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数显控制一体液位传感器

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数显控制一体液位传感器相关的资讯

  • 上海微系统所制备出微型光电一体化集成钻石量子磁传感器
    近日,上海微系统所传感技术国家重点实验室采用微纳加工技术制备了一种基于氮空位(NV)色心的微型光电一体化集成钻石量子磁传感器。相关研究成果于2022年5月9日以“Amicrofabricatedfiber-integrated diamond magnetometer with ensemble nitrogen-vacancy centers”为题发表在当期的Applied Physics Letters上。 钻石,不仅可以作为珠宝装饰品,更是具有极高研究价值的新型量子材料。氮空位缺陷——NV色心,是钻石晶体结构中最常见的点缺陷,由氮原子取代碳原子和相邻空穴而形成,利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可以进行精密磁测量。NV色心在常温下也具有稳定的量子态,可以在非制冷的室温下工作。同时,钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势,在近场微观磁共振、磁异常探测、生命科学等领域具有重要的应用前景。 小型化、集成化、便携化是钻石量子传感器取得实际应用的重要条件。该团队基于晶圆级微机电工艺平台,利用标准微纳加工技术,制备出钻石量子磁传感器的核心——钻石芯片。芯片内部集成了微波辐射结构,实现了原位微波量子态操控。采用金属热压键合技术实现了钻石单晶与硅晶圆的异质集成,确保了机械稳定性。钻石芯片耦合带有梯度变化折射率透镜的光纤模块,实现了“光进光出”的工作模式,大大缩小了探头尺寸,实现了钻石磁强计探头的高集成度。并进一步指出,采用双频共振技术可以同时进行磁场和温度场的同步实时测量,不仅通过温漂抑制提高了磁场测量的信噪比,还确保了传感器的温度稳定性。 该团队提出的制备工艺可以在晶圆级进行拓展,具有批量化制备的潜力,为建立高一致性、高灵敏度的可穿戴传感器阵列提供了可能性。目前钻石量子磁传感器整体尺寸仅有20×15×1.5 mm3,灵敏度达到2.03nT/√Hz。同时,该钻石磁传感器可以对小于0.5 mm(甚至更小)的目标区域进行近距离测量,具有在心磁、脑磁等弱磁信号探测场景的应用潜力,为后续实用化的可穿戴生物磁传感器提供了良好的研究基础。 该论文的第一作者单位和通讯单位为中科院上海微系统所,第一作者为博士研究生谢非,通讯作者为武震宇研究员和陈浩副研究员。该工作得到中国科学院战略性先导科技专项(XDC07030200)、国家重点研发计划(2021YFB3202500)、中科院科研仪器装备研制(YJKYYQ20190026)等项目的支持。 论文链接:https://doi.org/10.1063/5.0089732
  • pH电导传感器为各种领域提供了重要的实时监测和控制
    pH电导传感器是一种广泛应用于工业和科学领域的传感器,用于测量溶液的酸碱度和电导率。pH电导传感器通过测量水溶液中的氢离子浓度和电导率来评估溶液的酸碱性或盐度,为各种领域提供了重要的实时监测和控制。   pH电导传感器工作原理基于溶液的电离和电导原理。首先,pH电极通过浸泡在溶液中,测量溶液中的氢离子浓度。酸性溶液中的氢离子浓度高,碱性溶液中的氢离子浓度低。然后,电导测量电极通过测量溶液中的电导率来评估溶液的盐度。盐度高的溶液具有较高的电导率,而盐度低的溶液具有较低的电导率。   该设备有多种类型和设计,但一般包括一个pH电极和一个电导测量电极。pH电极通常由玻璃电极和参比电极组成,玻璃电极通过与溶液中的氢离子发生反应产生电压信号,而参比电极为其提供一个稳定的参考电位。电导测量电极由两个电极组成,测量溶液中的电导率。   pH电导传感器广泛应用于水处理、环境监测、食品与饮料、制药、农业和化学分析等领域。在水处理中,该设备用于监测水的酸碱度和盐度,以帮助调整和控制水的处理过程。在环境监测中,该设备用于测量土壤和水体中的酸碱度和盐度,评估环境质量。在食品与饮料行业中,该设备用于监测食品和饮料的酸碱度和盐度,以确保产品质量和安全。在制药领域,该设备用于监测和调控药物制剂过程中的酸碱度和盐度。在农业领域,该设备用于土壤监测,评估土壤的酸碱度和盐度,以帮助决定适合种植的作物种类。在化学分析中,该设备用于实验室测量和分析过程中的酸碱度和盐度。   总之,pH电导传感器通过测量溶液的酸碱度和电导率来提供精确的实时监测和控制。它在许多领域都发挥着重要作用,并帮助人们评估和调整过程中的酸碱度和盐度,以确保产品质量和安全,保护环境和改善生活质量。
  • 美开发出能使大脑直接控制义肢的光学传感器
    据英国《新科学家》网站10月18日(北京时间)报道,美国科学家研发出一种能接收神经脉冲等光学信号的传感器,可进一步改进人体神经系统与义肢之间的连接,使通过大脑神经直接控制义肢的梦想朝现实迈进了一大步。未来,通过该传感器,大脑能够直接控制义肢的运动,被植入者也可通过义肢感受到压力和热度。   目前,义肢中的神经接口都是电子的,其中的金属零件可能会被身体排斥。而美国南卫理公会大学的马克克里斯滕森和同事正在研发一些可以捕捉神经信号的光学传感器。他们使用的材料——光纤和聚合物与金属相比,不仅不太可能诱发身体的免疫反应,而且也不会被腐蚀。  这种传感器建立在一个聚合物的球壳上,这些球壳同一束光纤偶联在一起,光纤将发送一束光,经过球壳内部。光在这些球壳内“旅行”的方式被称为“回音壁模式”,其灵感源于英国伦敦圣保罗大教堂的回音壁。在圣保罗大教堂,声音可以通过凹形墙壁的不断反射而持续传播,因此传播得更远。  该传感器的设计理念是,与神经脉冲相连的电场会影响聚合物球壳的形状,球壳内部光线的共振也随之改变,因此,神经系统会变为光子电路的一部分。从理论上讲,光线的共振变化能够向仿生手发送指令,比如告诉仿生手,大脑想要移动一根手指等。通过在光纤顶端放置一个反射器,引导一束红外线照射并刺激神经系统,其发出的神经信号也能够被带往其他方向。  研究人员表示,这种传感器目前还处于原型研制阶段,而且尺寸太大,暂时无法安装在人体内,不过,随着尺寸不断缩小,这种传感器将可以在生物体内发挥作用。该科研项目获得了美国国防部高级研究计划局(DARPA)560万美元的资助。研究人员计划2年内将工程样品在猫或狗身上进行试验。在此之前,研究人员需要将这种传感器的大小从几百微米缩小到50微米。  该传感器工程样品在使用前,研究人员还需要将神经连接具体地绘制出来。例如,要求病人试着举起他残缺的手臂,以便将相关的神经连接到义肢上。  克里斯滕森表示,总有一天,这些传感器和光纤可以像“跳线”一样,形成从大脑直到腿部的神经回路,绕开受损的身体组织,最终让脊髓受损患者重新恢复运动能力和知觉。  不过,也有专家认为,这种传感器所使用的材料虽然都具有很大的生物相容性,但它们是否能够完全避免人体的排异反应依然存疑。
  • 国家重大科学仪器设备开发专项“一体化高精度称重传感器的研制及应用”项目启动
    p  2017年11月24日,国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“一体化高精度称重传感器的研制及应用”项目在牵头单位上海舜宇恒平科学仪器有限公司召开了启动会。上海市科学技术委员会基地处领导,行业专家,项目参与单位的领导、科研骨干等参加了本次会议。/pp  该项目为期三年,由上海舜宇恒平科学仪器有限公司牵头,联合中国工程物理研究院机械制造工艺研究所、长沙湘平科技发展有限公司、四川中测测控科技有限公司共同承担。项目将开发十万分之一分辨的高精度称重传感器,并完成工程化产业化开发和计量测试标准方法,实现批量生产,在天平称重、水分测量、密度和热重测量等领域形成应用示范和产业化推广。/pp  据项目负责人朱新强总经理介绍,高精度称重传感器不但在工业、制药、环境、医疗等诸多行业中不可或缺,广泛应用,而且也是精确量值传递的计量保障,具有重要科学意义。我国只能实现万分之一分辨,对这一传感器部件进行研究,不但可打破国外的垄断,使我国称量和计量领域进入国际先进行列,而且对各领域的基础研究可提供有力支撑。上海舜宇恒平科学仪器有限公司在精密称重技术和电子天平产品方面具有自己的核心技术和丰富研究经验,是我国首先开发出万分之一称重传感系统并商品化的企业,当前是国产天平品种最多、技术领先、国内产值最大的公司,开发的AE224型电子分析天平2016年被行业协会等权威机构评为“国产好仪器”中唯一称重类产品。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/ee74af00-ad68-4bfd-8b50-828e3ceb74e1.jpg" title="微信图片_20171219134856(1)_meitu_1.jpg"//pp style="text-align: center "(一)项目启动大会/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/b791e411-dc3b-4cc4-885a-5c19d9754690.jpg" title="微信图片2_meitu_2.jpg"//pp style="text-align: center "(二)颁发技术专家组聘书/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/7de672c8-8b51-4a22-bf08-4b593324bf75.jpg" title="微信图片3_meitu_3.jpg"//pp style="text-align: center "(三)颁发用户专家委员会聘书/p
  • 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
  • 国家重大科学仪器设备开发专项“一体化高精度称重传感器的研制及应用”项目启动
    2017年11月24日,国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“一体化高精度称重传感器的研制及应用”项目在牵头单位上海舜宇恒平科学仪器有限公司召开了启动会。上海市科学技术委员会基地处领导,行业专家,项目参与单位的领导、科研骨干等参加了本次会议。该项目为期三年,由上海舜宇恒平科学仪器有限公司牵头,联合中国工程物理研究院机械制造工艺研究所、长沙湘平科技发展有限公司、四川中测测控科技有限公司共同承担。项目将开发十万分之一分辨的高精度称重传感器,并完成工程化产业化开发和计量测试标准方法,实现批量生产,在天平称重、水分测量、密度和热重测量等领域形成应用示范和产业化推广。 据项目负责人朱新强总经理介绍,高精度称重传感器不但在工业、制药、环境、医疗等诸多行业中不可或缺,广泛应用,而且也是精确量值传递的计量保障,具有重要科学意义。我国只能实现万分之一分辨,对这一传感器部件进行研究,不但可打破国外的垄断,使我国称量和计量领域进入国际先进行列,而且对各领域的基础研究可提供有力支撑。上海舜宇恒平科学仪器有限公司在精密称重技术和电子天平产品方面具有自己的核心技术和丰富研究经验,是我国首先开发出万分之一称重传感系统并商品化的企业,当前是国产天平品种最多、技术领先、国内产值最大的公司,开发的AE224型电子分析天平2016年被行业协会等权威机构评为“国产好仪器”中唯一称重类产品。
