反照率传感器

Spectrafy SolarSIM-ALB 太阳光谱反照率仪SolarSIM-ALB是加拿大Spectrafy公司于2020年3月份推出的新产品，SolarSIM-ALB提供反照率光谱测量的新标准。SolarSIM-ALB由两个背靠背的A类SolarSIM-G传感器组成，是wei一能够同时测量宽光谱和反照率光谱的传感器。SolarSIM-G采用硅和InGaAs光电二极管，加上硬膜滤光片，可以精确地测量几个窄波段的全球太阳辐射光谱和反射光谱。SolarSIM-ALB 配备专用 的 分析 软件然 ，通过测量可以精确地解决总辐射光谱和反照率光谱。标准的SolarSIM-G数据输出，如GHI、光谱辐照度和PV光谱校正因子，可用于下面和上面辐照度监测 。 一体设计全球wei一一个测量太阳总辐射光谱和反照率光谱的仪器，提供数字输出接口 安装简单容易安装 ，维护少 。模块化设计，便于维护和校准。自动PV校正因子。 准确&可靠光谱测量技术开启了新的测量标准。SolarSIM-G采用高质量的光学元件和电子组件，确保多年后的数据稳定和准确的性能。 SolarSIM-ALB应用包括太阳能资源评估、光伏面板开发、认证和O&M、农业监测、紫外线指数测量、材料测试，甚至多光谱和高光谱成像。技术指标：ISO标准等级次基准（ Secondary Standard）ISO 9060:2018 标准 Class AISO 9060:2018 子类分类 “平坦频谱”兼容阳光ISO 9060:2018 子类分类 “ 快速响应 ” 可选总光谱辐射仪光谱选择280～1200nm1200～4000 nm 280～4000 nm光谱分辨率(FWHM) 1 nm波长精度 ± 0.1 nm光谱测量不确定度 光谱误差方向/余弦响应校准不确定度1.1%视角上180o, 下170o电源/功耗12VDC；2W曝光时间 1 Hz尺寸和重量132 x 132 x 250 mm；2.4kg线缆标配10m信号输出两线制RS485、直接到电脑、串口太网或数据记录仪工作温度-30～+65℃；0～99.99%RH序号型号备注1SolarSIM-ALB SolarSIM-ALB sensor hardware with 10m RS-485communication cable.3SolarSIM-ALB-SGlobal spectral irradiance measurement option forthe SolarSIM-ALB (280 - 1200nm)4SolarSIM-ALB-S+ Global spectral irradiance measurement option forthe SolarSIM-ALB (1200 - 4000nm) 2COMBOX A USB/RS-485 interface box necessary to connect the SolarSIM-G directly to a laptop/PC. 创新点：SolarSIM-G采用硅和InGaAs光电二极管，加上硬膜滤光片，可以精确地测量几个窄波段的全球太阳辐射光谱和反射光谱。 SolarSIM-ALB 配备专用的分析软件，通过测量可以精确地解决总辐射光谱和反照率光谱。 标准的SolarSIM-G数据输出，如GHI、光谱辐照度和PV光谱校正因子，可用于下面和上面辐照度监测 。 Spectrafy SolarSIM-ALB 太阳光谱反照率仪

用无人机搭载总辐射表估算反照率的新方法背景康奈尔大学Goodale & Fahey Labs博士生夏洛特利维（Charlotte Levy）和无人机成像服务公司的马丁拉坎斯（Martin LaChance）认为，了解全球气候变化是一个复杂的过程，因为难以测量的变量的微小变化可能会对全球范围产生重大影响。反照率是表面反射率的一种量度。当一个表面反射太阳能，而不是吸收它作为热量，它可以导致局部和全球的主要冷却。想想夏季乘坐白色汽车和黑色汽车的区别。表面反射的能量从来没有机会加热汽车内部。反照率在不同的表面上会有很大的差异（想想雪地或森林景观），导致辐射平衡在气候上的显著差异。 可用反照率数据的有限分辨率全球反照率和土地利用模式的研究通常依赖于宽带卫星反照率产品的估计。然而，最常用的反照率数据集，MODIS双向反射分布函数（BRDF）、最低点BRDF调整反射率（NBAR）和反照率产品（MCD43）具有500米的空间分辨率限制，尽管生态社区声称需要更高分辨率的产品。对反照率进行更全面估计的尝试有多种形式，并且有其自身的局限性。全国各地的固定塔允许对反照率随时间的变化进行精细量化，但其覆盖很小，可能无法准确表示较大地块的变化。利用无人机测量反照率的新方法我们开发了一种估算反照率的新方法，该方法提高了使用轻型低空无人机（UAV，也称为无人机）进行测量的灵活性和可承受性。随着这项技术的发展和联邦使用法规的放松，无人机越来越多地被视为粗分辨率卫星估算和特定地点地面测量之间的折衷方案。最近对联邦航空局法规的调整使无人机技术比以往任何时候都更容易获得，现在它为反照率估计提供了一个可行的工具。 测量设备短波宽带反照率的测量是使用Kipp&Zonen CMP6和CMP3总辐射表收集的。入射的全球短波辐射由CMP6测量，CMP6安装在9米伸缩桅杆的顶部，并由Kipp&Zonen METEON数据记录器记录。向下的CMP3被固定在定制无人机的底部，由机动框架调平，数据由另一个仪表记录。将固定向上CMP6总辐射表的桅杆放置在起飞位置，距离向下CMP3的最终测量点约200m，由无人机固定在离地面120m的位置。反照率计算为两台总辐射表测量的入射和反射辐射的第三十二次平均值之间的比率。该地点是纽约州立大学海贝纪念森林附近的一个研究地点，位于塔利镇附近。该无人机于2016年7月27日进行了多次飞行，飞行时间约为12分钟。在太阳正午（13:11）前后的五次飞行中，无人驾驶飞机在指定的纬度和经度以及指定的120米高度处飞行。根据本地观测和总入射太阳辐射值低于选定阈值750W/m2的情况，消除了干扰云层的观测。 用无人机进行的第一次试验是有前途的飞行证明，无人机安装的总辐射表能够对反射的太阳辐射进行一致的测量，得到的反照率值与类似林分的文献一致。据我们所知，无人机的反照率测量以前没有成功进行过；然而，它们提供了一个重要的机会，可以在广阔的空间范围内进行灵活的测量。虽然塔楼的最大可视区域有限，需要广泛的基础设施，且仅限于单个地理点，无人机测量可能允许对各种地表类型的反照率进行详细表征，可用于验证卫星估计或表征卫星估计无法充分捕捉的条件；例如，临时树冠积雪覆盖，或生物质作物林分的反照率差异。

