企业总数的90%,已经成为了中国工业压力传感器、变送器行业的与国外厂商争夺国内工业用压力传感器、变送器市场的主力军。但这些企业年销售额大于2000万元的企业不足三成,七成以上的传感器生产厂商为中小微企业,产业规模很小,自身盈利能力也不强。因此企业核心技术、企业研发能力、企业核心竞争力严重不足或缺乏。统计国内主要传感器厂商的产品分析也可以发现,目前国内厂商生产的压力传感器,70%以上是常规应变式、溅射薄膜式等传感器产品,30%左右为陶瓷材料为主的低端产品,产品结构相对单一。三是共性化问题多,产业化问题多。共性关键技术,如可靠性技术研究尚待突破。国外典型流程工业高端典型传感器在上世纪末已实现五年免调校,但国内相关产品免调校功能还在推广验证中。工业传感器共性技术如材料、设备、方法、可靠性验证分析等基础理论的研究与发展同国外发达国家的差距仍然巨大。四是工业传感器核心敏感技术产业化缺“芯”严重。尽管传统的工业传感器如应变、电感、电容、光栅、称重、位移量、位置量、金属弹性器件等年产量居世界领先地位,有些甚至已经实现出口。但是对于高端工业传感器,尤其是高端制造的重点领域、重点行业、重大工程用配套工业传感器基本上100%依靠进口。即使国内生产,也仅仅停留在研究、样机、小批量中试阶段,相关传感器核心技术(器件)的产业化仍然“路漫漫”,严重制约我国工业的快速发展及工业制造的“自主可控”。如:国内硅基MEMS压力传感器全产业基本处于封装代工阶段,从普通硅基压力传感器、OEM硅基压力传感器到流程工业高端设备控制用变送器,核心硅基敏感芯片基本上全部进口,国内自主配套不足1%;高端智能制造、CNC数控机床、大型工程机械等配套需求的位置、压力、图像、惯性器件等传感器以欧美日或欧美日在国内的合资企业垄断;国内工业基础气体传感器主要集中在中低端的催化燃烧式、电化学式、红外式,以及MOS气体传感器阶段,仅有少量高端的激光红外气体传感器及光离子化PID气体传感器在工业制造领域使用。新产品、新技术的工业气体传感器产业化落后国际先进水平至少五年左右。MEMS硅基压力传感器核心敏感元器件、高端气体传感器敏感芯片等虽然完成技术攻关,但产业化配套基本为零,国内产业化生产敏感核心器件及传感器高端市场基本上全部依赖进口。国内工业传感器主要集中在中低端制造业市场。高端应用的产业化发展空“芯”化问题已经成为制约中国制造由大到强的关键阻碍。努力完善工业基础传感器生态第一,以德国X-Fab的精、专、特标准化核心器件产业基地为对标,建成力、热、磁、气核心器件专业定点产线,实现国内工业基础传感器基础核心器件成果产业化转移,配套快速发展的中国制造业对传感器的需求特别是核心器件的需求。工业基础传感器是制造工业的基础,首先解决当前产业急需的核心器件产业化问题,完善从材料、制造、销售、使用的一条龙产业生态,彻底解决国内工业基础传感器有“器”无“芯”的尴尬局面,真正实现工业基础传感器对国家工业基础的基石和支撑作用,形成分工明确、配套清晰的产业化发展链条。建成中国的X-Fab专业产线。标准化定点专业产线不仅要求有良好洁净的工作环境,更需要清晰的产品(不可唯利是图)、清晰的工艺管控、素质技能稳定的管理管控团队。做到环境、产品、工艺、管控四“净”。第二,集中开展传感器跨学科培养,在人才评价、人才团队建设中树立领军人物,培养高端扛旗帜的企业;在标准、可靠性、专利等多方面加大奖励制度,推动人才队伍快速成长。第三,从材料、制造、销售龙头抓起,建成工业传感器“一条龙”生态。健全分工清晰明确的工业传感器生态链,实现传感器工业“基石”的支撑作用。加大流程工业用力、热、磁、流量、环境气体安全检测传感器和离散传感器产业基地建设,形成流程工业、离散工业传感器精、专、特、新的产业布局,培养一批各自产业领域的隐形冠军。针对隐形冠军培养在市场、技术、团队方面从不同角度给予政策支持,设立专项资金对技术创新型企业进行扶持,在功能工业传感器生态链上培养领军企业。第四,加大对传感器中、小微企业知识成果及科研成果保护,鼓励企业技术创新,积极开展共性关键技术、基础工艺技术的研究,降低企业科研成果转化风险,开展新型一体化智能工业传感器研究,提倡建设工业传感器小微企业的技术隐形冠军。加大国家对于传感器产业化的投入,鼓励建设产业集聚园区和公共创新平台,加速新设计、新工艺导入。加强对共性关键技术、基础工艺技术研究的投入,在政策、制度、资金等方面给予倾斜,缩短技术向产品转化的周期。强化市场应用对产业的需求牵引作用,鼓励应用厂商通过商业合作、投资入股等方式参与智能传感器的研发与制造,整合产业链上下游。支持科研院所和高等院校开展智能传感器关键技术和基础理论研究、关键芯片开发,提升产品的集成化、智能化水平,加强知识产权保护,鼓励科研成果转化。鼓励开展新型工业传感器一体化及技术及应用研究,在感知、控制、通信、算法、智能化、网络化应用方面开展工作,满足新一代工业传感器需求。第五,以市场需求为引领,产品质量为准入门槛,企业对自身产品的质量责任保障为前提,从政策面给予工业传感器在国家重点行业、重点领域、重大工程中的配套使用力度,给予国货配套更优惠条件,在工业传感器应用领域落实并加大力度实施国家“政府采购法”和“国货优先”政策。保障工业传感器在中国制造的发展过程中同步快速成长。
  • 可自然降解传感器问世
    p style=" text-indent: 2em " 在英国《自然· 电子学》杂志14日在线发表的一篇动物研究论文中,美国科学家介绍了一种可移植、可伸展的应变及压力传感器,可以在有效使用期结束后自然降解。该装置将用于实时监测受损软组织所受的微弱应力和压力变化,有助于为患者设计个性化的康复方案。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器技术早已“轻松”应用于多种不同的环境,它们能集成到小型化的发射器或接收器系统中,也能与人体直接接触服务于医疗应用。这其中,可降解传感器是一种新兴技术,它们在预定的使用期限结束后会自然降解,因此不需要通过二次手术取出来。 /p p style=" text-indent: 2em " 但是,生物相容性微传感器的生产目前还是一个非常耗时和昂贵的过程,现有的这类传感器的感应性能十分有限,或是其生物相容性还未经证明。 /p p style=" text-indent: 2em " 此次,美国退伍军人事务部研究人员佩吉· 福克斯、斯坦福大学鲍哲南及他们的同事,报告了一种由完全生物可相容材料构成的、可伸展、可生物降解的应变及压力传感器。这一可移植传感器具有高灵敏度,能够区分小到0.4%的应变和12Pa的压力(一粒盐产生的压力)变化。 /p p style=" text-indent: 2em " 为了测试该传感器的生物相容性,研究团队将其移植进一只大鼠的背部。在移植手术8周后,未观察到负面炎症反应(除了第1周出现初期炎症反应)。 /p p style=" text-indent: 2em " 研究人员表示,他们能够控制传感器的降解,使其寿命与组织愈合所需的时长一致。此外,经过一定的设计,在降解过程中,该传感器的灵敏度也不会有明显下降。 /p p style=" text-indent: 2em " 针管有一次性的,医疗电子仪器也可以有一次性的。可降解的生物传感器一旦进入实用,我们就可以将很多临床定性描述转为量化指标,病人的恢复快慢可显示在屏幕上,痛觉程度也不再模糊。医生的工作将因此大大便利。 /p