  • 汉威科技:营收14.44亿元 气体监测爆发助传感器业务显增
    pstrong  仪器信息网讯/strong 3月24日,汉威科技发布2017年年度报告。报告期,公司实现营收14.44亿元,同比增长30.37%,归母净利润1.1亿元,同比增长21.73%,原预期1.53亿。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ca095e0b-2e3b-4f98-ae40-d54243e469b5.jpg" title="0.jpg"//pp  span style="background-color: rgb(112, 48, 160) "strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "业绩增长主要原因/span/strong/span/pp  strong1、传感器业务增速显著/strong。报告期内,传感器板块受益于安全、环保、健康以及全社会智慧化等理念提升带来的强劲需求,气体监控需求持续上升,该板块相关产品取得了突出的增长 另一方面,随着下游应用行业的快速发展,该板块经营的甲醛、VOCs、粉尘等监测类传感器产品业绩增速较快,传感器板块业绩较上年同期增幅显著,增长势头强劲。/pp  strong2、物联网综合解决方案成果显著/strong。报告期内,公司加大自筹资金的使用规模,稳步推进物联网综合解决方案中已实施的智慧水务、智慧市政系统解决方案等智慧化建设项目的落地,产业协同效应不断增强,进一步促进了公司整体经营业绩持续、稳健地增长。同时,受益于社会民众对环保关注度的提升以及国家政策对环保行业的大力支持,智慧环保系统解决方案业务整体发展情况良好。公司持续构建并完善“智慧环保”一体化解决方案,报告期内通过打通数据通道,实现了为客户提供数据增值服务,提高了环保数据集中管理效率及智慧化水平,取得了较好的市场示范效果。/pp  strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "主营业务情况/span/strong/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/dfc1f0a3-ba8c-4b05-b7c4-edf18fd8d80d.jpg" title="1.jpg"//ppstrong  1、传感器/strong/pp  报告期内,炜盛科技营业收入和净利润同比增幅均超 50%,尤其在环保、安防产品领域增速突出。一方面,用于室内空气质量检测的甲醛传感器、红外二氧化碳传感器销量较过去几年实现了显著的增长 另一方面,随着煤改气政策的逐步推进,传统的半导体气体传感器也实现了超预期的增长。/pp  strong2、物联网综合解决方案/strong/pp  (1)物联网平台解决方案/pp  报告期内,畅威物联相继承接了厦门(金砖会议保障)和杭州(亚运会筹备)的燃气监管平台等多个重大项目,主要经营指标稳步增长。产品方面,畅威物联相关软硬件产品陆续获得自主知识产权认证,受“煤改气”政策稳步推进的影响,公司研发的燃气报警器产品销量增速显著。公司的解决方案为客户实现从源头到末端的信息化改造,所有的运行指标参数均可通过远传的方式进入客户的运营平台,进一步的为客户提供决策依据,方便客户指挥高效的调度与运营,为安全运营保驾护航。/pp  (2)智慧市政系统解决方案/pp  报告期内,智慧水务平台应用继续深化。远程抄表、信息化改造推进顺利,节省了人力物力,并为数据分析系统持续提供实时数据。高新第二水厂建设等重大项目有序推进,高新智慧水务项目已基本建成,智慧化覆盖率达到 100%。/pp  (3)智慧环保系统解决方案/pp  环境监测方面,报告期内雪城软件重点开发了污染天气管理信息系统、安环一体化信息系统、大气污染第三方管控服务云以及“互联网+电子政务服务云”等系统。污染天气管理信息系统以新一代信息技术为支撑,创新了城市污染天气管理新模式和新平台 安环一体化信息系统重点服务工农业化工和养殖等园区建设和运营 大气污染第三方管控服务云重点服务政府基层环保部门、环保从业企业和污染源企业等,提供环保区域管家和企业管家服务,创新社会基层的环保新模式。报告期内,雪城软件网格化大气监测与决策平台通过了环保部成果鉴定,标志着网格化大气平台从试点到全国规模化发展的里程碑式跨越。分布式大气环境监测系统入选了国家工信部物联网成果典型案例,打造了全国首个污染天气监测系统,受到了央视等主流媒体的关注。/pp  (4)智慧安全系统解决方案/pp  报告期内,受工业安全行业复苏的积极影响,公司智慧安全综合解决方案业务增幅显著。持续多年的转型升级在报告期内取得重大突破,系统集成和软件类业务合同金额占板块主体营业收入比重不断提高。报告期内,公司成立了大型集团客户服务小组,加强高端客户渠道的维护及开发,开展售前、售中、售后团队建设,为客户更好的提供安全信息化解决方案及服务,取得了一定的成效。同时,结合物联网技术平台,公司实现了固定式探测器加载预警互联技术,打造了固定+声光+便携一体化系统管理平台,拓展了产品线。/pp  strong3、居家智能与健康/strong/pp  报告期内,北京威果作为“传感器+”概念的消费类电子厂商,基于母公司的行业技术积淀切入市场,在工业数据积累的基础上进行技术移植,开发出了可靠性强、性价比高、工业级技术的消费类电子产品,夯实了空气质量、燃气安全类市场,拓展了水质安全类市场,为消费者提供更加健康、舒适的工作和生活环境。/pp strongspan style="color: rgb(255, 255, 255) " /span/strongstrongspan style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) "关于汉威科技/span/strong/pp  汉威科技以成为“领先的物联网(IOT)解决方案提供商、服务商”为产业愿景,通过多年的内生外延发展,构建了相对完整的物联网(IOT)生态圈,主要是以传感器为核心,将传感技术、智能终端、通讯技术、云计算和地理信息等物联网技术紧密结合,形成了“传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用”的系统解决方案,业务应用覆盖物联网综合解决方案及居家智能与健康等行业领域,在所涉及的产业领域中形成了相对领先的优势。/p
  • 廖玮的基因检测革命:癌症体液诊断
    p  70后的廖玮近期像是一个空中飞人,从广州到北京,再返回广州,再到美国,他将做每件事情所需的时间计算得越来越精确,他想春节后第一代产品研发完成后再稍作放松。/pp  他现在忙碌的是一个可以在癌症诊断领域掀起全球变革的项目,即癌症体液诊断,只需30分钟左右就能确定是否存在基因突变,临床试验准确率超过99%。/pp  目前,全球普遍采用的癌症诊断方式是活检穿刺或者外科手术,将疑似组织取出,通过病理切片和染色免疫组化确定是否罹患癌症。这都会给病人带来痛苦,且需要一到两周时间才能获得检验结果。/pp  两者的诊断流程相比有着较大的差别,近些年,众多企业都希望通过提高基因检测的灵敏度来实现准确的体液(血液)活检。廖玮的EFIRM基因捕获检测方式或将在癌症诊断领域掀起一场全球性的行业变革。/pp  strong大洋彼岸的首次创业/strong/pp  现在,距离产品上市的时间越来越近,廖玮梦想的目标也终于要实现了。为了这一结果,廖玮已经整整等待了15年。/pp  15年的坚持和跋涉,几乎凝结了廖玮个人的成长史。/pp  廖玮用他的经历和研究成果再度验证了北大出科学家的传奇:他2005年从北大博士毕业后到美国匹兹堡大学做神经微电极的研究,发明导电高分子层修饰的传感微电极,主持开发植入式微型生物传感器。/pp  2007年,廖玮成为美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的助理研究员,加入了当时的美国国内的一个重大项目:检测与重大疾病相关的唾液生物靶标分子,由美国国立卫生院(NIH)主导,它的目标是开发一种非常快速的便携检测仪器,通过检测唾液和血液中的生物标记物,来诊断系统型疾病。那时设计的目标,是从最基础的研究开始,比如解析唾液蛋白质组和基因组,试图弄清楚人的唾液中有多少种蛋白和基因。最终这一研究获得了一项国际专利,成果发表在国际知名杂志《核酸研究》上。/pp  与此同时,廖玮的另外一部分工作是研发新的诊断技术。基于当时的PCR诊断技术,要实现上述目的,第一很难实现,PCR的放大或者提取操作很麻烦,必须由专业人员操作,而他们研发的目标诊断系统是,让任何人都可以便捷操作,快速得出准确的结果 第二,由于操作的复杂性,成本也很难降低,所以需要另外一种可替代的方法——直接检测,把唾液滴上去就可以自动化检测,以这样的检测方法为基础做出来的检测系统成本很低,效率也会大幅提升。/pp  2009年,唾液检测的核心技术开发完成,廖玮开始寻找进行产业化开发的机会。2011年,在一次展会上,廖玮认识了美国硅谷的AQS公司。AQS公司最擅长的就是新产品开发和生产,包括许多世界知名公司的产品都出自该公司。/pp  AQS公司管理层和廖玮沟通后,非常看好医疗检测这一领域,既然有核心技术,就可以真正开发出产品,双方一拍即合。第二天AQS公司高管就到UCLA实验室参观,现场观看了样机演示,详细了解了科学背景和知识产权方面的信息。几天之后,廖玮及其他几位同事一同到硅谷,和AQS公司董事会高层管理人员会面,双方正式确定合作。/pp  2011年6月,合资公司顺利成立。严格意义上说,这是廖玮的第一次创业,他是创始人。那时,AQS公司已经在中国深圳有分公司,在东莞有工厂和研发队伍。也就是从这时起,廖玮开始了当飞人,中美两国来回跑。/pp  之后,由于廖玮与AQS公司对于技术转化结果理解的差异,深圳研发团队出来的产品没有超越原型的水平,无法达到商业化阶段。到2013年,廖玮与AQS公司深圳研发部中断了项目,但并没有因此中断与AQS公司的联系。/pp  2013年廖玮开始与AQS公司商议,对于好的技术,产业化时以占股形式实现发展,如帮某个科学家把产品原型做出来,少量地生产几十台或者一百台,大概估算一个价格,投资公司以这样的价格来入股企业,这样双方收获都比较大。因为在硅谷有很多像廖玮一样的人,有技术,但没有产品原型,更无法产业化。