积雪中不同吸光物质引起的积雪暗化效应示意图。西北研究院供图。近日，中国科学院西北生态环境资源研究院遥感与地理信息科学研究室研究员郝晓华团队发现，积雪中不同类型、不同含量的吸光物质对积雪的光谱特征具有重要影响，特别是对积雪的反照率影响较大，进而影响地气能量平衡，间接导致气候变化。相关成果发表于《环境科学与技术》。积雪中不同吸光物质有何影响积雪是北半球地区重要的水资源，也是全球气候变化的关键指标之一。然而，积雪中的污染物对其光谱特征的影响一直是科学界关注的焦点，主要包括黑碳，沙尘和灰分三种。其中，积雪中吸光物质黑碳主要来自于工业排放、汽车尾气和生物质的不完全燃烧，沙尘主要来自于全球或区域尺度的粉尘运移-沙尘暴，灰分主要源自于是工业生产排放或火山爆发事件。“上述各种类型的气溶胶，在干沉降和湿沉降机制的作用下，沉降到积雪表面或是进入到积雪内部，这些吸光物质会极大改变积雪的反射特性，加速积雪消融，改变区域辐射能量平衡，具有诱发环境灾害的潜在可能。”郝晓华告诉《中国科学报》。影响积雪半球定向反射系数特征的因素较多，不同污染物类型，不同的浓度会引起反射率的变化。研究中选取了几个典型波段来分析吸光物质的影响，结果显示，无论是哪种吸光物质，都可以降低积雪的反射特性，并且均可以抑制积雪半球定向反射系数的各向异性，使得积雪在半球空间内均呈现出暗化的趋势。使得积雪加速消融，诱发环境灾害。吸光物质中黑碳的反射率最大研究团队通过在中国典型积雪区，使用多角度光谱测量仪器在人工分布和自然沉积条件研究积雪中不同类型、不同含量吸光物质的影响，发现这些物质对积雪的光谱特征具有显著影响，但是其中黑碳和有机碳对积雪反照率影响最大。“研究表明相较于沙尘和灰分，黑碳对积雪反射率的衰减贡献要强得多，这是由黑碳粒子本身的吸光特性决定的，并且同样都是黑碳，不同排放源产生的黑碳对积雪半球定向反射系数的衰减也有极大差异。”郝晓华表示，作为积雪中极强的一种吸光物质，对黑碳排放的控制是相当有必要的，尤其是在某些重工业区. 但是，这并非指可以忽视沙尘和灰分的影响，因为虽然黑碳消光特性强，但积雪沙尘和灰分浓度往往更大。现有的研究已经显示，在某些高山区，沙尘更可能主导了积雪变暗，所以分离出不同类型的吸光物质对积雪变暗的具体贡献是一种更加明智的选择。郝晓华表示，黑碳和灰分等吸光物质的存在会导致积雪反照率降低，进而影响地气能量平衡，加剧气候变化。因此，研究积雪中吸光物质对光谱特征的影响，对于准确反演积雪污染物含量、评估气候变化等具有重要意义，也为将来利用遥感卫星监测积雪中污染物提供了支撑，便于更好的监测积雪污染物特征。今后团队将继续深入研究积雪中吸光物质的影响机制，为更好地保护积雪资源和应对气候变化提供科学依据。

Cims物联网自动气象站 Cims物联网自动气象站参照世界气象组织WMO气象监测标准，采用先进的气象传感器来监测风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、环境二氧化碳、土壤水分、土壤温度、土壤电导、热通量、土壤氧气、土壤二氧化碳、总辐射、净辐射、光照度、光合有效、雪深、水位、温、水中盐分等指标，主站数据记录仪采集分辨率高，工作稳定，主站下面可以拓展1-20个无线节点，可在方圆2公里内组网传输数据。系统工作稳定。广泛应用于气象、农业、生态、高校、科研等领域！技术指标：通道：数字、模拟、脉冲物联网传输格式：主站对节点，无线传输数据输出格式：RS232/RS485/无线电台/无线DTU节点数据传输时间：节点为30min或60min或其它自定义主站采集时间：1min~24h时钟：±300秒/年本地存储：采集频率为30min,可以存储10000小时以上子站拓展数量：10个节点、20个节点电源：12VDC 电流：无传感器主站功耗 闲时：10mA 典型：85mA输入协议：支持电压、电流、脉冲、RS485、RS232、SDI-12等通用传感器接口数据输出协议：可定制规约手机APP：网口输出的可使用手机APP，无线类型的正在其它开发中工作环境：-40℃~+80℃ 工作湿度：0-99%（无冷凝） 无线节点WE90-425 无线节点WE90-425是我公司于2017年3月份设计的，经过长时间的测试，正式推向市场，此无线节点采用无线传输，有效距离可达2公里，采用太阳能供电方式，可连接多种气象传感器，如温湿度、总辐射、土壤水分、土壤温度、土壤电导、土壤水势等指标。技术指标：通道类型：数字输入通道电源：12VDC 能量：5AH电池寿命：4-7年（6个传感器1小时一次）接口：可并接多个传感器，根据需要可定制传输频率：425MHZ尺寸：235*165*110重量：4kg工作环境：-40℃~+80℃ 0-99.99% 3.1 风速风向（机械式）3.11 Bljw BL-FS 风速传感器3.12 Lambrecht ARCO SDI-12 风速风向3.13 Lambrecht 14574/14564 风速风向3.14 Metone 034B 风速风向3.2 超声波风向仪3.21 Bljw Usonic 2D 超声波风速仪3.22 Gill WindSonic RS232 二维风速仪3.23 Gill WindSonic SDI12 二维风速仪3.24 Gill Windmaster RS232/RS485三维风速仪3.3 温湿度传感器3.31 EE08 温湿度传感器3.32 HC2AS3 温湿度传感器3.33 CS215 温湿度传感器3.34 HT03 温湿度传感器3.35 HTP03 温湿压传感器3.36 HT04 温湿度传感器3.37 HTP04 温湿压传感器3.38 THP-8095 温湿压传感器3.39 HMP155A 环境温湿度传感器3.391 GMX300 温湿压传感器3.4 大气压力传感器3.41 BP-8121 大气压力传感器3.42 PTB110 大气压力传感器3.43 278/CS100 大气压力传感器3.5 降雨传感器3.51 6465 雨量传感器3.52 TE525MM 雨量传感器3.53 15189 雨量传感器3.54 15184.000001称重式雨量计3.55 T-200B 称重式雨雪量计1个传感器3.6 太阳辐射3.601 6450 总辐射3.602 SP110/CS300 硅光总辐射3.603 SP510 短波总辐射3.604 ML-01 硅光总辐射3.605 ML-02 硅光总辐射3.605 MS40 二级全波总辐射3.607 MS60 一级总辐射3.608 MS802 副基准总辐射3.609 MS80 副基准总辐射3.61 SPP/PSP 副基准总辐射3.611 SQ110 光量子3.612 SQ500 光量子3.613 ML-020P 光量子3.614 SE110 光照度3.615 ML-020S-0 光照度3.616 SL-510 长波辐射3.617 PIR 长波辐射传感器3.618 IR02 长波辐射3.619 MSA40 二级反照率辐射3.62 MSA60 一级反照率辐射3.621 SK16 一级反照率辐射3.622 MSA80 副基准反照率辐射3.623 NR-LITE 净辐射传感器3.624 NSR1 净辐射传感器3.625 SN500 四分量辐射3.626 CNR4 四分量辐射3.627 NR01 四分量辐射3.628 MR60 四分量辐射3.629 MS57 直接辐射3.63 STR21G 太阳跟踪器3.631 STS1000 太阳跟踪器3.632 CUV5 紫外辐射传感器3.633 TUVR 总紫外辐射传感器3.634 UVA MS-10S 紫外辐射传感器3.635 UVB MS-11S 紫外辐射传感器3.636 BL-01 日照时数3.637 CSD3 日照时数3.638 SD4 日照时数3.639 480 日照时数3.7 土壤测量仪器3.701 MP406 土壤水分传感器3.702 EC-5 土壤水分传感器3.703 5TM 土壤水分温度传感器3.704 5TE 土壤水分温度盐分传感器3.705 TEROS 11 土壤水分温度传感器3.706 TEROS 12 土壤水分温度盐分传感器3.707 SMT100土壤水分温度传感器3.708 TDT 土壤水分温度盐分传感器3.709 TDR315H 土壤水分温度盐分传感器3.71 TEROS 21 土壤水势传感器 (原 MPS-6)3.711 TRIME-PICO 32 土壤水分温度盐分传感器3.712 TRIME-PICO 64 土壤水分温度盐分传感器3.713 SoilVUE10 土壤水分通量传感器（水分、温度和盐分） 50cm3.714 SoilVUE10 土壤水分通量传感器（水分、温度和盐分） 100cm3.715 EnviroPro 土壤水分探针 40 厘米（水分、温度和盐分)3.716 EnviroPro 土壤水分探针 80 厘米（水分、温度和盐分）3.717 EnviroPro 土壤水分探针 120 厘米（水分、温度和盐分）3.718 EnviroPro 土壤水分探针 160 厘米（水分、温度和盐分）3.719 HFP01 土壤热通量传感器3.72 HFP01SC 自标定土壤热通量传感器3.721 Eosense EosGP 土壤二氧化碳监测传感器3.722 GMP343 土壤二氧化碳传感器3.723 Eos FD便携式土壤CO2通量监测系统3.724 SO-210 土壤氧气传感器3.8 环境气体水质测量设备3.81 EE872 二氧化碳传感器3.82 GMP252 环境二氧化碳传感器3.83 AQT410 温湿度/NO2、SO2、CO、O33.84 AQT420 温湿度/PM2.5/PM10/NO2、SO2、CO、O33.85 ES642 PM2.5监测仪3.86 HYDROS 21 水位、电导率、水温传感器（原 CTD-10）3.9 一体化气象站3.91FS6003 一体化气象站：风向/风速/温度/湿度/气压/雨量/光照/总辐射/夕阳光照/GPS/方位角/高度角3.9216430 一体化气象站 ：风速、风向、温度、湿度、气压3.93MSO 一体化气象站： 风速、风向、温度、湿度、气压3.94GMX500 一体化气象站 ：风速、风向、温度、湿度、气压3.95GMX600 一体化气象站 ：风速、风向、温度、湿度、气压、降雨3.96u[sonic]WS6 一体化气象站 ：风速、风向、温度、湿度、气压3.97ATMOS 41/ClimaVUE50 一体化气象站：风速/风向/温度/湿度/水汽压/气压/降水/总辐射/闪电等 创新点： Cims物联网自动气象站参照世界气象组织WMO气象监测标准，采用先进的气象传感器来监测风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、环境二氧化碳、土壤水分、土壤温度、土壤电导、热通量、土壤氧气、土壤二氧化碳、总辐射、净辐射、光照度、光合有效、雪深、水位、温、水中盐分等指标，主站数据记录仪采集分辨率高，工作稳定，主站下面可以拓展1-20个无线节点，可在方圆2公里内组网传输数据。系统工作稳定。广泛应用于气象、农业、生态、高校、科研等领域！ Cims 科研物联网气象站 Campbell物联网气象站