  • 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。
  • 10亿元传感器项目落户东阳
    东阳市引进的首个央企独立投资项目——传感器工业园项目落户城北工业新区。该项目总投资10亿元,计划2013年5月开工,2015年9月建成投产。   昨日上午,投资方代表中国机械工业集团有限公司沈阳仪表科学研究院院长庞士信、院长助理曾艳丽,金华市委常委、东阳市委书记徐建华,市委副书记、市长朱建军,市人大常委会主任施侍伟,市政协主席王正明,市委常委、常务副市长郭慧强等出席在市行政中心举行的签约仪式。市委常委、副市长李宝春主持签约仪式。   朱建军和曾艳丽分别代表双方签署了投资协议。   据了解,传感器产业是国内外公认的具有良好发展前途的高技术产业,有着广泛的应用前景。该项目建成后,可形成年产5000万只力敏传感器芯片、压力传感器、压力变送器的生产能力,有助于改变我国中高端传感器基本依赖进口的现状。项目土建工程主要包括国家传感器工程研究中心分中心、科技成果孵化中心、传感器芯片生产区、汽车传感器生产区、压力传感器生产区、MEMS智能变送器生产区、物流区、国际贸易区、检验检测区及其他配套设施等。该项目投产后,预计年收入(平均值)可达10亿元,年创税10784.8万元,实现用工1500余人。   徐建华指出,这是一次优质产业资本、高端创新技术与优质发展区域的战略合作。他表示,市委、市政府将全力以赴支持项目的建设和发展,切实解决项目实施过程中遇到的困难和问题,努力以最优的环境、最佳的服务,保障企业发展。同时希望沈阳仪表科学研究院紧紧把握当前大好的发展机遇,加快项目建设步伐,力争使项目早开工、早建设、早投产、早出效益。   庞士信表示,争取把这一项目建成中国机械工业集团在外投资的成功典范。   据悉,中国机械工业集团是国内机械工业规模最大、覆盖面最广、业务链最完善、研发能力最强的大型中央企业集团,2010年营业收入达1522.2亿元,2011年首次成为世界500强企业。作为本项目的科研、生产单位,沈阳仪表科学研究院始建于1961年,隶属于中国机械工业集团。
  • 2012中国市场传感器领军厂商调查研究发现
    传感器进口产品所占百分比呈现两极分化 根据调查,89%的公司2011年传感器采购总额在5千万以下,其中采购总额在1千万以下的占到69%。采购传感器进口产品所占百分比呈现两极分化,进口产品所占百分比在80%以上和20%以下的情况最多,有30.5%的整机制造商传感器进口产品达到80%以上,19.5%的公司进口产品在20%以下。   欧美传感器供应商是最受欢迎的传感器购买渠道 整机制造商所买各类传感器中来自分销渠道的比例是34.1%,也就是说,65.9%的整机制造商更倾向于通过直接供应商来购买传感器。在所有传感器产品的购买渠道中,欧美传感器供应商最受欢迎,55.7%的企业喜欢从欧美传感器供应商处进行采购,远远超过其他供应商和分销渠道。排在第二位的是本土传感器供应商,愿意通过本土传感器供应商来购买传感器的企业达到25.1%   产品质量是选择第一供应商的首要考虑因素 第一供应商选择因素中,质量不可调和,性价比/技术非常重要:产品质量是影响第一供应商选择的首要因素 在质量的前提下,产品性价比、技术领先性和技术支持都是重要考虑因素。   质量、价格和货期问题导致合格供应商降级 质量出现问题、价格上涨、货期变长迫使整机制造商更换供应商。质量是考察供应商的首要因素,出现质量问题自然成为导致供应商降级的首要因素。价格失去竞争力、货期变长和售后服务不满意也是导致供应商降级的重要因素。   需求预测不准是最大的采购风险 在供应商选择和管理取舍中,产能好替代能力强等是好关系供应商的要点。供货质量和交货仍然是困惑采购工程师的问题。需求预测不准是过去一年最大的采购风险。此外,买到次品假货、产品质量出现问题,和供应商产能紧张无法供货是采购风险的主要来源。 选择生产资源好的供应商是最普遍的采购风险应对措施 为了降低采购风险的影响,整机制造商采取了综合的应对措施,其中最主要的三种方式是:选择生产资源好的供应商、寻找替代物料、加强供应商关系。    本次调查活动主要选取目前市场上应用最广泛,最受青睐的八大类传感器作为调查研究对象,覆盖的8大类传感器分别是:光电传感器(太阳能电池)、环境光和接近传感器、陀螺仪传感器、压力传感器、加速度计传感器、温度传感器、麦克风传感器和图像传感器。CNTNetworks的分析师还特别通过对电子制造商的专业采购人员的采访,为调查报告提供有力的案例分析。详细内容请下载该报告的电子版。 第一太阳能和尚德是最受欢迎的太阳能电池品牌 第一太阳能、尚德和三洋是使用人数最多的太阳能电池供应商品牌。其中,产品性能不足、分销渠道不好、批量供货能力不足、产品质量不可靠是对太阳能电池供应商最普遍的抱怨。整机制造商希望太阳能电池未来能提高电压稳定性、提高转化效率、增大容量、减小体积,和降低成本。整机制造商拿到太阳能电池的分销或代理商渠道主要包括原厂及其一级代理商;对分销或代理商渠道最普遍的抱怨是技术支持不及时和账期太短。更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之太阳能电池篇》。 美信是最受欢迎的环境光和接近传感器品牌 美信是最受欢迎的环境光和接近传感器品牌,但美信的零售渠道普遍遭到整机制造商的抱怨。对环境光和接近传感器品牌的主要抱怨还包括产品更新换代慢和产品性能不足。根据调查,环境光和接近传感器未来的改进方向应该包括更多定制服务、提高灵敏度、减小体积、增强稳定性、感应距离可控、价格降低和夜间适用。技术支持不及时和后勤支持不好是整机制造商对分销或代理商渠道最主要的抱怨。美信、安华高、罗姆、奥地利微电子均被较多的列入未来一年里计划采用的环境光和接近传感器品牌名单。更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之环境光和接近传感器篇》。 意法半导体是最受欢迎的MEMS陀螺仪品牌 调查显示,超过一半的整机制造商正在使用意法半导体的MEMS陀螺仪,对意法半导体的抱怨包括交货期太长和技术支持不好。对其他MEMS陀螺仪品牌的抱怨还包括产品质量不可靠、零售渠道不好、产品性能不足和批量供货能力不足。整机制造商对MEMS陀螺仪提出的建议包括减少温漂误差、消除累积误差、提高精度、减小体积、提高可靠性和抗干扰能力、更加集成化和智能化。