在廖玮的建议下,2014年廖玮又与AQS公司合作成立了一家风险投资公司。/pp  在此种运作模式下,廖玮先后主持投资了几家公司,其中一家3D打印公司,成立时公司才三个人,平均年龄不到22岁,想做3D打印机,廖玮凭借着帮年轻人成就梦想的信念和独到的投资眼光帮这三个人把3D打印机做成了。这家公司在2014年底以17亿美金的价格整体出售,现在已成为世界排名前三的3D打印公司。廖玮另一个成功的投资项目是一款帕金森病人使用的勺子。帕金森病人手不断抖动,吃饭受影响,而这款勺子有固定装置,可以极大程度上方便病人使用,最终谷歌以1亿美金收购了该项目。/pp  strong第二次创业/strong/pp  2014年底,廖玮主动为自己的第一次创业划上了句号。因为,在创业期间,投资公司基本上是附属于AQS的,没有独立的体系。廖玮觉得如果创始人失去了控制权,有些工作是很难推进的。事实上他也碰到了一些困难。/pp  廖玮觉得,虽然第一次创业有所成功,但这样耗下去并不是明智的选择。同时,在2014后半年,廖玮所在的研究所开始尝试将基因检测的核心技术应用于肺癌的基因诊断、肾脏移植的排异反应以及兴奋剂检测等领域。研究所的技术也不断在临床上实现应用开发,其中一项技术在临床上得到很好的验证,廖玮和中国的几位投资人聊天后敲定,推动这项成果落地转化,即癌症体液诊断。/pp  2014年,NIH(美国国立卫生研究院)专门设立了一个国际合作项目,主要是促进最先进肿瘤诊断与治疗技术在中低收入国家的应用。廖玮所在的研发团队希望做成一个小型便携式癌症筛查和诊断仪器,用于边远地区,为那些不方便出来就医的人进行癌症筛查,有疑似症状的就送到大医院进行治疗。/pp  为了提高准确率、降低患者等待时间,以及减少创口带来的伤害,多数医疗企业希望创新检测方式,以实现基因检测靶向检测,但大都在研发阶段。2014年11月底中美研讨会上,廖玮的团队带着已经成型的一台E-FIRM诊断仪原型和大家见面,大部分专家都认为,这个机器如果能够尽快投入市场,对于整个肺癌的防治将有重大意义。/pp  事实上,这个产品原型在2010年就已经诞生,第一代原型检测的核心技术在2009年的临床癌症研究杂志封面发表,美国新闻也在2010年对这一技术进行了采访,标志着核心检测技术的方向——新一代不需要PCR扩增的基因检测技术的出现,那时比较轰动。但需要一个很好临床应用来推广,之后几年廖玮和研究团队人士一直持续做临床应用开发。其实,那时是美国大诊断公司找到廖玮团队,问能否试一下血液检测,因为用现有的PCR方法都测不太准。2013年,廖玮和研究团队人士开展了肺癌的检测,随后正式与台湾成功大学医院合作,让他们提供血液样本。测了将近200例的病例,准确率超过99%。/pp  那时候廖玮觉得,这个检测项目要想落地,投资方恐怕也只能授信于他。因为与会的都是科学家、科室主任,他们不可能做成商业化。而廖玮是唯一兼有资本运作和公司运营经验的商业人士,同时还是这个技术的核心开发者之一,具有产品开发经验。2015年初研究团队派廖玮出马,开始与投资方筹备新购公司新项目的商业转化事宜。/pp  2015年5月,标志着廖玮二次创业的易活生物科技公司在广州落地。廖玮拿到了1000万元的天使投资。/pp  目前,易活生物已经在筹备生产中。易活生物的研发团队自豪地称,“我们的准确度肯定是超乎所有的现有方法。”易活生物已经与国内多家肿瘤医院合作,实现临床样本试验。目前的测试效果较好。依目前市场看,或许廖玮的EFIRM基因捕获检测方式将在癌症诊断领域掀起一场全球性的行业变革。/pp  strong百亿中国市场/strong/pp  中国由于人口众多,且环境等各种问题交叉,已经成为全球癌症发生率较高的国家,尤其肺癌的发病率和死亡率更是高居榜首。有关数据显示,仅2014年,中国新增肺癌患者就多达70多万。对于诊断行业来说,中国也必将成为全球最大的市场之一。/pp  事实上,除了患者增长率高这一原因外,由于肺癌的特殊性,肺癌的主要驱动基因EGFR(表皮生长因子受体)在欧美的基因突变概率要低于在东亚人口的基因突变概率,在东亚大概有30%-50%的肺癌病人是由于基因突变,而在欧美只有不到20%,所以对于肺癌基因突变的检测,欧美市场远没有中国大。/pp  除了肺癌,2014年,结肠癌也已成为中国发病率较高的疾病。/pp  廖玮的癌症体液诊断项目恰逢其时。便捷、快速、高效的方式不仅降低了医务人员的工作负荷,同时也减轻了患者的检测痛苦和等待结果的煎熬。/pp  由于肺癌患者发病率较高,有关医学统计预测,未来几年内,新增数量将达到100万。目前,国家对肺癌基因检测的定价在每人次3000元(人民币)到4000元之间,按确诊的100万病人算,肺癌诊断在确诊的市场中就有30亿市场空间。/pp  而对于疑似的患者检测数量,分析预计或将更多。因此,关于肺癌检测市场空间,行业分析认为在100亿元人民币到200亿元人民币之间。除此之外,其他高发的肿瘤还有直肠癌、乳腺癌、宫颈癌等等,检测量依然很高,因此,癌症检测的总体市场空间将在千亿左右。/pp  肺癌检测只是廖玮的一个最初布局。据了解,目前,易活生物公司的研发中心设在加州,紧随肺癌检测技术推出的还将有直肠癌、乳腺癌、宫颈癌等。/pp  廖玮对于易活生物的定位也不仅仅局限于中国,而是全球性的企业。据了解,产品的研发团队在加州,产业化的布局在中国,临床沟通与验证也在全球范围内同时进行:中国医学科学院肿瘤医院、中山大学肿瘤医院、韩国三星医院、台湾成功大学医院,加州大学医学院,纽约大学医学院等等,已经开始临床样品测试。/pp  春节后,产品规模化量产即将在中国的工厂实现,对于产品进入市场,廖玮计划分两步走。前期获得国家药监局的临床批复可能要两年,两年后其他同行企业或许也会有同类产品跟上来,而易活将会失去时间优势。所以,前期会和第三方实验室合作,目前中国有上千家第三方实验室,而事实上,多数医院的高端检测也都集中在这里。/pp  在走第一步的同时,廖玮已经推动了全球医疗诊断产业的实质性布局,廖玮预计在今年6月份美国癌症年会中的主题报告和展会上重点发布这一癌症检测产品,也就是说,今年6月份,易活生物将向全球诊断产业发起进攻。/pp  对于目前易活生物打造的研发平台,廖玮称未来的商业模式将会像iPhone的APP store一样,易活生物卖iPhone,自己开发的iPhone自带软件有限,但企业和科学家都可以开发跟它兼容的新试剂盒,去增加它的功能,这是市场的选择。当然,廖玮希望的是,未来有科学家在这个平台开发肝炎、艾滋病等更多更高端的检测技术,之后再产业化,走向全球。这个平台可以承载一切新事物的到来。/p
  • 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
  • “五化”趋势助全球传感器冲刺800亿美元市场
    传感器融合了材料科学、纳米技术、微电子等领域的前沿技术,是新一代信息技术、高端制造装备、新能源汽车等战略新兴产业的先导和基础,也是智能交通、智能楼宇、智慧医疗、智慧基础设施等物联网应用的关键技术,具有技术含量高、经济效益好、辐射和带动力强等特点。  &ldquo 五化&rdquo 成为传感器技术发展的重要趋势  近年来,传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入、广泛,新品种、新结构、新应用不断涌现。其中,&ldquo 五化&rdquo 成为其发展的重要趋势。  一是智能化,两种发展轨迹齐头并进。一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成,可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯,以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能,具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。如美国凌力尔特(Linear Technology)公司的智能传感器安装了ARM架构的32位处理器。另一个方向是软传感技术,即智能传感器与人工智能相结合,目前已出现各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,并已经在智能家居等方面得到利用。如NEC开发出了对大量的传感器监控实施简化的新方法&ldquo 不变量分析技术&rdquo ,并已于今年面向基础设施系统投入使用。  二是可移动化,无线传感网技术应用加快。无线传感网技术的关键是克服节点资源限制(能源供应、计算及通信能力、存储空间等),并满足传感器网络扩展性、容错性等要求。该技术被美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。目前研发重点主要在路由协议的设计、定位技术、时间同步技术、数据融合技术、嵌入式操作系统技术、网络安全技术、能量采集技术等方面。迄今,一些发达国家及城市在智能家居、精准农业、林业监测、军事、智能建筑、智能交通等领域对技术进行了应用。如,从MIT独立出来的Voltree Power LLC公司受美国农业部的委托,在加利福尼亚州的山林等处设置温度传感器,构建了传感器网络,旨在检测森林火情,减少火灾损失。  三是微型化,MEMS传感器研发异军突起。随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟,MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造,实现了规模化生产,并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。近年来,日本、美国、欧盟等在半导体器件、微系统及微观结构、速度测量、微系统加工方法/设备、麦克风/扬声器、水平/测距/陀螺仪、光刻制版工艺和材料性质的测定/分析等技术领域取得了重要进展。目前,MEMS传感器技术研发主要在以下几个方向:(1)微型化的同时降低功耗 (2)提高精度 (3)实现MEMS传感器的集成化及智慧化 (4)开发与光学、生物学等技术领域交叉融合的新型传感器,如MOMES传感器(与微光学结合)、生物化学传感器(与生物技术、电化学结合)以及纳米传感器(与纳米技术结合)。  四是集成化,多功能一体化传感器受到广泛关注。传感器集成化包括两类:一种是同类型多个传感器的集成,即同一功能的多个传感元件用集成工艺在同一平面上排列,组成线性传感器(如CCD图像传感器)。另一种是多功能一体化,如几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上,制成集成化多功能传感器,集成度高、体积小,容易实现补偿和校正,是当前传感器集成化发展的主要方向。如意法半导体提出把组合了多个传感器的模块作为传感器中枢来提高产品功能 东芝公司已开发出晶圆级别的组合传感器,并于今年3月发布能够同时检测脉搏、心电、体温及身体活动等4种生命体征信息,并将数据无线发送至智能手机或平板电脑等的传感器模块&ldquo Silmee&rdquo 。  