兰州大学青藏高原大气粉尘气溶胶科考团队分别于2020年和2021年在喜马拉雅区域的亚东站和珠峰大本营站开展了粉尘气溶胶综合科学考察，获得了第一手观测资料，在喜马拉雅区域气溶胶辐射效应方面取得新认识。兰州大学青藏高原大气粉尘气溶胶科考团队于2020年6月11日至8月31日以及2021年5月20日至6月13日分别在亚东站和珠峰大本营站开展大气粉尘气溶胶综合科学考察课题组供图相关研究成果以《大气气溶胶粒径谱分布通过改变单次散射反照率影响喜马拉雅区域气溶胶的辐射效应》为题，于近日在《自然》旗下期刊《气候与大气科学》发表。大气气溶胶的光散射和吸收通过气溶胶-辐射和气溶胶-云相互作用对地气系统产生重要的辐射效应。气溶胶的单次散射反照率（散射与散射和吸收之和的比值）不仅影响辐射强迫的大小，还可能决定气溶胶在大气层顶的加热或冷却效应。喜马拉雅区域是南亚人为污染物向青藏高原输送的重要通道。南亚地区人为排放的黑碳等强吸收性气溶胶导致南亚和喜马拉雅区域单次散射反照率较低。以往在喜马拉雅和南亚开展的观测和数值模拟研究工作，仅用气溶胶吸收性来解释单次散射反照率的变化，其结果和结论存在矛盾和错误，给该区域气溶胶辐射效应的评估带来较大不确定性。青藏高原大气粉尘气溶胶科考团队研究发现，喜马拉雅区域气溶胶粒径谱分布决定了气溶胶的散射效率，从而决定了单次散射反照率的变化，而单次散射反照率的变化又影响气溶胶的直接辐射强迫效率。因此，大气气溶胶的粒径谱分布通过调节单次散射反照率影响喜马拉雅区域气溶胶的辐射效应。这项新认识将对理解全球范围内气溶胶的辐射效应具有重要意义。据悉，论文第一作者为兰州大学大气科学学院青年研究员田鹏飞，通讯作者为中国科学院院士、兰州大学教授黄建平和兰州大学教授张镭。

梅特勒托利多Thornton针对工业锅炉排污应用宣布推出一种新的在线电导率传感器。该传感器可以在饱和蒸汽达到210psig(14.5巴)的情况下无需进行取样冷却即可直接进行测量，有助于实现连续自动排污控制，从而使锅炉腐蚀和结垢降到最低程度，同时，它通过消除锅炉过度排污降低用户能源和化学药剂消耗成本。 　　若需更多有关该传感器的信息，请下载该锅炉电导率传感器数据表和工业锅炉排污控制应用快讯。 　　该锅炉电导率传感器与Thornton M300变送器配套使用，该变送器可以提供显示、模拟输出和继电器报警以及开关和PID控制功能。另一种型号的传感器与Thornton 770MAX变送器配套使用，该变送器同时接收四种传感器输入，可以是下列参数的任意组合：电导率、pH值、溶解氧、流量、ORP、TOC、压力和罐槽液位。

■从1996至2001，德图湿度传感器5年全球验证 在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素(大气压强、温度)的影响。一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理&mdash 化学理论分析和计算。 从1996至2001，testo的湿度传感器历时5年，走过世界9大国家权威实验室，接收不同的方式的检测，精度都优于1%RH。德图湿度传感器的环球之旅给各地用户以一流的长期稳定性及卓越的品质保障。高品质温湿度变送器的核心在于高品质的传感器。无论是高湿、腐蚀介质、还是常规的净化室环境，testo都能应对挑战，提供卓越的温湿度解决方案。 ●挑战高湿度&mdash &mdash 为探头创造稳定微环境 在高湿度环境下，此时传统传感器的响应速度会明显变慢，且高湿环境通常会包含一些腐蚀性介质，这些腐蚀性介质危及传感器的使用寿命及稳定性。高湿度环境的测量工作是对测量技术的一个挑战。 针对这个情况，德图提供了一个独特的解决方案：testo 6614。通过加热，可创造一个高度稳定的微环境，从而确保了较快的响应速度，高精度的测量结果及良好的防腐蚀性能。外加一个用来测量实际温度的温度探头，经由微处理器计算，便可得出正确的湿度值。在此之前。高湿环境的长期稳定性与高度精确性二者一直是无法兼得的。 ●挑战腐蚀性介质&mdash &mdash 预警系统和自检测预防式维护 如今，专业的温湿度测量变送器已成为湿度调整链上可靠的连接。Testo的贡献是源于稳定的防结露的testo湿度传感器。然而，如果制程中有腐蚀性介质，传感器不久就会失效，伴随而来的是昂贵的退货（最终产品质量缺陷）和系统停工。 Testo针对以上情况开发出来了testo&ldquo 早期预警湿度探头&rdquo testo 6617。可以连续监测testo湿度传感器受到腐蚀的早期征兆。这样工作人员就可以及早得到警示。在测量错误或中断发生前就及时响应，避免损失。 由于使用了早期预警，系统管理员可以及时处理预警，及早进行探头替换，无需中断测量系统。专家都明白，与&ldquo 早期预警&rdquo 所节省的费用相比，其投资仅是很小的一部分，它确保了系统的长期可用性。 ●挑战漂移&mdash &mdash 完整信号链的全方位校准 在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，电子式湿度传感器会产生老化，精度下降，电子式湿度传感器年漂移量一般都在± 2%左右，甚至更高。一般情况下，生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年，到期需重新标定。 德图有着完整信号链的全方位校准，探头校准方式灵活多变，除了现场校准外，因为有数字接口，我们也可对探头进行单独校准。除了单点校准（偏移量）和两点校准（借助于盐瓶或湿度发生器）以外，P2A软件支持各个模拟输出通道的调整。使用高精度的数字万用表，整个测量链路（含数模转换器）可以进行调整。