对分销或代理商渠道最普遍的抱怨是技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用MEMS陀螺仪的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS陀螺仪篇》。 ST和飞思卡尔是最受欢迎的MEMS压力传感器品牌 ST和飞思卡尔是最受欢迎的MEMS压力传感器品牌。整机制造商对MEMS压力传感器的满意度比较高,对MEMS压力传感器提出的改进方向包括提高灵敏度、减小体积、提高可靠性、耐高温、提高寿命和降低成本。而分销商或代理商受到抱怨的原因主要包括交货不及时和账期太短。关于未来计划采用MEMS压力传感器的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS压力传感器篇》。 飞思卡尔、ST、ADI和博世是最受欢迎的MEMS加速度计品牌 飞思卡尔、ST、ADI和博世均是受欢迎的MEMS加速度计品牌。其中,整机制造商对ST的满意度最高。MEMS加速度计品牌最容易遭到抱怨的方面是产品质量不可靠、产品更新换代慢、交货期太长和产品性能不足。MEMS加速度计未来的改进方向包括提高灵敏度、减小体积、集成化程度更高、超高速、内置处理算法等。对分销或代理商渠道的抱怨主要集中在技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用MEMS加速度计的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS加速度计篇》。 德州仪器是最受欢迎的温度传感器品牌 调查显示,47.3%的整机制造商正在使用德州仪器的温度传感器。整机制造商对温度传感器的抱怨主要集中于零售渠道不好、产品质量不可靠、交货期太长、技术支持不好;对温度传感器提出减小体积、提高灵敏度和可靠性、集成化和数字化、扩大温度范围、降低功耗、提高响应速度的改进建议。对分销或代理商渠道的抱怨包括技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用温度传感器的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之温度传感器篇》。 意法半导体和楼氏电子是最受欢迎的MEMS麦克风品牌 调查显示,超过一半的整机制造商正在使用意法半导体和楼氏电子的MEMS麦克风。对MEMS麦克风的抱怨主要包括产品性能不足、产品更新换代慢和零售渠道不好。MEMS麦克风未来的改进方向应该是微型化,提高灵敏度、性噪比和抗干扰性。分销商或代理商受到抱怨的原因主要是交货不及时和技术支持不及时。关于未来计划采用MEMS麦克风的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容,请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS麦克风篇》。 索尼、OmniVision和美光是最受欢迎的CMOS图像传感器品牌 调查显示,超过78%的整机制造商正在使用索尼、OmniVision和美光的CMOS图像传感器。对CMOS图像传感器的抱怨主要集中于技术支持不好、产品质量不可靠和产品性能不足;而对分销或代理商渠道的抱怨主要包括技术支持不及时和交货不及时。同时,整机制造商对CMOS图像传感器提出增加灵敏度、减少外围电路、提高分辨率和清晰度、提高传输速度、减小体积和夜间曝光等改进建议。
  • 油气田监测微传感器及数字系统研制取得成果
    据科技部消息,针对油气田数字化建设需求,先进制造领域部署的国家863课题“油气田监测高性能微传感器及数字化系统”取得阶段性成果,已于近日顺利通过国家级中期检查。这个课题由长庆油田公司牵头,北京大学等5个单位共同参与,通过研究MEMS器件的设计、加工、封装和测试等关键技术,解决高性能MEMS压力传感器耐高温、耐高压、耐腐蚀、高稳定性等问题,研制出满足油气井监测需要的高性能压力传感器及数字化系统,并实现规模应用,提高MEMS压力传感器芯片的规模化制造水平。该系统通过微传感器实现油套压等数据的实时采集和远程传输,将油气井信息进行数字化、智能化综合分析,作出科学决策,指导油气井生产。这对于提高油气田生产管理效率和安全环保水平,减轻劳动强度,筑牢安全管理基础,形成生产动态管理闭环系统,精确指导处理生产问题具有重要意义。
  • 徐州农村供水县域统管工作成为全国范例
    近日,全国农村供水县域统管研讨会在徐州市召开,来自全国27个省(自治区)、4个直辖市的43家单位50名代表参加会议。其中,徐州市作为典型代表就农村供水县域统管实践与经验做法作交流发言。近年来,徐州市立足实际、超前谋划,定好规划建设“调子”,为农村供水事业发展找准方向。先后编制出台了《徐州市区域供水规划》(2011—2020年)和《市区供水规划》(2014—2020年),2016年又制定印发《徐州市城乡供水一体化实施方案》,首次明确提出要推进农村供水县域统管,逐步实现城乡供水无差别的目标任务。在统筹县域范围农村供水规划上,徐州市各县(市、区)以乡镇为单元分别编制了农村供水专项规划和实施方案,明确了农村供水保障目标、工作任务和保障措施,为县域范围内农村供水发展提供了顶层设计和落实依据。截至2023年底,全市有农村供水人口686万,已建成水源地7个、地表水厂14座、区域增压泵站35座,日供水规模达255万方;新建农村增压泵站115座、原水管线338公里、清水管线2.8万公里,更新改造供水管网2.4万公里,基本实现无差别24小时供水。在徐州,通过政企合作、市场运作、专业运营等方式,不断创新运营管理模式,走实管理运营步子。在“供水PPP项目运营模式”下,沛县整合重组全县74个小水厂,铺设地下管网1500余公里,高标准绘就县域供水“一张网”;在“城市+镇村管理模式”下,邳州市25个镇(街道)、497个行政村地表水实现全覆盖,供水安全和供水服务得到有效保障;在“网格化服务运维模式”下,全市各县域均全面推行网格化精准服务,针对农村地广人稀、居住分散、留守老人和儿童较多等特点,充分利用现有资源,挖掘建设多层级服务架构,精准提供服务。确保水质安全是农村供水工作的核心,也是提升农村居民生活质量的关键,需要持续强化行业监管“里子”。徐州市对县域内农村集中供水工程全覆盖检查,聘请第三方开展全面检测,监测化验取样覆盖率达100%。大力推动县域水厂化验室提档升级,全市农村供水水质监测中心全部满足III级、42项指标以上的检验要求。为构建更加高效、安全、可靠的供水体系,数智应用于徐州农村供水领域的“路子”正在拓宽。徐州各县(市、区)均努力整合各类监测数据,将水源地、供水管网、水厂等各处的监测数据汇总到一个统一的平台上,通过大数据分析技术,挖掘数据中的潜在规律和问题,为决策提供科学依据。在各水源地尤其是徐州市微山湖、骆马湖两大饮用水水源保护区实现360度无死角监测,通过安装高清摄像头、水质传感器等设备,实时监控水源地周边环境变化和水质状况。在干、支管网和各分区关键节点,相关部门安装了压力传感器、流量传感器等,以便实时掌握管网的压力和流量变化,有助于及时发现管道漏水、爆管等问题,减少水资源浪费和维修成本,目前徐州市管网维修及时率已提高至95%以上。截至目前,徐州市农村供水自动化监测率达96%以上,农村供水保证率达98%,农村自来水普及率、水厂深度处理率、水源地保护区划定率和水质合格率均实现100%。