五是多样化,新材料技术的突破加快了多种新型传感器的涌现。新型敏感材料是传感器的技术基础,材料技术研发是提升性能、降低成本和技术升级的重要手段。除了传统的半导体材料、光导纤维等,有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料等成为研发热点,生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器加快涌现。如光纤传感器是利用光纤本身的敏感功能或利用光纤传输光波的传感器,有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、绝缘性好、体积小、耗电少等特点,目前已应用的光纤传感器可测量的物理量达70多种,发展前景广阔 气敏传感器能将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出,具有稳定性好、重复性好、动态特性好、响应迅速、使用维护方便等特点,应用领域非常广泛。另据BCC Research公司指出,生物传感器和化学传感器有望成为增长最快的传感器细分领域,预计2014至2019年的年均复合增长率可达9.7%。  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。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。  传感器产业化发展的重要趋势  近年来,随着技术研发的持续深入,成本的下降,性能和可靠性的提升,在物联网、移动互联网和高端装备制造快速发展的推动下,传感器的典型应用市场发展迅速。据BCCResearch公司分析指出,2014年全球传感器市场规模预计达到795亿美元,2019年则有望达到1161亿美元,复合年增长率可达7.9%。  亚太地区将成为最有潜力的市场。目前,美国、日本、欧洲各国的传感器技术先进、上下游产业配套成熟,是中高端传感器产品的主要生产者和最大的应用市场。同时,亚太地区成为最有潜力的未来市场。英泰诺咨询公司指出,未来几年亚太地区市场份额将持续增长,预计2016年将提高至38.1%,北美和西欧市场份额将略有下降。  交通、信息通信成为市场增长最快的领域。据英泰诺咨询公司预测,2016年全球汽车传感器规模可达419.7亿欧元,占全球市场的22.8% 信息通信行业至2016年也可达421.6亿欧元,占全球市场的22.9%,且有可能成为最大的单一应用市场。而医疗、环境监测、油气管道、智能电网等领域的创新应用将成为新热点,有望在未来创造更多的市场需求。  企业并购日趋活跃。美国、德国和日本等国的传感器大型企业技术研发基础雄厚,各企业均形成了各自的技术优势,整体市场的竞争格局已初步确立(附表)。需要指出的是,大公司通过兼并重组,掌控技术标准和专利,在&ldquo 高、精、尖&rdquo 传感器和新型传感器市场上逐步形成垄断地位。在大企业的竞争压力下,中小企业则向&ldquo 小(中)而精、小而专&rdquo 的方向发展,开发专有技术,产品定位特定细分市场。据统计,2010年7月至2011年9月,传感器行业中大规模并购交易多达20多次。如美国私募股权公司VeritasCapitalIII以5亿美元现金收购珀金埃尔默公司的照明和检测解决方案(IDS)业务 英国思百吉公司以4.75亿美元收购美国欧米茄工程公司的温度、测量设备制造业务。目前,越来越多的并购交易在新兴市场国家出现。
  • 科研人员研发出一体式离电子传感纸
    p style="text-align: justify "  strong仪器信息网讯/strong造纸术是中国四大发明之一,纸是中国古代劳动人民通过长期的经验积累形成的智慧结晶,它由天然或人造纤维素纤维与添加剂组成,在人们日常生活中发挥着记录和传播信息的重要作用。那么,有没有可能使纸张服务于未来的可穿戴智能设备和人机界面应用呢?近日,中国科学院深圳先进技术研究院副研究员常煜团队与加州大学戴维斯分校教授潘挺睿团队合作,通过将离电子传感机制引入纸张中,使纸张拥有了触觉传感功能。相关论文《一体式离电子传感纸》发表在国际学术期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上(All-in-One Iontronic Sensing Paper. Adv. Funct. Mater. 2019, 1807343),文章第一作者是博士研究生李森,常煜和潘挺睿为共同通讯作者。/pp style="text-align: justify "  近年来,智能包装、智能可穿戴电子设备以及柔性人机界面引起了越来越多的关注,该领域也成为科学研究的热点。追求设备高灵敏度、低成本、3D结构性和表面适应性成为一种重要趋势。纸张作为一种柔软、可折叠、可印刷、可切割、一次性、可降解的材料,成本低廉,长期以来作为化学和生物传感的灵活平台。例如pH试纸、血糖试纸、早孕检测试纸、纸基有机气体传感器、DNA和蛋白质传感器等都是应用十分广泛的生物化学传感器。先前报道的压敏纸以及由它们制成的压力传感器主要基于三种现有的传感机制,即电阻式、电容式和摩擦电式。它们存在制备方法较为复杂、较低的响应线性度和响应速度等问题。另外,目前报道的纸基传感器未能充分利用纸张的可印刷、可剪切及可折叠等特性。/pp style="text-align: justify "  团队开发的一体式离电子传感纸很好地弥补了上述缺憾。研究团队基于柔性离电子传感机制,提出了离电子传感纸(ISP)作为一体化柔性传感平台,此平台同时包含离子区域与电极区域并且具有直接印刷性、定制可切割性和三维可折叠性。ISP可以仅通过纸张特定的操作(例如打印、切割、折叠和胶合)以二维平面或三维折纸的形式构造压力传感器件。另外,ISP器件的灵敏度为10nF/kPa/cm2,至少是当前电容式传感器的数千倍,分辨率为6.25Pa,具有单毫秒的快速机械响应时间以及较高的响应线性度(R2 0.996)。此外,该团队还为ISP器件建立了理论模型,推导并验证了此模型能合理解释ISP电容-压力特性。/pp style="text-align: justify "  得益于纸张独特卓越的性能,ISP可以切割成任何形状,并与物体或其包装无缝集成,以检测重量变化 ISP还可以折叠以构建带有电子接口的智能3D折纸,例如具有高低音量控制的高灵敏度纸钢琴和用于连续监测脉搏波形的可穿戴折纸手环 另外,借助三明治结构,ISP可以构建一个16× 16的压力传感阵列,此传感阵列可以追踪和记录中国书法的笔迹和压强分布。/pp style="text-align: justify "  这项工作为纸质传感平台提供了一种简单且低成本的方法,ISP展现了由离电子传感原理实现原创智能纸的概念,具有显著的传感优势,在人机界面、智能包装、健康可穿戴方面具有广泛的应用前景。/pp style="text-align: justify "  该项目获得国家自然科学基金、科技部重点研发计划、广东省“珠江人才”团队计划及深圳市科技计划的支持。/pp style="text-align: center "img width="600" height="347" title="1111111.webp.jpg" style="width: 600px height: 347px " alt="1111111.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/a2c2065b-3f76-41be-8f3c-db9b2c34af92.jpg" border="0" vspace="0"//pp离电子传感纸原理、结构、材料及制备流程/pp style="text-align: center "img width="600" height="299" title="22222.webp.jpg" style="width: 600px height: 299px " alt="22222.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/358a049b-b0d3-4bfc-8e3b-25d6e028934e.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "离电子传感纸在脉搏波测量及折纸钢琴上的应用/pp style="text-align: center "img width="600" height="337" title="33333.webp.jpg" style="width: 600px height: 337px " alt="33333.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/2db74ced-06a6-49a9-a31e-a8856372ee5e.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "  离电子传感纸在测重药盒及手写毛笔的压力分布上的应用/pp style="text-align: justify " /pp /p
  • 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。
  • 合肥研究院制备可穿戴传感器实现对尿素的视觉监测
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员蒋长龙团队在可穿戴水凝胶贴片及体液中尿素视觉监测方面取得进展,通过在三维多孔聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶中嵌入上转换光学探针,设计制备了一种可穿戴传感贴片,并将该贴片与智能手机的颜色识别器结合,实现了对尿素的现场快速定量分析。相关研究成果发表在Analytical Chemistry上。   尿素是人体含氮物质最终代谢的主要产物,会通过汗液、尿液、唾液和血液排出,其在临床诊断中被认为是肾功能的重要指标,因此有效检测尿素水平对于疾病的研究和早期诊断至关重要。可穿戴传感器由于可以直接佩戴在人体皮肤上且具有非侵入性的特性受到广泛关注,三维网络状结构的水凝胶具有良好的柔韧性、拉伸性和生物相容性,这些特性使其成为可穿戴传感器的理想材料,然而目前报道的大多数荧光水凝胶都是由短波长激发的,在检测生物样品时容易受到自发荧光和背景荧光的干扰。上转换纳米粒子(UCNPs)与传统的荧光材料相比,能消除生物样品的自荧光和背景干扰,提高检测灵敏度。因此,利用UCNPs设计可穿戴传感器是检测人类生物标志物的有效策略。   鉴于此,研究团队设计了一种基于上转换光学探针的聚丙烯酰胺水凝胶传感器。探针由UCNPs和对二甲氨基肉桂醛(p-DMAC)组成,基于内滤效应(IFE),尿素与p-DMAC反应产生的红色产物猝灭UCNPs的绿色荧光,使上转换荧光从黄色转变为红色,实现尿素的荧光检测。在此基础上该研究结合PAM水凝胶制作了柔性可穿戴传感器,并利用3D打印技术构建便携式传感平台。   研究团队设计的上转换荧光探针和水凝胶传感器的检测限(LOD)分别为1.4μM和30μM。水凝胶传感贴片为检测体液中的生物标志物提供了便利和准确的传感策略,在疾病预警和临床诊断设备上具有应用潜力。图(a)设计可穿戴水凝胶传感贴片;(b)汗液中尿素的传感和水凝胶的SEM图像;(c)水凝胶传感贴片在980 nm激发光和日光下对尿素的响应;(d)便携式尿素检测传感平台;(e) G/R比值与尿素浓度在0-40 mM范围内的线性关系。