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr td width=" 142" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 506" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " strong 明场在线叶绿素传感器 /strong /p /td /tr tr td width=" 142" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 506" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 中国科学院大连化学物理研究所 /p /td /tr tr td width=" 142" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 158" p style=" line-height: 1.75em " 关亚风 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " guanyafeng@dicp.ac.cn /p /td /tr tr td width=" 142" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 506" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 & nbsp □已有样机 □通过小试 □通过中试 √可以量产 /p /td /tr tr td width=" 142" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 506" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " √技术转让& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp □技术入股& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp □合作开发& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp □其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介： /strong & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/be6ab2fa-adbb-408d-93e0-ed1b0eba8ddf.jpg" title=" 叶绿素传感器.png" width=" 400" height=" 240" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 240px " / span style=" line-height: 1.75em " & nbsp /span /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp 该传感器以蓝色发光二极管激发水中叶绿素发出荧光，双光纤收集荧光，用光电倍增管检测荧光，同时测量本底荧光值，扣除本底值后得到水体中叶绿素浓度。传感器能够有效抑制明场光和扣除阳光激发的叶绿素荧光。因此适合野外环境在线昼夜监测叶绿素a的浓度。探头配有温度传感，实时检测水温并通过校正曲线对叶绿素a浓度进行校正。同时，采用机械刷定期自动清除光纤表面附近的藻类干扰物，适用于连续监测。该传感器稳定可靠，测定精密度和国标法相近，明显高于美国YSI同类产品，完全能够满足水体样品分析的要求。该传感器已交付国家海洋环境监测中心出海实测，并应用于太湖栈桥监测点连续实时监测叶绿素浓度。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp strong 主要技术指标： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 检测模式：双窗口 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 检测参数：叶绿素a，水体温度 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 温度精度：± 0.15℃ & nbsp & nbsp & nbsp 叶绿素a检测精度：0.05μg/L br/ & nbsp & nbsp & nbsp 叶绿素a检测范围：0.05~100μg/L；1~500μg/L br/ & nbsp & nbsp & nbsp 精密度：RSD& lt 5% br/ & nbsp & nbsp & nbsp 采样间隔：10 min br/ & nbsp & nbsp & nbsp 操作模式：SD卡存储，RS232传输 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 适用于环境领域河流、湖泊、海洋等水体中叶绿素a的连续、实时检测。该传感器的性能优于进口产品；技术路线清晰明确，易于产业化推广。市场容量大，具有广阔的推广应用前景。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 以技术秘密形式保护知识产权。 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

近日，安光所张为俊研究员团队在大气棕碳气溶胶光谱特性研究方面取得新进展，相关研究成果以“木材热解一次棕碳的宽光谱特征及辐射效应”为题在线发表于爱思唯尔（Elsevier）出版的Science of the Total Environment（SCI一区，IF=10.754）上。棕碳（Brown Carbon）是一类重要的吸光性含碳气溶胶，在近紫外到可见光范围内的吸光能力随波长变短迅速增强，对区域乃至全球的气候和辐射平衡具有显著影响。大气中棕碳气溶胶的来源复杂，包括一次直接排放和二次氧化生成，生物质燃烧是一次棕碳的重要排放源。受限于测量方法和手段，当前生物质燃烧棕碳的光谱特性的认识不足，导致其辐射强迫评估存在较大不确定性。团队赵卫雄研究员和刘芊芊博士等人利用自主研制的四波长宽带腔增强反照率光谱原位测量系统在线测量了不同类型木材热解排放棕碳的光谱特性（消光系数、散射系数、吸收系数，以及单次散射反照率（SSA）），气溶胶在生物质热解过程中的变化特征可以用光学参数来解释。基于多波长在线测量参数，发展了SSA光谱反演方法，获得了一次棕碳在300−700 nm范围内的宽光谱特性，并用于气溶胶直接辐射强迫的评估。结果表明，在近紫外波段，SSA降低35%将会导致一次棕碳的地面直接辐射强迫减少46%。本研究强调了SSA光谱特性在棕碳辐射强迫评估中的重要性，对气溶胶气候效应的准确评估具有重要的科学意义。该研究工作得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、合肥物质科学研究院院长基金和中科院青年创新促进会的资助。 生物质热解棕碳气溶胶的消光系数、散射系数、吸收系数和SSA的光谱特性棕碳气溶胶在不同反照率表面的直接辐射强迫

近日，中科院合肥物质院安光所张为俊研究员团队在大气棕碳气溶胶光谱特性研究方面取得新进展，相关研究成果以“木材热解一次棕碳的宽光谱特征及辐射效应”为题在线发表于爱思唯尔(Elsevier)出版的Science of the Total Environment上。 　　棕碳(Brown Carbon)是一类重要的吸光性含碳气溶胶，在近紫外到可见光范围内的吸光能力随波长变短迅速增强，对区域乃至全球的气候和辐射平衡具有显著影响。大气中棕碳气溶胶的来源复杂，包括一次直接排放和二次氧化生成，其中生物质燃烧是一次棕碳的重要排放源。受限于测量方法和手段，当前生物质燃烧棕碳的光谱特性的认识不足，导致其辐射强迫评估存在较大不确定性。 　　团队赵卫雄研究员和刘芊芊博士等人利用自主研制的四波长宽带腔增强反照率光谱原位测量系统在线测量了不同类型木材热解排放棕碳的光谱特性(消光系数、散射系数、吸收系数，以及单次散射反照率(SSA))，气溶胶在生物质热解过程中的变化特征可以用光学参数来解释。基于多波长在线测量参数，发展了SSA光谱反演方法，获得了一次棕碳在300-700 nm范围内的宽光谱特性，并用于气溶胶直接辐射强迫的评估。结果表明，在近紫外波段，SSA降低35%将会导致一次棕碳的地面直接辐射强迫减少46%。本研究强调了SSA光谱特性在棕碳辐射强迫评估中的重要性，对气溶胶气候效应的准确评估具有重要的科学意义。 　　该研究工作得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、合肥物质科学研究院院长基金和中科院青年创新促进会的资助。生物质热解棕碳气溶胶的消光系数、散射系数、吸收系数和SSA的光谱特性棕碳气溶胶在不同反照率表面的直接辐射强迫