  • 国内高端传感器亟需摆脱进口依赖
    传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。随着科技的发展,人类对各种测量的精度要求越来越高,要测量的数据也越来越多,于是各种各样的测量工具和传感器应运而生。   随着科技水平不断提高,传感器应用领域逐渐广泛,目前在汽车业、自动化工厂、物联网等方面都有应用。   80年代初中国进入测力传感器的研发和生产阶段,已经完全可以自主研发并生产了。由一开始的单点式称重传感器、S型拉压力传感器、轮辐式测力传感器、柱式称重传感器等到现在可以非标定制一些特别外形测力传感器。但无论是从传感器的精度还是寿命等来讲,都落后于欧美等国家,就连我们的邻国日本,他们测力传感器的技术起码也是领先我们15年左右。特别是最近几年,欧美一些老牌测力厂家研发出了一批微型压力传感器、小型称重传感器、小尺寸测力传感器等微型/小型/小尺寸/小体积/小量程的高精度测力传感器。这使得我国传感器在技术水平上进一步被抛在了后面。   据分析,我国传感器行业发展落后,国内传感器需求尤其是高端需求严重依赖进口,国产化缺口巨大,目前传感器进口占比80%,传感器芯片进口占比达90%.国产化需求迫切。   目前民营或合资企业的产品占据了中低端市场,传统技术和装备手段可以满足绝大多数产品的制造要求,市场发展状态良好。除个别厂家在个别品种方面将国外生产的芯片拿到国内封装出相关产品、占据市场较大份额外,其他高端产品均是国外厂商在垄断。   随着物联网等新兴产业的兴起,产业成为世界各国在高新技术发展中争夺的一个重要领域。近年来我国传感器产业快速增长,应用模式也日渐成熟。但由于产业档次偏低、技术创新能力较差,国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局。传感器技术发展滞后已掣肘国内战略性新兴产业的顺利推进。   国有企业发展处于平稳增长状态,总体上跟不上国外最新技术发展的步伐,除少数厂家外,总体差距有扩大的趋势。这是因为传感器技术发展快,工艺和制造设备更新快,许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元,多则数百万美元,绝大多数厂家靠自身积累很难购买新型设备,致使在许多新技术、新工艺方面无法跟上国外企业飞速发展的步伐。
  • 深圳一家传感器企业成功上市:背靠华为比亚迪,市值超70亿
    近日,深圳安培龙科技股份有限公司(下文简称“安培龙”)在深圳证券交易所创业板正式上市,深圳收获一家A股上市传感器龙头企业。以创新打破国外技术垄断安培龙成立于2004年,是一家专业从事热敏电阻及温度传感器、氧传感器、压力传感器研发、生产和销售的公司。目前公司已形成了热敏电阻及温度传感器、氧传感器、压力传感器三大类产品线,包含上千种规格型号的产品,目前主要应用于家电、通信及工业控制领域,同时也逐渐在汽车、光伏、储能、医疗等领域扩大应用。公司已取得境内专利授权64项,其中包括发明专利13项、实用新型专利51项。在热敏电阻领域,公司具有突出的技术开发及规模化产业转化能力,参与了多项国家级科研项目。公司“微晶热敏陶瓷纳米粉体及其片式元件制备技术”获得中国电子协会科技进步一等奖。在温度传感器领域,NTC热敏电阻作为其中最为关键的元件,公司利用多年在NTC热敏电阻开发及产业化过程中积累的实践经验,开发出了高性能的温度传感器,产品主要技术指标与国外领先企业接近,已逐步进入国际品牌的供应链体系。在压力传感器领域,基于陶瓷材料方面的深入研究,公司获得了“一种陶瓷电容式压力传感器及制备方法”、“一种温度-压力一体式传感器”等核心技术专利,打破国外公司对该类型产品的技术壁垒;同时,公司获得工信部2019年度工业强基重点产品传感器“一条龙”应用计划示范企业,具有较强的技术研发实力。在氧传感器领域,经过近十年的开发,公司实现了氧传感器所用关键材料的国产化,取得了“一种高热导LTCC陶瓷基板”等发明专利,并承担了“面向国六排放标准的气体传感器研发”的深圳市科技计划项目。通过对核心技术进行攻关,于2019年入选了工信部第一批专精特新“小巨人”企业(共248家)、2021年入选了工信部第一批建议支持的国家级专精特新“小巨人”企业(全国共782家,为深圳市6家入选企业之一),于2021年被广东省科学技术厅认定为“广东省基于先进功能陶瓷材料的 智能传感器工程技术研究中心”的依托单位。凭借着长期积累的平台优势,优异的产品性能,安培龙主要产品已配套用于国内外知名品牌的终端产品,包括:比亚迪、上汽集团、长城汽车、东风汽车、万里扬、华为、美的集团、格力电器、海尔智家、东芝、三星、伊莱克斯等客户。安培龙近年业绩保持快速增长势头。公司2020年、2021年、2022年、2023年1-9月营业收入分别为4.18亿元、5.02亿元、6.26亿元、5.47亿元;归母净利润分别为0.60亿元、0.53亿元、0.89亿元、0.61亿元。助力战略性新兴产业发展近年来,中国汽车产业实现“弯道超车”,其中新能源汽车表现抢眼。产业的快速增长也带来众多上下游企业带来了发展新机遇。中国汽车产业的崛起,对于传感器行业而言是百年难遇的大机会,安培龙早早看到了这一机遇并布局。招股说明书资料显示,安培龙拟募集资金将主要用于投建安培龙智能传感器产业园项目。该募投项目建成后将实现年产1500万只压力传感器、年产非汽车综合用温度传感器10000万只、年产汽车用温度传感器500万只的产能,此外,还将进行智能传感器研发中心建设项目以及厂房办公室生活配套项目的建设。作为深圳最年轻的行政区之一,坪山承载着“深圳东部中心、深圳国家高新区核心园区、深圳未来产业试验区”的重担,并在全市“20+8”产业集群中承接“9+2”战略性新兴产业和未来产业集群发展,已初步形成“智能车、创新药、中国芯”为代表的三大主导产业,打造的新能源(汽车)和智能网联、生物医药、新一代信息技术三大主导产业均是当下乃至未来最具发展潜力的战新产业。登陆资本市场,安培龙也开启了新的发展阶段。谈及公司未来发展目标,邬若军表示,“短期来说,希望公司的压力传感器、温度传感器、氧传感器在汽车行业得到广泛的推广,成为国内汽车电子的领先品牌。长期而言,安培龙希望成为国际领先的智能传感器企业。”
  • 国内首台油井光纤高温高压传感器研制成功