  • 产线用传感器校准-LED积分球光源
    01用途蓝菲光学(Labsphere)是图像传感器校准光源中公认的领导者。此款设备具备了照度连续可调、高低色温连续可调的功能,高均匀性避免了定位带来的误差。主要应用于各类光学光学传感器研究、开发和生产测试和校准。02一体式设备节省空间本产品是专门为光学传感器校准而推出的定制产线LED类型均匀光源。一体式设备,内置Labsphere专门设计用均匀光源系列积分球。本款产品经过优化设计,内置积分球配置高低色温LED, 开口2inch。开口处均匀光源的均匀性可以达到98%以上。这款产品内置多通道直流电源用于LED直流供电,内置多通道监控,可以实时监控开口处照度。每颗LED都在做过老化和校准,并且可通过软件精密控制LED电流大小,获得几乎连续可调的色温和照度。软件接口和二次开发模块,便于客户后期系统集成。03优化设计积分球出光处配置高透过率中性匀化片,防止灰尘进入积分球带来的污染。积分球采用高性能LED, LED配置了风冷式散热,保证长期重复性和复现性。04组成光源主机、多通道电源、积分球均匀光源、带滤光片的探测器、电流表、软件、防灰滤光片、高低色温LED模组、软件、校准。05特点方形外观、一体式设计出口照度均匀性 99%开口:45mm色温:高低色温连续可调照度:高低输出连续可调照度色温设置mS级别调整和迅速切换可实时监控照度和LED衰减情况高重复性可加选件监控光谱变化和色温变化06测量应用照度/亮度校准色温校准光谱校准动态范围平场响应线性度量子效率饱和曝光度灵敏度空间和角不均匀度07行业应用环境光传感器校准CMOS图像传感器测试手机相机校准光电二极管响应测试RGB传感器测试 小型摄像头08软件LED进行老化,以及通过内部自带的散热装置,保证系统输出良好的稳定性。此外,通过自带高精度的亮度/照度监控器,可以实时观测亮度输出情况。亮度/照度稳定性(10分钟)均匀性:内置优化结构和尺寸设计的积分球,以及高漫反射率的涂料,提升了光源的反射次数从而提升均匀性达到99%以上。均匀性:内置优化结构和尺寸设计的积分球,以及高漫反射率的涂料,提升了光源的反射次数从而提升均匀性达到99%以上。
  • 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。
  • 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。”
  • 气体传感器企业汉威电子与第三方检测机构华测检测创业板上市
    气体传感器企业汉威电子创业板首批上市  在首批公布招股说明书的10家创业板公司中,河南汉威电子股份有限公司因其产品具有较高技术壁垒,且主要应用于政府监管和重视的工业安全生产领域,公司表现出的稳定持续的高速成长性,受到了机构投资者的广泛关注。公司昨日在上海举办的现场路演推介会吸引了众多机构投资者的积极参与。  机构投资者纷纷给予公司较高的评价,并就公司产品的核心技术、市场竞争情况、应用领域、政策扶持力度、募投项目的发展前景等问题与公司的高管层进行了充分的交流。  气体传感器是气体检测仪器仪表的核心部件。汉威电子掌握了大量的关于气体传感器选型、气敏材料配方、生产工艺、工业设计等方面的专利或者是非专利技术,成为国内唯一能够同时生产半导体类、催化燃烧类、电化学类及红外光学类四大主要类别气体传感器产品的企业,从源头上摆脱了对国外厂商的技术依赖,成为行业内填补国内空白、替代进口的领跑者。由于公司掌握了传感器的核心技术及生产能力,拥有生产检测仪器仪表的技术优势和成本优势,同时所处行业技术壁垒较高,需要严格的行业认证才能进入,因此公司毛利率达到50%以上,高于可比上市公司的平均水平。  传感器产业是国内外公认的具有广阔发展前途的高技术产业。作为该产业的一个重要分支,气体传感器在燃气、冶金、航天、石油石化、煤炭、化工、环保、煤气化等十个行业均有广泛的应用。随着国家和人民对健康和安全的日益重视,以及各大产业振兴规划都将推动国内气体检测仪器仪表市场的高速增长,预计未来三年将保持30%以上的增长率,2012年需求量超过1500万台,市场规模为30亿元以上。  面对未来几年巨大的市场需求,汉威电子将是传感器行业发展最大的受益者之一。公司的成长性和盈利能力在电子板块处于领先水平,自成立以来始终保持快速的发展势头,在2006年至2009年的三年发展中,营业收入由2910万元增长到9733万元,复合增长率达到82%,净利润由734万元增长到2969万元,复合增长率达到101%,公司的核心传感器产品的市场份额由29%增长到53%。  汉威电子此次募投项目主要投入红外气体传感器和检测器产品以及电化学气体检测仪器仪表。前者主要用于工矿企业中危险气体的检测,后者中的电化学酒精传感器可以用于各类呼出气体酒精浓度监测仪表,便于交通警察对机动车驾驶员进行饮酒检测。随着政府监管部门和民众对安全生产的日益重视,未来工矿企业必将加大对危险气体的检测投入,使得红外气体传感器具有良好稳定的成长性 而政府加大对酒后驾车的监管力度后,未来电化学酒精传感器的需求也有较大的增长空间。  据悉,目前汉威电子是国内唯一有能力产业化生产电化学传感器和红外传感器的企业,而国内其他竞争对手均需进口相关核心器件,公司具备明显的技术和成本优势。随着募投项目的逐步投产,预计2012年产量将占仪器仪表总产量的30%以上,销售收入达到仪器仪表总销售收入的50%以上,公司营业收入和净利润年均复合增长率均在30%以上,高于行业平均增速。华测检测登陆创业版 拟募集资金2.75亿元  据央视新闻频道消息,21日上会的五家创业板企业四家过会一家被否。过会的四家企业为北京北陆药业股份有限公司、西安宝德自动化股份有限公司、深圳市华测检测技术股份有限公司、武汉中元华电科技股份有限公司。  深圳市华测检测技术股份有限公司是一家全国性、综合性的独立第三方检测服务机构,主要从事工业品、消费品、生命科学以及贸易保障领域的技术检测服务,目前在国内拥有近30家分支机构组成的业务网络,拥有化学、生物、物理、机械、电磁等领域的30个实验室,取得了CMA计量认证与CNAS国家合格评定委员会实验室认可资格和检查机构认可资格,并依据ISO17025、ISO17020进行管理。本次发行股数为2100万股,发行后的总股本为8177万股,主承销商为平安证券。  在发行前,万里鹏、万峰父子合计持有公司45.74%股权,是公司控股股东和实际控制人。万峰为公司董事长,万里鹏任公司董事。  本次发行A股预计募集资金2.75亿元,主要用于建设华东检测基地和华南检测基地,项目建成后将极大地充实实验室检测网络,扩大市场份额,提高市场占有率。另据消息:  10月30日,随着创业板开市宝钟的敲响,CTI华测检测正式在深交所挂牌上市,CTI华测检测不仅成为深圳市首家在创业板上市的公司,也是国内首家成功上市的第三方检测机构。  此次,CTI华测检测成功登陆创业板,其股票代码为300012,本次公开发行股票2100万股。  作为国内最大的民营第三方测试、检验和认证服务的开拓者和领先者,其业务范围涵盖了工业品检测、消费品检测、贸易保障和生命科学四个领域。一直以来,CTI华测检测坚持为众多行业和产品提供一站式的质量解决方案,提升企业竞争力,以满足其对品质的更高要求。  目前,CTI华测检测已经拥有30多家分支机构组成的服务网络,取得了中国合格评定国家认可委员会CNAS认可及计量认证CMA资质,并获得了英国UKAS,新加波SPRING,美国CPSC认可,检测报告具有国际公信力。  以上市为契机,CTI华测检测将持续提高其检测能力,更好的为各行各业提供全面的、高质量的服务,此次成功上市,不仅标志着华测检测在成长的道路上迈出了重要的一步,更重要的是为CTI华测检测以后全方位服务能力的提升打下了坚实的基础。  深圳市华测检测技术股份有限公司:http://www.cti-cert.com/
  • 2012年中国传感器市场先抑后扬
    中国传感器市场近几年一直持续增长,增长速度超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业控制、汽车电子、通信电子及消费电子,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右。2012年1~3月,在物联网产业发展的带动下,我国传感器市场规模达到172.1亿元,同比增长23.3%。传感器市场发展先抑后扬,多数企业持平发展。  产业政策陆续出台  国家正在陆续制定有利于传感器产业发展的政策。另外,新兴技术的不断出现,也成为传感器行业发展的利好因素。根据中国电子元件协会2011年7月发布的《中国电子元件“十二五”规划》,“十二五”期间将投资5000亿元,主要集中在新型电子元件的研发和产业化领域。《规划》明确列出未来5年重点发展的产品和技术,包括满足新一代电子整机发展需求的新型片式化、小型化、集成化、高可靠电子元件产品 满足我国新型交通装备制造业配套需求的高质量、关键性电子元件 为节能环保设备配套的电子元件以及环保型电子元件 为新一代通信技术配套的电子元件 为新能源以及智能电网产业配套的电子元件 新型电子元件材料以及设备。其中包括基于MEMS技术的传感器、环境监测设备用气体传感器、流量传感器、湿度传感器等。工业和信息化部于2012年2月发布的《物联网“十二五”规划》中,在重点工程内容中也提到发展微型和智能传感器、无线传感器网络等。  目前,我国敏感元件与传感器行业中小企业数量较多,市场集中度较低,与发达国家相比,存在技术差距,部分核心技术以及产品仍需要进口。《电子元件“十二五”规划》及《物联网“十二五”规划》的出台会带动行业的投资,通过对大型企业的培育将加速行业内结构调整、促进产业转型升级,同时加强对技术研发的投入,促进对关键性核心技术的突破,大幅提升产业附加值。  回顾我国的敏感元件与传感器行业发展,虽然迅速,但是也存在一些不足,如产品技术水平偏低、产业基础薄弱、产品种类欠缺、企业研发能力弱。因此,国家正在陆续制定有利于传感器产业发展的政策。另外,新兴技术的不断出现,也成为传感器行业发展的利好因素。随着应用于物联网、低碳经济等领域的新型传感器的研发和应用,传感器产业将在电子元器件行业中占据更为重要的地位,发挥更大的作用。  