一个由工程师、外科医生和医学研究人员组成的团队发布了来自人类和大鼠的数据，证明一种新的大脑传感器阵列可直接从人脑表面记录电信号，并实现破纪录的细节处理。该大脑传感器具有密集网格，由1024或2048个嵌入式皮质电图（ECoG）传感器组成。如果获准用于临床，传感器将直接从大脑皮层表面为外科医生提供大脑信号信息，且分辨率比目前可用的高100倍。该论文于19日发表在《科学转化医学》杂志上。　　人的大脑总是在运动，例如，随着每一次心跳，大脑会随着流过它脉动的血液而发生活动。从直接放置在大脑表面的传感器网格记录大脑活动，已经被外科医生普遍用作一种工具，用来切除脑肿瘤和治疗对药物或其他药物无反应的癫痫症。　　此次新研究提供了广泛的同行评审数据，证明具有1024或2048个传感器的网格可用于可靠地记录和处理直接来自人类和大鼠大脑表面的电信号。相比之下，当今手术中最常用的ECoG网格通常具有16到64个传感器。　　能够以如此高分辨率记录脑信号，可提高外科医生尽可能多地切除脑肿瘤的能力，同时最大限度地减少对健康脑组织的损害。对于癫痫，更高分辨率的脑信号记录能力可提高外科医生精确识别癫痫发作起源的大脑区域的能力，这样就可在不接触附近未参与癫痫发作的大脑区域的情况下移除这些区域。通过这种方式，这些高分辨率网格可以增强正常功能脑组织的保存。　　研究团队表示，此次能以更高的分辨率记录大脑信号，归因于他们能够将单个传感器放置得更靠近彼此，而不会在附近的传感器之间产生干扰。例如，该团队的3厘米×3厘米网格和1024个传感器直接记录了19名志愿者的脑组织信号。在这种网格配置中，传感器彼此相距一毫米。相比之下，已经批准用于临床的ECoG网格通常具有相距1厘米的传感器。这为新网格提供了每单位面积100个传感器，而临床使用的网格每单位面积1个传感器。　　该项目由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院领导，团队其他成员来自马萨诸塞州总医院和俄勒冈健康与科学大学。该团队正在研究这些高分辨率ECoG网格的无线版本，可用于对顽固性癫痫患者进行长达30天的大脑监测。

【研究背景】随着可穿戴技术的发展，声学传感器因其在语音识别和人机交互中的潜力而成为研究热点。然而，现有的固体声学传感器在皮肤贴合性、灵敏度和对运动伪影的抗干扰能力方面存在诸多问题。这些挑战限制了其在实际应用中的广泛使用。鉴于此，加利福尼亚大学圣迭戈分校Kuldeep Mahato，Joseph Wang等科学家们提出了一种新型的自过滤液体声学传感器，基于永久流体磁体（PFM）构建。该传感器利用非布朗尼的钕铁硼磁性纳米颗粒，在载液中形成三维有序的磁网络，显著提升了声学性能。研究表明，该传感器能够检测到低至0.9 Pa的微小压力，具有69.1 dB的高信噪比，并通过自过滤能力有效减少低频运动伪影。此外，结合机器学习算法，开发的可穿戴语音识别系统在嘈杂环境中实现了99%的识别准确率。这一创新不仅为声学传感器的应用拓展提供了新的思路，还为声音健康监测和语音障碍患者提供了潜在的替代沟通方式。【表征解读】本文通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对NdFeB磁性纳米颗粒的形态进行观察，从而揭示了其在液体声学传感器中重要的磁性特性。针对液体声学传感器在语音识别中的表现，作者通过超导量子干涉设备磁强计测试了磁滞回线，得到了PFM的矫顽磁场和剩余磁化强度，进而挖掘了其在声学信号捕获中的优越性能。在此基础上，使用流变仪对PFM的流变特性进行表征，发现其流变性质可通过动态链断裂—重联机制和添加剂调节，实现剪切稀化与剪切增稠的动态转变。这一发现使得传感器的频率响应范围可以适应人声的动态声波，从而显著提升了其对微小声压的辨识能力。具体来说，液体声学传感器的声阻抗为1.61 MRayl，远低于传统固体传感器的40 MRayl，展现了更好的声学耦合性能。通过这些表征手段，最终得到了69.1 dB的信噪比和低至0.9 Pa的压力辨识能力，表明该传感器在复杂环境下的应用潜力。这些研究结果强调了液体声学传感器在减轻运动伪影和提高语音识别准确率（达99%）方面的重要性，为未来可穿戴设备的开发提供了新的思路。【图文速递】图1：自过滤液体声传感器。图2：永久性流体磁体permanent fluidic magnet，PFM形成过程。图3：液体声传感器的制造。图4: 液体声传感器的表征。图5: 基于液体声传感器的可穿戴语音识别系统。【结论展望】传统的固体声学传感器受限于低皮肤贴合性和对运动伪影的敏感性，而本研究开发的永久流体磁体（PFM）克服了这些挑战，展示了优越的声阻抗和自过滤能力。这一新型传感器不仅提高了声压识别精度，还通过流变特性调节，使其能够适应人声的动态变化，具有更广泛的应用潜力。此外，结合机器学习算法构建的可穿戴语音识别系统，实现了在嘈杂环境中99%的识别准确率，这为智能轮椅等设备的控制提供了可行性。更重要的是，液体声学传感器的开发为监测声带健康和识别声带疾病开辟了新的研究方向，尤其对有声障碍的人群来说，提供了替代沟通方式的希望。这一研究不仅推动了声学传感器技术的进步，也为人机交互和健康监测领域的创新应用提供了新的思路和基础。文献信息：Zhao, X., Zhou, Y., Li, A. et al. A self-filtering liquid acoustic sensor for voice recognition. Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-024-01196-y

日本东京大学科学家利用六方氮化硼二维层中的硼空位，首次完成了在纳米级排列量子传感器的精细任务，从而能够检测磁场中的极小变化，实现了高分辨率磁场成像。氮化硼是一种含有氮和硼原子的薄晶体材料。氮化硼晶格中人工产生的自旋缺陷适合作为传感器。研究团队在制作出一层薄的六角形氮化硼薄膜后，将其附着在目标金丝上，然后用高速氦离子束轰击薄膜，这样就弹出了硼原子，形成了100平方纳米的硼空位。每个光点包含许多原子大小的空位，它们的行为就像微小的磁针。光斑距离越近，传感器的空间分辨率就越好。当电流流经导线时，研究人员测量每个点的磁场，发现磁场的测量值与模拟值非常接近，这证明了高分辨率量子传感器的有效性。即使在室温下，研究人员也可检测到传感器在磁场存在的情况下自旋状态的变化，从而检测到局部磁场和电流。此外，氮化硼纳米薄膜只通过范德华力附着在物体上，这意味着量子传感器很容易附着在不同的材料上。高分辨率量子传感器在量子材料和电子设备研究中具有潜在用途。例如，传感器可帮助开发使用纳米磁性材料作为存储元件的硬盘。原子大小的量子传感器有助于科学家对人脑进行成像、精确定位、绘制地下环境图、检测构造变化和火山喷发。此次的纳米级量子传感器也将成为半导体、磁性材料和超导体应用的“潜力股”。(a)六方氮化硼中的硼空位缺陷。空位可充当用于磁场测量的原子大小的量子传感器，对磁场敏感，就像一个纳米“磁针”。(b)量子传感器纳米阵列的光致发光可反应磁场的变化。图片来源：东京大学研究团队

目前临床手术中常用的脑皮层电图（electrocorticography，ECoG)网格通常有16个到64个传感器。增加ECoG网格中传感器的数量能够提升记录大脑信号的分辨率，有助于提高外科医生切除尽可能多的病灶组织，同时最大限度减少对健康脑组织的损伤。　　近日，美国加利福尼亚大学圣迭戈分校研究团队在《Science Translational Medicine》杂志上发表题为“Human brain mapping with multithousand-channel PtNRGrids resolves spatiotemporal dynamics”的文章，提出构建一种由1024或2048个嵌入式ECoG传感器组成的新型脑传感器，大幅提升记录脑电信号的分辨率。　　该研究团队能够将网格中传感器间距进一步减少且防止其互相干扰；同时团队创新地使用基于纳米铂金棒的传感器记录大脑神经信号。纳米铂金棒提供了比平面铂传感器更多的传感表面积，有助于提高传感器的敏感度。此外，基于纳米铂金棒的传感器网格比目前临床中ECoG网格更薄且更加灵活，实现了对大脑更紧密的连接。　　该研究提出构建一种新型大脑传感器，实现高分辨率的大脑信号采集，为深入了解人类大脑的功能提供了新机遇。　　论文链接：　　https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abj1441