    日前,山东省科学院激光研究所在国内首次自主研发的固定式高精度光纤压力传感器获得成功。这台光纤高温高压传感器可在油井下温度220℃和压力100MPa下长期作业,解决了常规电子传感器和光纤压力传感器受油井下高温高压干扰而无法正常工作的难题。光纤高温高压传感器的研发成功,不仅打破了国外对此技术的长期垄断,更将对我国油气井的科学开采发挥出重要作用。   据山东省科学院激光研究所副所长王昌博士介绍,这台光纤高温高压传感器通过对油井状态在线实时监测,可以及时探测到井内诸如漏水等状态变化的详细信息。根据这些信息,对油井采油工艺进行优化和调整,可提高油气采收率5%—10%。   山东省科学院激光研究所从2005年开始从事光纤油气井温度压力在线监测的研究。2006年,该所研究的《光纤高温高压井筒测试技术》被列为国家863项目和山东省技术攻关项目。通过对胜利油田、中海油、辽河油田的示范应用表明,光纤高温高压传感器不仅探测准确,其敏感元件的耐高温高压和耐腐蚀的保护技术等均优于国外技术,价格仅是国外进口设备的1/3。油田专家认为,这项新技术的推广应用,将为我国油井实现智能化监控打下良好基础。   王昌介绍说,据不完全统计,全国现有生产油井约15万口,按照每口井提高采油率5%,推广普及1%计算,年可提高油气产量超过9万吨。这项先进技术除高温高压油井监测应用外,在电力、化工、矿山等许多领域都有着非常广阔的应用前景,可产生巨大的经济效益和社会效益。
  • 依托物联网和大数据应用保护供水管网安全 Leakview让“听诊”检漏更实时
    随着我国社会的不断发展和城镇化建设的不断推进,越来越多新城镇、新社区在原有市政管网的基础上建立起来,由此,城市的市政管理部门特别是相关自来水公司等单位,对于原有市政供水管网的工作要求和维护能力都变得越发重视和严格,毕竟自来水的供给是一个城市的基本血脉,稍有不慎影响和后果就相当严重。而目前,我国多数市政供水管网普遍存在跑冒滴漏现象,水质的安全、水资源的浪费都是当前面临的最紧迫问题,同时供水管网面向新城区、新社区的不断延伸,在很多城市将本就老旧脆弱的供水管线增加了更大的压力,新的漏损甚至管网爆裂的风险也随之加大,整个城市的命脉也变得十分突出。这些也是2014年6月政府出台《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》规定的目的之一,政府十分明确要争用5年时间,完成城市地下老旧管网改造;用10年左右时间,建成较为完善的城市地下管线体系。检漏员在用听音棒测听漏水信号 面对这样严峻的现实问题,目前我国大部分城市市政供水管网的漏损维护还主要依靠所谓的市政“听诊器”来人工维护和探知问题。这些被称为管道“医生”的自来水管道测漏员十分辛苦地听诊城市“生命线”。地下水管探漏员为避开用户用水乃至路面车流噪音的影响,正常上班时间是晚上10:00-凌晨4:00。每天背着几斤重的听漏仪,拿着一根听漏棒,带着撬杠、铁钩徒步沿供水管网巡查。以成都这个超大城市为例,依靠自来水管道测漏员的辛勤工作,每年为成都节约3000万吨自来水,但是这种检测方式付出的劳动确实常人难以想象,地下自来水管线的听漏工作必须沿着管网路线以不到两米的间距在逐段检测,以成都市约4000余公里长的自来水管网每3个月巡检一遍,如此检测需要的人力物力可想而知,并且3个月的周期依旧让这个特大城市的供水管线隐患重重。 与此同时,北京石景山自来水公司针对某大型老旧小区的自来水管网的管理维护工作却越来越简单。该老旧小区伴随这套基于DMA分区和漏损噪声监测技术并依托物联网、云计算、和大数据分析的管理系统的构建,整个片区的供水管网的安全性显著提高,管网压力降低30%爆管率降低50%,大量节约供水能耗和施工维护费用,同时整个小区的用水量也大幅降低,全社区4000余户居民实现日节水近600吨,年节水22万吨的显著成功,与此同时近三千万人口的北京市日供水量为300余万吨,节水效果相当显著。依靠云计算和大数据分析的Leakview系统调控管网减压让供水管线漏损自愈 该套神奇的供水管网解决方案源于由安恒集团自主研发的WaterView——Leakview系统。该套系统将传统人工听漏的检测工具升级为漏损噪声传感器,置入到经过分析的DMA管网分区中实现分段实时监测,解决大量人力物力的同时,还能准确报警相应管段的漏损和潜在危险。同时,依靠物联网和移动互联技术将相关管网的监测数据远传给云端的Leakview管控分析系统统,利用大数据分析技术对片区管网进行流量和压力分析,进而远传控制分区供水管网的供水压力,在保证居民区供水压力需求的同时,大幅降低高压对老旧管网的风险,同时实现大幅的节水效果。该套系统为国际首创将DMA分区技术与管网漏损噪声监测相结合的整体解决方案,目前在石景山该老旧居民区已经在网运行两年多,为石景山自来水公司节约大量人力物力,更保证了该片区的整体供水管网的安全运行,自2012年实施至今该老旧小区再未发生任何爆管事件。某年大年三十晚间各时段居民社区供水流量与压力变化某年春节假期中居民社区用水量与压力变化 在水联网理念的指导下,安恒集团自主研发的WaterView——Leakview系统,不仅解决了供水管网的正常运行的实时监测功能,还利用系统自身基于物联网的丰富数据和优异的大数据分析能力,为智能化城镇供水整体管理带来更多的设想。例如某年大年三十晚间的对于社区流量和压力的监测数据,表明大年三十当天从下午五点开始减少用水,当晚十点用水量大幅降低,而凌晨0点半用水量突然增大,而后快速滑落等等数据,都反映出大年三十该社区居民的生活用水习惯。而针对居民区春节期间的用水量和压力数据,更能分析出该小区的人员结构和生活方式,这都对未来智慧化城市管理提供了基础性的设想依据。北京卫视北京新闻栏目对安恒集团及Leakview系统重点报道 日前,北京卫视北京新闻栏目对该套系统的成功应用作了重点报道,安恒集团以优异的小区管网漏损监控案例被点评为中关村示范区科技节水重点企业,为“自主创新服务首都节水”作出重要贡献。安恒集团也更愿意为我国供水管网的安全管理事业尽一份微博的贡献,让基于云计算运行模式的WaterView——Leakview系统平台以近似共享的方式面向各地供水管理系统进行推广,希望以此快速实现我国安全供水、绿色供水的目标。
  • 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。
  • 徐州“压力试验机偏载测试传感器”获国家专利
    近日,徐州市计量中心申报的“压力试验机偏载测试传感器”专利申请,经过国家知识产权局审查批准,授予实用新型专利权。  压力试验机偏载测试传感器能够测出压力机是否存在偏载,解决偏载测量难题。此项国家专利可准确掌握压力试验机的性能,使压力试验机检测混凝土、水泥等材料出具的数据更加准确可靠。  据悉,我国的建筑业、交通业飞速发展,对混凝土、水泥试验测量精度要求越来越高,其压力试验数据是指导生产、设计的主要依据。目前检测手段仅对试验力值总体进行测量,由于压力试验机在测量时存在偏载,影响试验测量结果准确性,直接影响高楼大厦、桥梁桥洞、河堤水坝等建筑物的质量,威胁人民群众的生命财产安全。