传感器产品急需国产化发展  传感器产品急需国产化发展,不能长期依赖进口市场分析:“十二五”规划我国安防行业产值年均增长20%RFID标签未来5年年均增长21%左右物联网应用已从政府政策扶持进入市场导入期,传感器作为物联网基础,处于产业链上游,在物联网发展之初受益较深。但传感器已成我国物联网发展瓶颈。  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。国内传感器厂商占据中低端市场从发展态势看,国内传感器厂商有三种情况:一是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。  二随着物联网等新兴产业的兴起,传感器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。  目前从材料、器件、系统到网络我国已形成较为完整的传感器产业链。在网络接口、传感器与网络通信融合、物联网体系架构等方面取得较大进展。但产业档次偏低、企业规模小、技术创新能力差,很多企业只是引进国外元件进行加工,同质化严重。而生产装备落后、工艺不稳定等造成产品指标分散、稳定性差。模仿产品在敏捷度方面也不尽如人意。在相对研发突出的领域,却忽略了工业化基础性开发,商品化开发严重滞后。  资料显示,目前我国传感器产品约6000种左右,而国外已达20000多个,远远满足不了国内市场需求。中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是达90%,国产化缺口巨大。其中数字化、智能化、微型化等高新技术产品严重短缺。国家重大装备所需高端产品主要依赖进口。而涉及国家安全和重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表,国外对我国往往采取限制。  外资企业产品占据国内高端市场绝大多数的市场份额,并将会在今后很长一段时间内持续把持高端市场,这种势头在短期内不会得到根本转变。三是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。  2012年传感器市场先抑后扬  中国传感器市场近几年一直持续增长,增速超过15%,工业过程控制、汽车电子、通信电子及消费电子为四大应用领域,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右。  传感器是电子信息装备制造业中的基础类产品,是重点发展的新型电子元器件中的特种元器件。传感器产业作为国内外公认的具有发展前途的高技术产业,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。在蓬勃发展的电子信息产业市场的推动下,我国传感器已形成了一定的产业基础,并在技术创新、自主研发、成果转化和竞争能力等方面有长足进展,为促进国民经济发展作出了重要贡献。  据国家统计局数据显示,2012年1~3月,我国共生产各类传感器11.7亿只,同比增长13.7%。进出口方面,据海关总署数据显示,到2012年3月,进口额同比增长40%左右 出口情况较不乐观,我国出口增速放缓几乎体现在全部出口市场(韩国除外),对欧洲的出口下滑尤为显著,其中对欧盟出口增速最低。  多数企业营销增长或持平  多数企业2012年上半年出现市场下滑,下半年形势较好,产销有所回升,全年总体略有增长。2012年年末,中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会采用多种方式向会员单位了解企业当前运行状况及关注问题,会员企业普遍反映虽然国内经济形势稍好,但受到国际经济不景气的影响,国内企业难免受到牵连,多数企业2012年上半年出现市场下滑,出口业务受到较大影响。尤其是中小企业面临税收负担重、人力成本激增、融资成本增加等问题,更是步履艰难。2012年下半年形势较好,产销有所回升,全年总体略有增长。  具体到各个企业,情况也各有不同。会员单位中的华工科技新高理电子有限公司虽然重点在出口市场,受国际形势影响较大,但从2012年下半年开始形势有所好转,整体收益仍保持持续增长 郑州炜盛电子科技有限公司是国内主要的气体传感器制造商,在出口形势不利的大环境下,依然保持业绩增长态势 以红外滤光片、分析仪为主打产品的杭州麦乐克电子科技有限公司凭借其产品的技术优势,即使在受到公司地址搬迁的影响下,仍能保持业绩大幅增长,并对未来充满信心,有望在新的一年实现销售额的成倍增长 山东辰坤集团大力投入技术研发,即将涉入物联网领域,2012年该企业在智能油田、水利、农业等领域都取得良好进展 广西新未来信息产业股份有限公司是国内主要压敏电阻芯片、氧化锌压敏电阻器生产商,2012年收益有所增长,并对2013年的生产经营形势保持乐观。  总之,2012年多数企业仍能保持营销增长或持平,并一致看好敏感元件及传感器行业,认为本行业具有应用前景广阔、发展潜力巨大、国家政策扶持等优势。当然,也有一部分企业全年业绩没有年初预想的好,甚至出现下滑情况。
  • 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。
  • 纳米生物传感器:蔬果有无农残 试纸一测便知
    纳米生物传感器,听起来是一个非常陌生的名词,但验孕棒等试纸产品,你肯定不会陌生,它们就是此类传感器的“化身”。  中科院宁波材料技术与工程研究所研究员黄又举精耕于纳米材料领域,构建出纳米生物传感器新材料,旨在推动更多的检测产品进入寻常百姓家。  可以设想,将来如果你对蔬果农残担忧,用这种试纸测一测,有无农残,指标多少,便一目了然 甚至一些人体健康指标也可以利用生物传感器,转化为看得见、摸得着的直观呈现。  人物名片  姓名:黄又举  职务:中科院宁波材料技术与工程研究所研究员  荣誉:2015年第六批宁波市“3315计划”创新人才  课题研究收获“意外之喜”  黄又举大学学的是高分子材料科学与工程专业,后进入中国科技大学攻读博士学位。他坚信,材料若能结合生物领域,将拥有非常广阔的发展前景。博士毕业后,他远赴新加坡南洋理工大学从事博士后研究,主要研究方向是化学与生物医学工程领域。  “我在攻读博士后之前从未涉及过纳米粒子方面的研究,后来因为研究需要相关的材料,才学习合成纳米粒子材料,没想到展现了这方面的天赋。”4年在新加坡深造研究让他收获了“意外之喜”。  2013年10月,黄又举通过“春蕾人才”计划,进入中科院宁波材料技术与工程研究所工作。去年12月,由于他出色的科研表现,被破格提升为项目研究员。  在攻关纳米生物传感器核心材料等关键问题上,黄又举潜心研究了五六年。  纳米金材料是他的研究重点。纳米金材料是纳米传感器的核心材料,被广泛应用于试纸条、试纸盒中,其大小、形状以及自组装行为直接影响到可视化的性能。  传统纳米金合成主要是通过调控反应动力学和热力学,进而调控形貌和大小,但众多实验参数常常会影响纳米金的大量高质量制备。黄又举则突破了传统的方法,提出了纳米金的两种新生长模式———智能化合成与非连续性生长模式。  他研发出超过20种单分散的不同形貌的金纳米粒子,包括球形、方形、棒状、片状、星形、线形以及一些复杂的多级纳米结构。与现有的其他产品相比,这种合成方法确保纳米粒子在大规模制备条件下,仍能保持粒子的高度均匀性。  “市场上纳米金粒子产品存在纯度不足、形貌种类有限等缺陷。”黄又举说,“我们团队研发出来的产品纯度和品质都非常高,且在相同的单位价格之下,能够生产出更大体量的产品。”  生物传感器应用非常广阔  “此类传感器的应用空间非常广阔,主要集中在一些可视化的试剂盒、试纸条上。”他介绍说,“目前市面上较为常见的就是验孕试纸,以后的应用方向还可以针对男性、小孩等受众,同时在食品安全领域也可大做文章。”  如在食品安全领域,普遍的家庭要检测蔬果是否含有毒素,不可能购置大型的仪器,只能通过一些简单的工具去鉴别,因此可以通过裸眼观察到颜色变化的试剂、试纸成为较为理想的工具、方法。  “在目前推崇‘精准医疗’的大环境下,需要更多的生物传感器去检测各类人体指标以达到预防的目的。”黄又举对研究领域的前景充满了信心。  据了解,他和团队合成的纳米金样品已经受到国内外多家高校、院所和公司的青睐与好评,样品已经免费试用于美国斯坦福大学、新加坡南洋理工大学、新加坡国立大学、韩国成均馆大学和各类生物公司等30余家机构。  同时,他与众多企业合作展开一些专利布局。浙江星博生物科技有限公司就与其合作,研发了可商业化的男性生殖健康体外检测产品。  今年,黄又举还与宁波美成生物科技有限公司合作在中科院材料所筹建了“食品安全快速检测材料与技术联合实验室”,引入了20余个快检便携式仪器,主要进行食品检测技术方面的研究和应用,争取向提供第三方检测服务方面发展。  黄又举表示,目前他们正在研究定量检测的问题,主要面向一种能随目标物浓度变化产生颜色变化的试纸条和试剂盒。“例如,你拿一张检测毒素的试纸去检测某个东西,试纸可以直接通过不同的颜色来显示毒素含量,就像pH试纸随着酸碱性浓度的不同显示不同的颜色”他说。  他表示,在互联网高速发展时代,可以将可视化生物传感器与移动医疗结合,通过相关生物传感器芯片、手机APP以及医疗大数据处理平台的构建,实现可视化生物传感器的商业化。
  • 近代物理所制备出可穿戴柔性多孔汗液传感器
    近日,中国科学院近代物理研究所材料研究中心报道了基于核径迹技术的可穿戴柔性多孔汗液传感器。近期,相关研究成果以Wearable and Flexible Nanoporous Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates for Sweat Enrichment and Analysis为题,发表在《美国化学学会应用纳米材料》(ACS Applied Nano Materials)上。  监测人体物理和化学信号,对疾病预防特别是慢性疾病至关重要。然而,对人体进行高效、连续、实时和无创检测目前仍是挑战。汗液携带的物质与人体的生理状态密切相关,因此对这些生物标记物实现准确、实时检测和分析的重要途径是开发无创、可穿戴式汗液传感器。  科研人员借助兰州重离子研究装置(HIRFL),通过在离子径迹蚀刻聚碳酸酯(PC)膜上原位合成金纳米星(AuNSs),制备了一种可穿戴纳米多孔柔性SERS基底用于汗液富集和分析。由于基底具有纳米多孔结构,能够有效地快速收集分析物,在10-4到10-13M的分析物浓度范围内表现出良好的信号重现性和均匀性,并可从收集的汗液中给出乳酸和尿酸等物质信息的变化。 与其他柔性光学汗液传感器相比,该汗液传感器结合了灵活性、纳米多孔性和等离子体效应的特点,并具备长期稳定性和良好的机械性能,且可重复利用以降低使用成本。这一新型可穿戴基底将为汗液传感技术开辟新途径,有望在未来个人健康实时监测中发挥重要作用。研究工作得到国家自然科学基金的支持。  可穿戴汗液传感器示意图及人体真实汗液测试(图/桂小钰)
  • 从源头抓起,舒茨氟利昂传感器助力排放治理!