【2013年1月10日，上海】Elektron Technology公司旗下品牌Queensgate近日宣布推出其革命性新款双传感器技术(Dual Sensor Technology)。这一尖端的控制技术与以往相比，可实现更快、更准确以及更稳定的显微镜物镜聚焦。 全新双传感器技术克服了传统纳米定位系统的限制，可提供更快的阶跃响应，提高有效载荷出现变化时的稳定性，并且显著增加自动显微术应用时的机械带宽。 　　 　　 NPC-A-1110DS 独立式模拟单轴闭合环路传动装置 　　Queensgate推出的双传感器技术彰显了纳米定位技术领域的阶跃性变化是目前业内最尖端的控制技术之一。目前Queensgate的OSM-Z- 100B 100μm目标扫描机构以及NPC-A -1110DS独立式模拟单轴闭合环路传动装置已率先采用这一革命性创新技术系统。其中最新的OSM-Z-100B 100μm目标扫描机构，它将双传感器技术与Queensgate著名的电容纳米传感器(NanoSensors?)的卓越性能结合在一起，以非凡的聚焦稳定性实现亚纳米级分辨率。这项突破性的技术能够应用于各种袖珍模拟和数字控制器，其操作简便，为用户提供顶尖性能。 OSM-Z-100B 100 μm 目标扫描机构 　　Queensgate 是Electron Technology公司的下属品牌，成立于1979年的英国伦敦，是一家为高科技为工业领域提供纳米定位和感应技术的解决方案商。公司服务于全球客户并为其提供技术领先且质量卓越的纳米定位技术已超过30年。公司设计团队将领先的研究成果运用到具有革命性意义的全新纳米定位系统中。 即使在当今这个全球新技术瞬息万变的环境下，Queensgate 依然处于该领域的前沿地位。凭借着卓越的技术，出色的品质为诸多领域，例如微系统、通信、半导体技术、生物技术以及航空航天技术等领域提供相关支持，并与扫描电子显微镜完美结合，实现微纳米尺度的操纵。

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 大气中超细颗粒物的检测首次有了低成本便携式利器。近日，北京大学物理学院肖云峰研究员和龚旗煌院士带领的课题组，成功制备了基于纳米光纤阵列的全光传感器，新传感器的单颗粒粒径分辨率首次达到10纳米。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 颗粒物的高灵敏传感检测在环境监控、国家安全和生化研究等方面具有重要意义。基于光学方法的传感技术具有非物理接触、易于操作且灵敏度高等优势，故而传统光纤传感器已在高灵敏检测领域“大显身手”。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 肖云峰对科技日报记者解释：“国际学术界研究表明，当光纤直径减小至光波长量级时，光纤外部产生显著的倏逝场（尺度约在百纳米量级），其对周围环境的微弱变化极为敏感，因此，可利用颗粒物在倏逝场中的散射效应，实现对超细颗粒物的传感与尺寸分布测量。” /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 据肖云峰介绍，在新研究中，他们首先精确地计算了散射效率与散射体尺寸和光纤直径的关系，预测了纳米光纤传感器的最优几何尺寸和探测极限；随后进行了高灵敏度的纳米光纤阵列的设计和制备，并通过优化光纤模式，实现了单个标准聚苯乙烯纳米颗粒的传感和测量，粒径分辨率达10纳米。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 课题组利用这一传感器对2015年和2016年北京冬季大气细颗粒物进行了持续监测，直接获得了百纳米尺度细颗粒物的粒径分布信息及实时演化图，以此数据为基础计算得到的细颗粒物质量浓度数据与官方公布的数据趋势符合良好，展示了此成果具有较高的应用价值。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 龚旗煌院士说：“与其他传感器相比，纳米光纤型传感不仅精度高，且成本低、操作简单、便于携带，可快速精准地检测出大气中的超细颗粒物，有望为环境保护和雾霾形成机理研究提供一种新的工具。” /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 这项成果发表在重要光学期刊《光：科学与应用》上，研究得到了国家自然科学基金委、科技部等的支持 /p

p style=" text-align: justify " 　　近日，安光所张为俊研究员课题组在气溶胶光谱特性探测技术方面取得新进展，相关研究成果以Three-wavelength cavity-enhanced albedometer for measuring wavelength-dependent optical properties and single-scattering albedo of aerosols为题发表于美国光学学会(OSA)出版的Optics Express上。 /p p style=" text-align: justify " 　　气溶胶的光谱特性与其化学组分、尺寸和混合状态等密切相关，反映着气溶胶的种类和排放源特征。受测量方法的限制，现有的气溶胶光学测量系统，多为单波长、单参数测量系统，难以实现多个光学参数的在线原位同步测量，而气溶胶光谱特性测量系统更为缺乏。 /p p style=" text-align: center " img title=" 343434.jpg" alt=" 343434.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/7152b73b-6d9a-4a5e-9f76-b110c1934866.jpg" / /p p style=" text-align: justify " 　　课题组赵卫雄研究员和徐学哲博士等人，于2014年首次将宽带腔增强吸收光谱技术与积分球技术相结合，研制了国际上首台腔增强反照率光谱仪，实现了大气气溶胶的消光、散射和吸收系数，以及单次散射反照率的在线原位同步测量(Atmospheric Measurement Techniques, 7(8), 2551-2566, 2014)。近期，他们将该系统的探测波长扩展至紫外-红光波段，发展了一套宽波段腔增强反照率光谱系统，实现了气溶胶多个光学参数的光谱测量(Optics Express, 26(25), 33484-33500, 2018)，并已多次用于京津冀、长三角和珠三角等地区的大气综合观测，展现了很好的科研和业务应用前景，得到了国内外同行的高度认可，部分观测成果发表于地学TOP期刊：Atmospheric Chemistry and Physics, 16(10), 6421-6439, 2016 Atmospheric Chemistry and Physics, 18(23), 16829-16844, 2018。 /p p style=" text-align: justify " 　　该研究工作得到国家自然科学基金、安徽省杰出青年科学基金和中科院青年创新促会资助。 /p p /p

仪器创新点：集成PH与电导率传感器为一体，整体体积小，精度高，稳定仪器主要特点和优势：● 流通池可耐受高达 17 Mpa● 电导率校准简单● 结构紧凑● 供电电压12 - 24 V● 先进的诊断软件pH电导率传感器 ECDM 2100ECDM 2100 适用于制备色谱和快速色谱的电导率和 pH 值的测定。由于电导池采用了独特的 ECOM 设计，从根本上改善了色谱过程监控。这种监测池为高压应用而开发的，这意味着它可用于 CaptureSMB 应用。这些应用采用双柱阶段性逆流工艺(PCC) ，用于连续纯化单克隆抗体。该装置由一块 Beatrix22 印刷电路板控制，可测量通过流通池液体的电导率和 pH 值。仪器技术参数部件号见下页表格工作压力范围0 – 17MPa 流通池数量1 运行流速0.01 – 200 mL/min 与流动相接触的材料钛和 PEEK电导率读数范围0 – 300 mS/cm PH 范围1 – 14 pH 电压12 – 24 V DC 输入功率2.5 W 尺寸（宽 x 高 x 深）187 × 56 × 112 mm (7.36 × 2.20 × 4.40 in) 重量0.94 kg (2.07 Ib) 通讯RS232, Ethernet (LAN), USB 流通池连接外径1/16″, 螺纹UNF 10-32的卡套管外径1/8″, 螺纹UNF 1/4-28″的卡套管想了解仪器更多详细参数，欢迎通过仪器信息网400电话和我们取得联系！