  • 四项传感器国家标准于2013年2月实施
    国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会近日以2012年第28号公告批准发布了362项国家标准,由沈阳仪表科学研究院(沈阳仪表院)起草的四项传感器标准获得批准发布,并将于2013年2月15日实施。四项国标为:GB/T28854—2012《硅电容式压力传感器》、GB/T28855—2012《硅基压力传感器》、GB/T28856—2012《硅压阻式压力敏感芯片》、GB/T28857—2012《直流差动变压器式位移传感器》。   传感器作为沈阳仪表院的主导产品,做到了科研、生产及标准化同步进行。在标准的编制过程中,四位主编张治国、徐淑霞、唐慧、李永清,克服科研、生产任务重的困难,经常利用业余时间修改标准,还同检测中心沟通产品的试验方法,为四个标准的顺利完成付出了心血。传感器技术国标实施,将促进传感器产业转型和升级。   沈阳仪表科学研究院始建于1961年5月5日,原名为沈阳仪器仪表工艺研究所,原隶属于机械工业部。是全国仪器仪表元器件和仪表工艺的归口单位。1999年7月1日改制为企业,现隶属于中国机械工业集团有限公司。自2003年以来,先后重组了杭州照相机械研究所、秦皇岛视听机械研究所、沈阳真空技术研究所,被中国机械工业集团公司确定为“核心业务企业”。   设有1个国家级工程中心,即传感器国家工程研究中心 3个国家级质检中心,分别为国家仪器仪表元器件质量监督检验中心、国家照相机质量监督检验中心和国家真空设备质量监督检验中心 1个部级质检中心,即机械工业电影机械与电化教育设备产品质量监督检测中心 4个标准化技术委员会,分别为机械工业仪器仪表元器件标准化技术委员会、国家照相机械标准化技术委员会、机械工业电影和电教机械标准化技术委员会、中国真空技术标准化技术委员会。中国仪器仪表学会仪表元件分会、仪表工艺分会,中国仪器仪表行业协会传感器分会均挂靠在本院。拥有辽宁省企业技术中心、国家博士后工作站。
  • 工业融合,传感互联|第二届传感器与工业互联网研讨会成功召开
    仪器信息网讯 2023年11月11-12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举办。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12日上午,第二届传感器与工业互联网研讨会在深圳光明区云谷国际会议中心成功召开。本届研讨会吸引了国内外领先传感器企业参与,汇集国内外工业互联网解决方案、应用端及传感器头部企业,围绕工业互联网应用场景、部署价值、市场发展及未来趋势等主题进行产业探讨。报告人:西门子四方维亚太区总经理 洪子伦报告题目:产品数智化的新机遇数字设计资产是否能够更精准地找到潜在客户?如何消除潜在客户设计采用的障碍?面对这些问题,四方维提供了从PDFs到数字孪生,在线、互动和数字设计资产的解决方案。洪子伦表示,任何设计都需要BOM上每个组件的原理图符号、PCB焊垫和3D模型支持,四方维支持25+PCB设计工具和30+CAD工具。数字化+商业化将加速对外推广工作,而四方维提供了前所未有的有关数百万工程师与采购人士的元器件采用实时情报,提升元器件销售转换,助力客户实现终端触达、业务出海。报告人:浙江中控自动化仪表有限公司总工程师/副总经理 俞利明报告题目:“E 网到底”——数字化仪表解决方案当前智能工厂建设中,现场仪表面临诸多痛点:非智能仪表普遍存在,大大降低了全厂智能化水平;HART、FF智能仪表,通讯速度太慢,难以实现高端应用;仪表种类繁多,由众多不同的供应商提供,难以统一管理;仪表维护成本高,现场维护耗时长,效率低;仪表在线参数和报警,缺乏有效监控手段;仪表资产台账,无法自动动态更新;手操器,独家进口,价格昂贵,操作记录难以追溯。因此,当前智能仪表研究方向主要为,全生命周期数据管理的智能仪表;仪表对外部工况的自适应、自学习、自调整技术;高灵敏感知、探测技术;仪表的远程升级及回溯功能;传感层数据安全与功能的安全技术;基于人工智能的高精度测量方法;基于大数据分析的预测性维护功能;仪表本体软硬件诊断技术;仪表虚拟化技术 (场景仿真);基于低功耗的高速通讯技术等。基于此,俞利明介绍了中控技术的APL总线仪表及智能仪表管理平台和中控自动化仪表业务情况。报告人:TE Connectivity传感器事业部亚太区业务拓展负责人 郑婷婷报告题目:智能传感技术助力工业高质量发展TE Connectivity致力于智能/高效/高性能的传感器解决方案,帮助客户实现从概念到产品的转化。郑婷婷表示,工业物联网与传感器的发展相辅相成,传感器是工业物联网发展的基础和关键,工业物联网发展的不同阶段和不同目标,离不开传感器的广泛应用。与此同时,工业物联网也对传感器的发展提出更高要求,给它未来的创新带来驱动力。报告中,郑婷婷介绍了TE解决方案在状生产流程控制、电力工业、城燃管网、风电、液冷、氢能源、轨交等领域的监测应用。报告人:龙元集团总裁助理/龙元天册总经理 王萍报告题目:数字工业赋能CDI绿色双碳百园计划《巴黎协定》提出世界须在2030年前将碳排放减少四成,将全球变暖限制在1.5°C的目标。中国的二氧化碳排放占全球比重为27%,中国的温室气体排放占全球33%左右,中国实现“3060”降碳目标就能使全球升温减少了0.2-0.3度。国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,我国将提高国际自主贡献力度,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。我国各类工业园区的碳排放量约占全国碳排放的31%,工业领域是我国能源消耗与碳排放的重要领域,约占70%。产业园区作为工业发展的主要载体,是践行国家“双碳”战略的重要应用场景。建设“绿色双碳园区”是我国绿色低碳转型、落实“双碳”目标的必经之路。在此背景下,8月3日,第四届CDI开发区创新发展大会上,“CDI绿色双碳百园计划”重磅启动。王萍在报告中详细介绍了该计划的情况,并呼吁加入该计划。报告人:西安中星测控有限公司董事长 谷荣祥报告题目:高端智能传感器提升工业物联网价值据了解,西安中星测控有限公司已成为中国乃至全球知名的各种智能传感器专业制造商及物联网(智慧城市/智能制造)综合解决方案提供商。报告开始,谷荣祥以一则短视频展现了中星测控的风采,并表示,物联网的到来为我们的工作和生活带来了无法想象的巨大改变,智能制造、智慧城市正在一步步实现。报告中,谷荣祥介绍了工业物联网智能传感器的基本要求、中国原创MCS高端工业压力传感器、中星测控公司振动/温度/压力复合传感器的工业物联网应用以及无线蓝牙温度/压力传感器在空调制冷系统中的节能应用。报告人:西门子数字化工业软件集团创新中心技术总监 袁晓舟报告题目:数字孪生-赋能传感器与物联网全产业链数字化企业融合真实世界与数字世界。实现面向产品与生产的持续闭环优化。西门子的数字孪生产品可以实现在数字世界中设计、仿真、验证产品,包括机械、多物理场、电子与软件的管理;在数字世界里规划、仿真、预测和优化生产,以及PLC代码的生成与虚拟调试等功能,并指导企业实现高效、安全地运行生产。从芯片、到系统、到生态,西门子为半导体(传感器) 行业提供全面的数字孪生。