    氟利昂是一种化学物质,全称为氟氯碳化烃,化学式为CFC,也被称为Freon,它是一种无色、无味、无毒的气体。氟利昂具有稳定性高、不易燃、绝缘性好等特点,因此在制冷领域有着广泛的应用,主要是作为制冷剂。氟利昂制冷剂如发生泄漏,常温常压下均为气体,略有芳香味。但制冷机房相对环境密闭,而氟利昂特性,比空气质量重,会下沉到地面累积,氟利昂本身是无毒的,但当它与空气混合到一定浓度时,就会发生事故,造成窒息、死亡或严重伤害。人体吸入过多之后,会出现缺氧的状态,因此需要在制冷机房安装氟利昂传感器,检测氟利昂气体浓度。舒茨氟利昂传感器舒茨氟利昂传感器作为德国原装进口产品,以其卓越特点脱颖而出。具有准确度高、灵敏度高、可靠性高、易于使用等优点,它能够准确测量氟利昂浓度,适用于极低浓度的探测,且具有长时间的稳定运行能力。 主要特点 采用双波长技术的非色散红外(NDIR)气体传感器专为壁挂式检测器和室内空气监测设备的小浓度范围(2000 ppm范围)制冷泄漏检测而设计。其灵敏度和高精度也适用于食品储存设施、空调系统和科学研究领域。&bull 低漂移&bull 通过扩散进入气体&bull 3-6伏直流电源电压&bull LED状态指示&bull 可检测多种制冷剂应用场景舒茨氟利昂传感器可用于不同场景。制冷与空调系统监测:氟利昂传感器可以用于检测和监测制冷与空调设备中的氟利昂泄漏情况,确保系统的安全运行,减少对环境的损害。工业制造和化学工艺控制:一些工业及化学生产过程中需要使用氟利昂化合物。氟利昂传感器可以用于监测氟利昂的浓度,确保其在安全的范围内,并及时采取措施以防止泄漏。环境监测:氟利昂传感器可以应用于监测室内和室外环境中氟利昂的浓度,帮助评估环境污染程度和采取相应措施进行治理。温室气体排放控制:氟利昂是一种温室气体,对全球变暖有重要影响。氟利昂传感器可以应用于监测和测量氟利昂的排放量,帮助发现潜在的排放问题,并采取措施减少温室气体排放。 具体参数 测量原理非色散红外(NDIR),双波长测量范围0...1000 ppm全刻度响应时间约30秒数字分辨率1ppm重复性≤±20ppm线性误差(直线偏差)≤±30ppm长期稳定性(零)12个月内≤±50ppm长期稳定性(跨度)12个月内≤±60ppm工作温度-20...+40℃舒茨氟利昂传感器为德国原装进口产品,采用非色散红外原理原理,实现对氟利昂气体浓度的检测。此外,配备特定的传感器芯片,如集成化芯片和微控制器等,以提供高灵敏度、高选择性、快速响应和低功耗等优点。这种结构优势使氟利昂传感器能够有效监测氟利昂气体,实现快速、准确的气体浓度测量,并适用于各种应用场景,为环境保护和可持续发展做出贡献。
  • 飞利浦收购上海超声传感器制造企业
    荷兰皇家飞利浦电子公司近日宣布,飞利浦已收购了上海爱培克电子科技有限公司,飞利浦称这一收购加强了飞利浦高质量传感器的产品组合,主要针对新兴市场中的经济型细分市场。  据了解,爱培克公司是一家生产超声传感器的制造商,为新兴市场中的医疗设备公司提供产品。  飞利浦近几年来在新兴市场的收购动作不断,除最新的收购外,飞利浦还将印度的Meditronics和Alpha X射线技术,中国的金科威等收入囊中。去年,飞利浦还宣布了在中国的苏州,建立一个集生产和研发为一体的医疗影像基地。  关于上海爱培克电子科技有限公司(APEX公司)  上海爱培克电子科技有限公司是1997年在上海浦东张江高科技园区注册成立的美国独资公司。主要从事开发、生产和销售各种医用超声探头(换能器)和医用超声仪器设备并提供相关技术服务。
  • 锐意自控发布锐意自控微流红外气体传感器Gasboard-2105新品
    产品名称:微流红外气体传感器产品型号:Gasboard-2105采用自主知识产权及国际PCT专利(PCT/CN2018100767)微 流红外隔半气室传感器技术测量CO、NO、SO2、CO2 、CH4, 气室由被测气室和参考气室组成;传感器对被测气体具有较 好的选择性,可进行高精度、高稳定性气体浓度测量,适用 于非常恶劣的工业环境。    配备水分补偿调节装置,消除水汽干扰 自动温度、压力补偿 传感器模块化设计,结构紧凑 适用于长时间在线监测,寿命长 气室采用恒温加热技术,降低温度对测量精度的影响基本参数量程CO: 0~500~1000~2000~5000ppmCO2: 0~500~5000ppmSO2: 0~200~5000ppmNO: 0~200~5000ppmCH4: 0~500~5000ppm注: 量程可定制线性误差±2%FS重复性±2%FS零点/量程漂移<2.5%FS/7d低浓度烟气排放监测、船舶废气排放监测、机动车尾气排放检测、燃烧装置锅炉气体浓度测量、生物沼气发酵气体监测、工业过程气体监测、气体分析仪/系统集创新点:1、同时测量CO、CO2、NO、SO2、CH42、配备水分补偿调节装置,消除水汽干扰3、自动温度、压力补偿« 4、传感器模块化设计,结构紧凑5、适用于长时间在线监测,寿命长6、气室采用恒温加热技术,降低温度对测量精度的影响锐意自控微流红外气体传感器Gasboard-2105
  • 最新高清监控图像传感器可在和呈防潮箱储存
    高清监控图像传感器可在和呈防潮箱储存2011年Aptina将在中国国际公共安全博览会上展示高清监控图像传感器。高清监控图像传感器可在和呈防潮箱里储存。1.柜体采用1mm及1.2mm优质钢板制作,多处加强结构,承重性能好,重叠式结构设计,密封性能。2.表面处理采用先进的有18道工序组成的橘纹烤漆,耐腐蚀性强。3.门镶3.2mm高强度钢化玻璃,防前倾耳式结构设计。带平面加压把手锁一体化设计,有防盗功能。底部安装可移动带刹车脚轮方便移动及固定(防静电机型脚轮为防静电)。4.LED超高亮数码显示,温湿度传感器采用美国原装品牌honeywell,温湿度独立显示,使用寿命长。湿度可设定且具有记忆功能,断电后无需再设定。5.湿度显示范围0%~99%RH,温度显示范围-9℃~99℃。显示精度:湿度± 3%RH 温度± 1℃6.机芯利用中外合作技术,采用进口吸湿材质。7.行业内一家拥有智能化控制系统的防潮箱。自动判断机器内湿度来决定工作时间,节省能源,延长产品使用寿命。主机外壳采用高温阻燃材料,杜绝安全隐患。8.断电后仍可运用物理吸湿补位功能继续除湿,24小时内湿度上升不超过10%。和呈防潮箱优点是
  • 新型电化学传感器|肿瘤外泌体检测研究新进展
    外泌体作为一种直径约30-150 nm的脂质双层膜囊泡,几乎所有的细胞均可分泌,广泛分布于人体体液中。外泌体携带着起源细胞的多种物质,如膜蛋白、核酸、脂质等,在肿瘤的发生、发展和转移中起着至关重要的作用,是早期癌症临床诊断中的一类重要标志物。电化学方法具有稳定性强、灵敏度高、易操作等特点,使其在临床诊断、生物传感、环境监测等方面得到了广泛的应用。采用电化学生物传感技术实现外泌体的高灵敏精准检测对于癌症的早期诊断、疗效评价及预后分析具有重要意义。  近期,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所与中科院重庆绿色智能技术研究院研究人员开发了一种基于二维过渡金属碳/氮化物MXene材料的新型电化学传感器,用于外泌体的识别与检测。MXene作为一种新兴的二维材料,具备大的比表面积、高的导电性以及较强的催化能力,针对该材料的研究丰富了其在催化、电容器、生物传感和成像等领域中的应用。  在该研究中,研究人员通过真空辅助的方法制备二维MXene平面膜,并利用电化学外加电位作用在二维膜表面负载金(Au)纳米阵列,得到Au-MXene二维复合膜。一方面,该方法利用了MXene二维材料构筑成膜,能够负载大量的上皮细胞粘附分子蛋白适配体,特异性识别捕获外泌体;另一方面,通过超速离心分离纯化肺癌细胞(A549)分泌的外泌体,对其进行溶酶体相关膜蛋白适配体修饰,能够填充复合膜表面未结合的活性位点,进一步放大检测信号。结果表明,所构建的电化学传感器对外泌体的检出限可以达到每毫升58个,具有良好的重复性、宽的检测范围以及高的灵敏度。该研究为外泌体的精准检测提供了一种高灵敏的新平台,也拓宽了二维材料在生物传感领域的应用。  相关研究成果以Hierarchical Au nanoarrays functionalized 2D Ti2CTx MXene membranes for the detection of exosomes isolated from human lung carcinoma cells为题发表在Biosensors and Bioelectronics上。研究工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、江苏省自然科学基金等的资助。二维材料复合膜用于外泌体检测示意图
  • 赛默飞世尔推出便携式XRF、传感器新品 应用采矿业