什么是双面光伏？通过超越全球能源发电容量的吉瓦数（GW），双面光伏正慢慢找到成为主流的方向。并且，越来越多收集到的组件性能数据都有助于获得更可靠的效率增益预测。我们在本文中尝试概括叙述了双面光伏领域中的当前研究、亟待解决的疑问以及技术开发等问题。相见于“另一面”过去二十年间，光伏（PV）已发展成为一种成熟的技术，因此很难再有大幅度的效率提升。如今主要依靠缩减投资和运营成本来实现降低平准化度电成本（LCOE），而非通过技术进步提高 PV 电池的能源输出。然而，能显著提高 PV 电池效率的比较可靠的方法是将组件的背面也用于发电。因此，在不扩大组件占地的情况下，可同时利用反射或漫射的阳光进行发电。人们似乎已对双面光伏的巨大潜能达成了共识。但是，在能量输出增益的模拟和测量方法尚未普遍建立的情况下，通过双面 PV 组件预测的效率增长有着很大差异；这取决于假设的系统设置、地点和表面反照率以及所用的模拟算法。 双面光伏发电如何作用？其主要理念很简单。除了用 PV 组件的一面来收集太阳光线外，还可通过背面采集来自多个角度的反射和散射光线以生产更多电力。除了对背面材料和内部互联进行相应调整外，电池技术和几何结构均以经验证的单面组件原理为基础。也就是说，在未来 10 年内，双面 PV 很可能从一个发展远景顺利转变为被广泛应用的技术，且预计世界市场占有率将高达 30-50%。 发展中的双面光伏发电优化会对另一面的性能产生负面影响。因此，为双面 PV 电厂寻求理想设置是一个复杂的挑战。由于倾角是组件效率的一个重要因素，前后面的理想角度可以不同。 另一个参数则是组件的长度和各排组件之间的距离，即地面覆盖率（GCR）。适应太阳光束入射角度的高 GCR 值通常可提高一个发电厂的效率。但即使对单面PV 发电厂而言，较高的 GCR 值也会在太阳高度角较低的早晨或傍晚时分发生相互遮挡的情况。对于双面光伏发电厂，遮挡则是一个更大的问题。理想状态是在各排组件之间有足够的空间形成一个大小适合的表面，使地面反射不被遮挡。可是这将降低地面覆盖率和电厂的单位面积输出。 与组件设置相关的参数还包括建筑高度和扭力管。扭力管的作用是跟踪 PV 组件，因此应将双面组件放置于更高的位置，从而对更多来自地面的多角度的反照辐射光线进行转化；但建设成本也将由此增加。这一概念也同样适用于为了避免安装件构成遮蔽而修改扭力结构。 尽管早在 20 世纪 60 年代便已对双面 PV 电池进行了研究和开发，其被广泛使用的时代仍未到来。市场观察员们的普遍解释是，与单面系统相比，双面系统缺少可信赖的产量增益计算方法。因此，投资者们继续观望，因无法完全知晓准确的效率提升，而犹豫是否以更大的规模推动双面系统。即便在大数据和机器学习的年代，组件背面的太阳能辐射模拟仍是一项复杂的任务。因此，全世界的公司和研究机构持续对各种不同潜在相关参数及其对能量输出的影响进行调查研究。除了符合其他标准外，这些研究项目还覆盖了：● 地面反照率的影响● 背板材料● 系统设置和组件的几何结构● 测量背面的太阳能辐射● 系统设置&组件几何结构在单面 PV 组件中，被转化为电力的太阳光束直接来自天空。与之相反，双面组件的背面则收集在阴影迷宫、地面纹理和结构型障碍中穿行的光线。而对一面太阳辐照度进行优化会对另一面的性能产生负面影响。因此，为双面 PV 电厂寻求理想设置是一个复杂的挑战。由于倾角是组件效率的一个重要因素，前后面的理想角度可以不同。另一个参数则是组件的长度和各排组件之间的距离，即地面覆盖率（GCR）。适应太阳光束入射角度的高 GCR 值通常可提高一个发电厂的效率。但即使对单面PV 发电厂而言，较高的 GCR 值也会在太阳高度角较低的早晨或傍晚时分发生相互遮挡的情况。对于双面光伏发电厂，遮挡则是一个更大的问题。理想状态是在各排组件之间有足够的空间形成一个大小适合的表面，使地面反射不被遮挡。可是这将降低地面覆盖率和电厂的单位面积输出。 与组件设置相关的参数还包括建筑高度和扭力管。扭力管的作用是跟踪 PV 组件，因此应将双面组件放置于更高的位置，从而对更多来自地面的多角度的反照辐射光线进行转化；但建设成本也将由此增加。这一概念也同样适用于为了避免安装件构成遮蔽而修改扭力结构。

美国科学家开发出一种新型氮化铝传感器，并证实其可以在高达900℃的高温下工作。相关研究被最新一期《先进功能材料》杂志选为封面文章。 新型压电传感器能在极端环境下工作。图片来源：休斯顿大学官网航空航天、能源、运输和国防等关键行业需要能在极端环境下工作的传感器，以测量和监测多种因素，确保人身安全和机械系统的完整性。例如，在石油化工行业，传感器必须能在从沙漠高温到近北极寒冷的气候条件下监测管道压力；各种核反应堆在300℃—1000℃的温度范围内运行；而深层地热井的温度高达600℃。休斯顿大学研究团队之前开发出了III-N压电传感器，该传感器由单晶氮化镓薄膜制成，但在温度高于350℃时，其灵敏度会降低。灵敏度的下降是由于带隙（激发电子并提供导电性所需的最小能量）不够宽。为此他们研制出一种氮化铝传感器，并证明其能在1000℃左右的高温下工作，这是压电传感器中最高的工作温度。该新型传感器除了能在高温下工作外，还具有很好的柔韧性，未来可用于研制可穿戴传感器，在个人医疗和精确传感软体机器人领域大显身手。研究团队表示，虽然氮化铝和氮化镓都具有独特而优异的性能，适用于研制能在极端环境下工作的传感器，但氮化铝提供了更宽的带隙和更高的温度范围。他们计划在现实世界的恶劣条件下进一步测试新传感器的性能，如在核电站测试其在高压下的工作潜力。

12月12日，记者从中国科学院西北生态环境资源研究院了解到，科研人员从南亚黑碳气溶胶影响区域降水的角度，分析其对青藏高原冰川变化的影响。研究发现，21世纪以来，南亚黑碳气溶胶通过改变南亚季风水汽输送，进而间接影响青藏高原冰川的物质补给。该成果发表在综合性期刊《自然通讯》上。中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室副研究员杨俊华介绍，南亚黑碳气溶胶导致中高层大气增温，增加了南北气温梯度，增强了南亚区域的对流活动，使得水汽在南亚当地辐合；同时，黑碳可以增加大气中的云凝结核数量。黑碳气溶胶引起的这些气象条件变化，使得更多水汽在南亚当地形成降水，从而传输到青藏高原的水汽减少，导致高原中部和南部季风期降水减少，特别是高原南部减少显著，降水的减少进一步带来冰川的物质补给减少。“研究表明，在2007年至2016年间，减少的物质补给占青藏高原平均冰川物质亏损的11.0%，而在高原南部达到22.1%。”杨俊华说。黑碳气溶胶是化石燃料和生物质不完全燃烧的产物，具有强烈的吸光性，是仅次于二氧化碳的大气升温气候强迫因子。黑碳沉降到雪冰中会导致雪冰表面反照率降低，从而加速冰川和积雪的消融，进而改变区域的水文过程以及水资源变化。青藏高原被誉为“亚洲水塔”，是亚洲数条大江大河的发源地，水资源变化事关十亿人口的用水安全。青藏高原毗邻的南亚地区是目前全球黑碳高排放区之一，模式与地球化学证据均显示，南亚黑碳气溶胶能够跨越喜马拉雅山脉输送到青藏高原内陆地区，南亚排放源对青藏高原黑碳气溶胶的贡献达到60%以上，并主要影响高原的南部和中部地区。同时，对冰川和积雪的观测与模拟研究发现，黑碳气溶胶对青藏高原雪表反照率降低的贡献平均约为20%，导致高原冰川消融增加约20%，并使得积雪期减少3—4天。由此，南亚黑碳气溶胶对青藏高原冰川消融具有直接和间接效应，即跨境传输和沉降导致的高原冰川加速消融为直接效应；而减少高原夏季降水量，即降低高原冰川的物质补给量，进而使得冰川物质亏损量增大为间接效应。南亚黑碳气溶胶直接和间接效应的共同作用，加速了以冰川为主体的“亚洲水塔”水资源损失。