  • 美国科学家研发出一种新型光纤传感器
    美国科学家研发出一种可以在极端条件下使用的新型光学压力传感器。这种光纤传感器不但可以测量高达1800万帕(2620磅/平方英寸)的压力,将感测头放进-196°C的液态氮中或者加热到538°C,性能也不会有明显改变。 这种传感器的概念来自于密西西比大学检测仪器和分析实验室(DIAL)的ChujiWang和SusanScherrer,他们将有名的“腔环降光谱法”(cavityring-downspectroscopy,CRDS)技术应用在光纤传感器上,制造出一个名为\"fiberringdownsensor\"的仪器。其操作关键在于光脉冲的衰减时间强烈取决于在光纤环所造成的衰减,因此任何造成光纤传输改变的现象如外部的压迫(压力),都可藉由监控衰减时间而加以测量。Wang表示这种新传感器具有许多优于布拉格光纤(FBGs)和光纤Fabry-Perot干涉仪(FPPI)之处,并认为这个新设计可以带动全新一代的物理传感器。 这种传感器是由两个相同的2×1光纤耦合器(99:1分路比例)及和一种标准单模光纤(CorningSMF-28)所连接,构成65M的长回路。研究员人将一个波长1650nm的脉冲经由一个耦合器射入回路 该脉冲每在环内绕行一圈,强度就会略微减弱,其衰减时间及强度则由另一个耦合器连续加以监控。实验上对一段8mm长的光纤传感器施加重量的结果显示,该传感器可以测量高达1800万帕的压力。如果把保护层(Jacket)去掉,虽会降低它的感测范围,可是能增加其灵敏度。
  • 传感器行业未来关注的四大领域
    未来值得关注的四大领域  随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求,四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。  一是可穿戴式应用。据美国ABI调查公司预测,2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器,包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等,实现了一些传统终端无法实现的功能,如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。当前,可穿戴设备的应用领域正从外置的手表、眼镜、鞋子等向更广阔的领域扩展,如电子肌肤等。日前,东京大学已开发出一种可以贴在肌肤上的柔性可穿戴式传感器。该传感器为薄膜状,单位面积重量只有3g/m2,是普通纸张的1/27左右,厚度也只有2微米。  二是无人驾驶。美国IHS公司指出,推进无人驾驶发展的传感器技术应用正在加快突破。在该领域,谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果,通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪,以每秒20次的间隔,生成汽车周边区域的实时路况信息,并利用人工智能软件进行分析,预测相关路况未来动向,同时结合谷歌地图来进行道路导航。谷歌无人驾驶汽车已经在内华达、佛罗里达和加利福尼亚州获得上路行使权。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发,有的车型已接近量产。  三是医护和健康监测。国内外众多医疗研究机构,包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。如罗姆公司目前正在开发一种使用近红外光(NIR)的图像传感器,其原理是照射近红外光LED后,使用专用摄像元件拍摄反射光,通过改变近红外光的波长获取图像,然后通过图像处理使血管等更加鲜明地呈现出来。一些研究机构在能够嵌入或吞入体内的材料制造传感器方面已取得进展。如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器,该器件由导电金属和绝缘薄膜构成,能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化,发挥完作用之后就会溶解于体液中。  四是工业控制。2012年,GE公司在《工业互联网:突破智慧与机器的界限》报告中提出,通过智能传感器将人机连接,并结合软件和大数据分析,可以突破物理和材料科学的限制,并将改变世界的运行方式。报告同时指出,美国通过部署工业互联网,各行业可实现1%的效率提升,15年内能源行业将节省1%的燃料(约660亿美元)。2013年1月,GE在纽约一家电池生产企业共安装了1万多个传感器,用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据,而工厂的管理人员可以通过iPad获取这些数据,从而对生产进行监督。超声波气象站集合了7个传感器,为工业生产提供了一流的天气监测信息,为预防一些灾害事件提供可靠信息,从而提高效率,降低和总的成本。  此外,荷兰壳牌、富士电机等跨国公司也都在该领域采取了行动。
  • 2025年版《中国药典》4017 药典玻璃容器耐内压力测定仪要求
    2025年版《中国药典》4017 药典玻璃容器耐内压力测定仪要求玻璃容器耐内压力是衡量其内部结构、壁厚均匀性及表面缺陷对承压能力影响的重要指标。根据2024年6月国家药典委发布的“4017 玻璃容器耐内压力测定法第三次公示稿”,此标准将在2025版中国药典的药包材部分体现。本标准基于2015版YBB药包材标准YBB00172003-2015耐内压力测定法修订,并参考了国标《玻璃容器 耐内压力试验方法》GB/T 4546-2008和ISO 7458-2004标准《玻璃容器.耐内部压力性.试验方法》,是国内较为完善的药包材玻璃容器耐内压力测定方法。此次标准修订,与原标准有几点差异,三泉中石在此加以说明:一、测定方法:名称的修改:测定方法分为恒压法和恒速法两种。在原来YBB00172003-2015耐内压力测定法上名称为“在预定时间内施加均匀内压力的试验”和“在预定的恒速下增加内压力的试验”。二、“4017 玻璃容器耐内压力测定法”对设备要求:通过性试验:按0.58 MPa/s±0.1MPa/s的速率增加试验压力,直至达到预定的压力值后,保持60s,观察供试品是否破裂。破坏性试验:按0.58 MPa/s±0.1MPa/s的速率增加试验压力,直至容器破裂为止。