    赛默飞世尔科技矿业应用新品新闻发布会在上海顺利举行  仪器信息网讯 2011年6月10日,在“2011年第四届中国国际矿业装备展览会暨论坛”召开期间,赛默飞世尔科技在上海千禧海鸥大酒店举行矿业应用新品新闻发布会;会上发布了两款新产品:Thermo Scientific Niton X射线荧光光谱分析仪(XRF)系列中的最新成员——用于采矿和勘探的Niton FXL便携式元素分析仪,以及一款新型传感器——采矿业用新型伽玛反散射系Thermo Scientific Nitus GBS测量仪。赛默飞世尔科技过程仪器部中国区商务总监Christopher Knowles先生、过程仪器部手持式元素分析仪中国区销售经理陈仁甫先生、过程仪器部过程控制中国区销售经理王清华先生出席新闻发布会。新闻发布会现场赛默飞世尔科技过程仪器部中国区商务总监Christopher Knowles先生  Christopher Knowles先生首先介绍了赛默飞世尔科技业务概况以及在中国的最新发展情况:作为科学服务领域的世界领先者,赛默飞世尔科技年销售额接近110亿美元,在40个国家拥有约37000名员工,在全球拥有350000家客户;凭借Thermo Scientific和Fisher Scientific两个首要品牌,将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合,并利用自身宽广产品线、强大技术支持与服务能力,赛默飞世尔科技具备为客户提供整体解决方案的优势,能够帮助客户解决在分析领域所遇到的从复杂研究项目到常规检测或工业现场应用中的各种挑战。  目前,赛默飞世尔科技在中国已经拥有1400多名员工,去年增加了300多名,今年也将继续扩大规模,再增加300多名新员工;同时对中国市场的生产、研发、客户服务等方面持续投入,中国技术中心、客户体验中心、新工厂等都相继建立,更好地服务中国本土客户;中国市场的年销售额由2007年的2亿美元快速增长到2010年的3.85亿美元。  便携式XRF新品:Thermo Scientific Niton FXL便携式元素分析仪赛默飞世尔科技过程仪器部手持式元素分析仪中国区销售经理陈仁甫先生  陈仁甫先生简单介绍了赛默飞世尔科技提供元素分析方解决案情况以及手持式XRF分析仪发展历程:1994年推出首台真正意义上的一体化手持式X射线元素分析仪Niton XL-300 Analyzer,用于含铅涂料分析;2002年推出Niton XLt Series,这是首次批量生产采用X射线管的手持式XRF分析仪;2007年推出Niton XL3 Series,具有一体式可翻转彩色显示屏,用户可定制菜单,可选摄像和小点分析;2008年推出Niton XL3t GLODD Series,比传统技术的测量速度还快10倍,精确度也提升超过3倍,实现轻元素的测量(Mg-S);2009年推出Niton XL2 Series,实现快速、准确、轻量化、同时也坚固耐用;2010年推出Niton XL2 GLODD、Niton XL3t GLODD,具备卓越的准确度、精度和易用性,以及优越的轻元素检测性能(Mg-S);2011年特别推出了Niton FXL Field X-ray Lab(Niton FXL便携式元素分析仪),结构紧凑、最高性能的便携式仪器,更低的检测下限,能实现任何地方现场操作。另外,值得一提的是,Thermo Scientific Niton XRF系列分析仪分别于1995年、2003年及2008年荣获“R&D 100大奖”。Thermo Scientific Niton FXL便携式元素分析仪  最新推出的Niton FXL便携式元素分析仪能提供基于XRF技术的最高检测性能和最低检出限,可检测多达40种关键元素;非破坏性探测,能在几分钟(或更短时间)内提供精确、可靠的元素分析结果;使用耐用的Lexan塑料制造,防尘、防水,可以在苛刻的环境中工作;结构紧凑,重量少于30磅(14公斤),易于在卡车后斗中、便携三脚架上、装车月台或生产线上进行运输和操作,几乎不用对操作员进行培训。此外,Niton FXL基于赛默飞世尔科技成熟可靠的定制软件:无需PC即可运行,因此无需担心电脑损坏及数据丢失;封闭式射线束设计,符合多数国家的辐射的许可要求;并且配有先进的电池,一次充电后可连续工作超长时间,而且不使用疏于维护就会阻塞的空气过滤器。  Niton FXL便携式元素分析仪适用于勘探和采矿(从贱金属和金矿到矿砂和铂族元素),工业矿物(石灰石、粘土、钢渣,水泥等),油气勘探(适用于泥浆录井、油/气页岩分析),消费品检测(对玩具、珠宝、包装物等中的铅、镉元素进行精确检测),RoHS合规性(分析印刷电路板和消费类电子产品,以确保完全合规),贵金属合金(炼油厂和分销商的理想工具),环境(检测土壤中低于10ppm的资源保护及恢复法案RCRA规定的金属)等相关领域。Thermo Scientific Niton 手持式元素分析仪XL3t(Thermo Scientific Niton XRF分析仪系列,全球实现25000台销售)  据介绍,目前,赛默飞世尔科技在全球70多个国家有超过25000台Niton XRF分析仪在使用,已向全球采矿行业出售了2000多台Niton XRF分析仪;短短二十多年,Thermo Scientific Niton XRF分析仪已经成为工业现场材料元素分析检测仪器的标准,在航天航空、石油化工、矿产勘测、合金分析、环境分析、消费品制造等领域均有广泛应用。  新型传感器:采矿业用新型伽玛反散射系统-Thermo Scientific Nitus GBS测量仪赛默飞世尔科技过程仪器部过程控制中国区销售经理王清华先生  王清华先生在报告中谈到,Thermo Scientific Nitus伽玛反散射测量仪是非接触式高端产品,含有多项专利技术,其中包括突破性的伽玛反散射专利技术(US 7469033B2),激励源和探测器安装在容器或管道的同一侧,安装时无需关闭工艺流程;采用了小型伽玛激励源(100 mCi/3.7 GBq或更低),准确性和可重复性高,提高了工厂安全性;能准确测量最大型采矿船和场矿管中浓稠的高粘度工艺材料的密度、物料位和分界面,测量精度最高,成功解决了传统伽玛穿透技术无法测量的大容器内径条件下的介质密度、料位、分层界面等参数,其也是传统伽玛技术有利补充;这种非接触式传感器无需浸入,就能即时反映出工艺变化,从而延长生产时间,提高工厂安全性,增加利润率。  Nitus伽玛反散射测量仪适用于:控制浆液罐中的絮凝剂进料量和底流排放,控制澄清器底部物料位,加氢处理装置固体含量控制和输出控制,将沉降槽密度控制在特定水平,重介质分离、以控制固体含量,测量大型管道中的纯碱密度,测量尾矿管道中的工艺材料等 这是一款新型传感器,无论是大型的采矿船还是24英寸甚至更大口径的管道,都可以用它来精确测量料位、密度及挂壁或结晶参数。凭借专利的非接触式伽玛反散射技术,这种传感器可测量溢流澄清度及絮凝剂,从而实现对浆液罐内的固相进行控制,同时精确监测沉降槽及澄清器内的固相浓度。Thermo Scientific Nitus伽玛反散射测量仪 6000型激励源头  新品发布会后,赛默飞世尔科技过程仪器部中国区商务总监Christopher Knowles先生、过程仪器部手持式元素分析仪中国区销售经理陈仁甫先生、过程仪器部过程控制中国区销售经理王清华先生等接受了媒体记者的采访,其就发布这两款新品的技术突破、软件特点、市场前景、产品推广以及赛默飞世尔科技过程仪器部在中国市场的近期发展规划等方面与参会人员进行了沟通与交流。
  • 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。
  • 船舶气象仪-一款有条不紊的微型气象传感器
    船舶气象仪-一款有条不紊的微型气象传感器#2022已更新【品牌型号:天合环境TH-Y6】雷雨大风天气对船舶航行安全会带来很大影响,船舶在大风浪区域航行,将出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定,以及由此引起的其他操纵方面的困难,甚至出现难以预料的危险,而且大雨、暴雨会引起能见度下降,影响航行安全。一、产品简介山东天合环境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。TH-Y6型六要素微气象仪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。与传统的超声波风速风向仪相比,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。TH-Y6型六要素微气象仪创新性地将气象标准六参数(环境温度、相对湿度、风速、风向、大气压力、压电雨量)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六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3、风速、风向、温度、湿度、大气压力、压电雨量六要素一体式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☆三、技术参数1、风速:0~60m/s(±0.1m/s);2、风向:0~360°(±2°);3、空气温度:-40-60℃(±0.3℃);4、空气湿度:0-100%RH(±3%RH);5、大气压力:300-1100hpa(±0.25%);6、压电雨量:0-4mm/min(±4%)7、功率:1.08W8、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证☆9、生产企业具有知识产权管理体系认证证书和计算机软件注册证书☆四、产品尺寸图五、产品结构图六、注意事项1.传感器水平周围1米半径无遮挡,避免水滴飞溅影响2.传感器安装位置应避开强机械振动源3.传感器安装上方应为开阔区域,雨滴应直接滴落至传感器,应免二次滴落和连续水流冲击
  • 非侵入性微型传感器可测人体pH值,或有助于诊断癌症
    据最新一期《化学科学》杂志报道,加拿大研究人员开发出一种可更准确测量pH值的微型传感器,或有助更好地理解和诊断包括癌症在内的一系列疾病。 多伦多大学士嘉堡分校化学系助理教授张晓安称,在活生物系统中实时检测pH值,对于探测和理解pH值失衡导致的相关疾病至关重要。如低pH值与囊性纤维化、局部缺血以及癌症的病理状况密切相关。pH值信号可用于诊断疾病及监测治疗效果,了解人体组织内的pH值在何时何地发生显著变化是非常重要的。因此,迫切需要找到一种可进行深入、精确的探查,同时又确保不入侵组织的新方法。 张晓安团队使用核磁共振光谱技术开发的微型传感器,可以非侵入方式在原子水平对分子进行非常详细的观察。研究人员将大肠杆菌细胞作为实验对象,完成了对卵母细胞(鱼卵细胞)的传感器测试。 pH值是对质子(附着于其他分子的微小带电粒子)活性的测定。质子活性很难在组织中测量,因为质子移动迅速,难以用常规核磁共振的时间尺度来捕获分子位置。利用核磁共振测量pH值的主要挑战在于,在不同的质子化状态(附着或不附着)对分子进行精细成像。既有核磁共振技术无法对不同质子态的实时测量提供足够的精度。 张晓安团队研发的传感器,则通过一种缓慢的质子交换机制,提供了独特的解决方案。该探测器可减缓质子运动,并观察不同状态下的质子,从而使测量变得更为灵敏和精确。该传感器虽为医疗成像设计,但亦可扩展到环境科学、生物学乃至食品生产和质量控制等其他应用领域。
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