在原来YBB00172003-2015耐内压力测定法的标准上增压速率要求是0.4MPa/s±0.1MPa/s。同时,将“增压速率的重复性为2%”修订为“增压速率的重复性应为±2%”。三泉中石NLY-03玻璃瓶耐内压力测试仪,根据4017 药典玻璃容器耐内压力测定法要求可设置0.4MPa/s±0.1MPa/s也可设置0.58 MPa/s±0.1MPa/s,满足新老标准要求增压速度的改变是根据实际应用中现在灌装速度越来越快而制定,我们提醒速度的增高不但是对设备要求的提高,也是对玻璃瓶质量要求的提高,因为更高的速度代表着玻璃瓶的耐内压能力要更高,否则容易破碎。同时,在这一背景条件下,玻璃瓶耐内压力测试机成为啤酒厂、玻璃瓶厂家、质检中心、制药生产企业等所需的检测仪器。适用于各种啤酒瓶、酒瓶、饮料瓶、输液瓶、抗生素西林瓶等各类玻璃瓶的耐内压力测试。它新老标准要求进行实验,能够全自动显示整个实验过程的压力变化,满足各容量玻璃瓶的保压试验和爆破压力试验要求。测试原理--伺服电机带动液压泵产生压力,通过管道传递至压力传感器和被测试的玻璃样品瓶内。- 控制器实时采集压力信号,根据信号值控制伺服电机,使系统内压力按照新老标准要求线性增加至预设值。- 在加压或保压过程中,样品瓶破裂即不合格;测试结束系统自动泄压后,样品瓶完好即合格。三、供试品的装夹:玻璃瓶应该在不受外力的情况下,装夹在NLY-03玻璃瓶耐内压力测试仪上,避免外力影响内压力的,从而降低玻璃瓶的承压能力。标准上写到“能保证供试品在悬挂条件下进行试验,且瓶口很容易夹在试验仪器上;试验时为保证加压介质无泄漏,压头和瓶口封合面之间必须有弹性物质密封”。四、结果表示与判定通过性试验:试验中使用的压力和容器破裂的数量。破坏性试验:首次破裂时的压力以及在此压力下破裂的供试品数量;以恒定速率递增使容器破裂的最大值;以最接近于0.01 MPa表示平均破裂压力和标准偏差。结果判定:按规定的相应压力值进行耐内压力试验后,破裂的供试品数量低于规定数,则判定为合格。玻璃容器耐内压力测定法为玻璃瓶质量控制提供了科学有效的指导,而玻璃瓶耐内压力测试机的应用,确保了各类玻璃容器的安全性和可靠性,满足了不同行业对玻璃瓶质量检测的需求。济南三泉中石实验仪器作为专业从事药品包装玻璃容器检测仪器的行业者,紧跟国家标准的要求,也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在药品包装检测领域多年的技术积累和行业应用经验,为标准的制定工作提供数据和理论的支持,为国家标准体系的建立添砖加瓦。
  • 安恒集团主动漏损控制技术成果斐然 全力支持北京新建150个供水独立计量区
    国内领先的智慧化精细水务管理解决方案提供商安恒集团2015年4月24日消息:安恒集团在北京市石景山区供水管网主动漏损控制技术实践应用的示范小区二期工程中,综合应用DMA分区技术、漏损噪声在线监测技术以及智能精细化区域压力控制技术,在供水管网漏失管理上取得了更加显著的效益。安恒集团Leakview管网漏损控制系统及基于DMA分区的主动漏损控制解决方案已在北京市石景山某老旧居民区实际运行了三年多时间,为石景山自来水公司节约大量人力物力,更保证了该片区的整体供水管网的安全运行,自2012年实施至今该老旧小区未再发生任何爆管事件。2015年,有鉴于优异的实践成果和运维能力,该老旧小区在符合DMA分区的基础上将现有约4400户的用水规模扩增至近5500户的规模,以期待更明显的应用效果和良好的社会价值。而不负众望,安恒集团优秀的主动漏损控制方案在良好的运维管理和先进的信息化技术支持下,极短的时间内就显现出相当惊人的成效,目前,该老旧小区在满足近5500户用水需求的基础上,实现每日节水近1000立方米,预计该小区年节水量将超过30万吨。这正是安恒集团基于“水联网”理念研发的城市供水管网漏损控制管理系统LeakView和“DMA分区管网主动漏损控制解决方案”,目前已经成供水行业管网监控和漏损控制方面唯一的高可靠、高性能、优效率的信息化解决方案。整套方案也在紧跟信息化发展,在不断完善与升级中始终践行着水资源智慧化精细水管理的“水联网”理念,在多年实际项目中将“互联网+”的概念彻底融入到工程实际应用中,为供水行业及全社会带来巨大的经济和社会效益。它将传统人工听漏的检测工具升级为漏损噪声传感器,植入到经过分析的DMA管网分区中实现分段实时监测,解决大量人力物力的同时,还能准确报警相应管段的漏损和潜在危险。依靠物联网和移动互联技术将相关管网的监测数据远传给云端的Leakview管控分析系统中,利用云计算和大数据分析技术对片区管网进行流量和压力分析,实现按需控制分区供水管网的供水压力,大幅降低城市供水管网特别是老旧管网的运行风险,同时实现大幅的节水效果,显著降低产销差率,已经成为智慧水务中重要的组成部分。 自2014年以来,Leakview管网漏损控制系统及基于DMA分区的主动漏损控制解决方案已在北京自来水集团公司、武汉水务集团、江苏淮安首创水务等地供水部门完成了最新方案设计、工程实施和系统运行,系统解决方案带来的经济和社会效益十分可观。今年为用好每一滴“南水”,北京市自来水集团将在城区新建150个独立计量区(DMA),使独立计量区(DMA)总数达到282个,独立计量区的应用规模在国内同行业中处于前列。在每个独立计量区(DMA)中,通过对小区入口处水量、楼门前水量、居民户内水量的对比分析,及时发现可能存在的管网漏损隐患,减少水资源的流失。安恒集团将凭借业内独有的Leakview管网漏损控制系统及基于DMA分区的主动漏损控制解决方案,全力支持“分区调度、区域控压、小区计量”的管网精细化管理措施,力促北京实现每年节水3600万立方米的宏大目标。 关于安恒集团安恒集团成立于1993年,注册资本1.5亿元人民币,职员工三百余人,总部位于北京中关村国家高科技创新园区核心,是中关村物联网智能硬件产业基金(在筹)发起单位和最具创新能力TOP100企业、水联网--互联网+智慧化精细水管理体系的持有者,也是国家重大科学仪器设备开发专项的牵头单位。 安恒集团长期专注于中国水问题,致力于通过市场角度解决水资源和水环境的承载力问题,始终坚持用市场规律配置资源、坚持技术是改变社会和生活的发展原则,通过现代科学的集团管理结构和企业经营理念,秉承精益化运营管理模式,实现在水行业管理设施存量资产上价值提升、效益提高、环境资源效能优化等服务,同时创新地提出T2T轻资产业务发展模式,以体验式服务提升用户的核心价值。安恒集团专业从事水资源环境服务领域的技术服务体系平台、仪器设备供应、现场技术支持、系统集成工程、区域化服务及水管理学院网络培训等业务,已构建覆盖全国的稳定可靠、行业信赖的产品销售、技术支持体系。安恒集团以专业的能力和标准的服务,服务于高速发展的中国,服务于可持续发展的中国。
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