“好奇”号火星车，将于11月25日发射升空　　 “好奇”号携带的仪器ChemCam能够利用激光蒸发30英尺(约合9米)外的岩石。3台光谱摄制仪负责对蒸发的岩石成分进行分析　　 宇航局“海盗”号飞船拍摄的火星照片。这艘飞船于1975年发射升空 　　11月28日消息，据美国太空网报道，美国宇航局的“好奇”号11月26日发射升空。这辆火星车重1吨，将把火星探测提升到一个新高度。“好奇”号的体积与一辆汽车相当，是宇航局耗资25亿美元的“火星科学实验室”任务的核心，其主要任务是评估当前以及过去的火星是否支持微生物存在。“好奇”号将于2012年8月登陆火星，利用所携带的11种不同科学仪器帮助科学家解答这个问题。 　　1.桅杆相机 　　桅杆相机(以下简称MastCam)是“好奇”号的主要成像工具，负责拍摄火星地貌的高解析度彩色照片和视频，供科学家进行分析。MastCam由两个照相系统构成，安装在“好奇”号主车身上方的一个桅杆上。在“好奇”号在火星表面行进时，MastCam能够获得很好的视野。MastCam拍摄的照片将帮助任务组驱动和操控“好奇”号。 　　2.火星手持透镜成像仪 　　火星手持透镜成像仪(以下简称MAHLI)功能相当于一个超级放大镜，允许地球上的科学家更细致地观察火星上的岩石和土壤。这台仪器可以拍摄小到只有12.5微米(不及一根人发的直径)的地貌特征彩色照片。MAHLI安装在“好奇”号的5关节7英尺(约合2.1米)机械臂末端，本身就是一个工程学奇迹。形象地说，这台仪器就是科学家的一个高科技手持透镜，将对准他们希望对准的任何地方。 　　3.火星降落成像仪 　　火星降落成像仪(以下简称MARDI)是一台小型摄影机，安装在“好奇”号的主车身上，负责拍摄“好奇”号降落火星地面过程的影像。届时，这辆火星车将借助一个悬浮的火箭动力太空起重机完成降落。MARDI将在“好奇”号距离火星地表1英里(约合1.6公里)或2英里(约合3.2公里)时启动，此时的“好奇”号将丢弃隔热板。在“好奇”号触地前，这台仪器将以每秒5帧的速度拍摄影像。MARDI拍摄的录像将帮助“火星科学实验室”任务组规划“好奇”号的火星之旅，同时为科学家提供登陆地——直径100英里(约合160公里)的盖尔陨坑的地质信息。 　　4.火星样本分析仪 　　火星样本分析仪(以下简称SAM)是“好奇”号的心脏，重83磅(约合38公斤)，占到“好奇”号所携科学仪器总重量的一半左右。SAM由3个独立的仪器构成，分别是质谱仪、气相色谱仪和激光分光计。这些仪器负责搜寻构成生命的要素——碳化合物。此外，它们还将搜寻与地球上的生命有关的其他元素，例如氢、氧和氮。 　　SAM安装在“好奇”号主车身内。“好奇”号的机械臂通过车外的一个进口将样本送入SAM。所采集的一些样本将来自于岩石内部，利用机械臂末端2英寸(约合5厘米)的钻头钻入岩石提取。迄今为止，所有登陆火星的火星车都没有安装可提取岩石内部样本的工具。科学家对这个钻头既感到兴奋，又充满期待。“火星科学实验室”项目负责人、宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的乔伊-克里斯普表示：“对于一名研究岩石的地质学家而言，没有什么能够比获取岩石内部样本更让他感到兴奋的了。” 　　5.化学与矿物学分析仪 　　化学与矿物学分析仪(以下简称CheMin)可用于确定火星上的矿物类型和数量，帮助科学家进一步了解这颗红色星球过去的环境。与SAM一样，“好奇”号的机械臂通过车外的一个进口将样本送入CheMin进行分析。分析时，这台仪器向样本发射X射线，根据X射线的衍射确定矿物的晶体结构。克里斯普在接受太空网采访时表示：“在我们看来，这就像是在变魔术。”X射线衍射是地球上的地质学家使用的一种重要的分析技术，从未在火星上使用过。CheMin将帮助“好奇”号进一步了解火星矿物的特征，超过它的前辈“机遇”号和“机遇”号火星车。 　　6.化学与摄像机仪器 　　化学与摄像机仪器(以下简称ChemCam)可以向30英尺(约合9米)外的火星岩石发射激光，使其蒸发，而后分析蒸发的岩石成分。借助于这台仪器，“好奇”号可以研究机械臂无法触及的火星岩石。此外，ChemCam同样可以帮助任务组在远处确定是否应该派遣“好奇”号前往一个特定的地带进行探测。ChemCam由几个不同组件构成。激光器安装在“好奇”号桅杆上，旁边是一台摄像机和一架小型望远镜。3台光谱仪安装在车身上，通过光纤与桅杆上的设备相连，负责分析蒸发的岩石样本中受激电子发出的光线。 　　7.阿尔法粒子X射线分光计 　　阿尔法粒子X射线分光计(以下简称APXS)安装在“好奇”号机械臂末端，负责测量火星岩石和泥土中不同化学元素的数量。届时，“好奇”号将让APXS与样本接触，APXS通过发射X射线和氦核进行分析。这些“弹药”能够将样本中的电子撞出轨道，进而产生X射线。根据放射出的X射线的特征能量，科学家能够确定元素的类型。“机遇”号和“勇气”号安装了早期版本的APXS，用于揭示水在影响火星地貌过程中扮演的角色。 　　8.中子反照率动态探测器 　　中子反照率动态探测器(以下简称DAN)安装在“好奇”号主车身背部附近，将帮助火星车寻找火星地下的冰和含水矿物质。这台仪器将向地面发射中子束，而后记录下中子束的反弹速度。氢原子往往延缓中子的速度，如果大量中子速度迟缓，便说明地下可能存在水或者冰。DAN能够发现地下6英尺(约合2米)浓度只有0.1%的水。 　　9.辐射评估探测器 　　辐射评估探测器(以下简称RAD)体积与一个烤面包机相当，在设计上用于帮助准备未来的火星探索任务。这台仪器负责测量和确定火星上所有类型的高能辐射，包括快速移动的质子和伽玛射线。RAD的观测数据允许科学家确定宇航员暴露在火星环境下时将受到多大剂量的辐射。此外，这一信息也有助于科学家了解辐射环境对火星生命的产生和进化构成多大障碍。 　　10.火星车环境监测站 　　火星车环境监测站(以下简称REMS)安装在“好奇”号桅杆中部，是一座火星天气监测站，负责测量大气压、湿度、风速和风向、空气温度、地面温度以及紫外辐射。所有这些数据汇聚成每日和每季报告，帮助科学家详细了解火星环境。 　　11.火星科学实验室进入、降落与着陆仪 　　火星科学实验室进入、降落与着陆仪(以下简称MEDLI)并不是“好奇”号携带的仪器之一。这一装置内置在隔热板中，负责在“好奇”号穿过火星大气层过程中对其进行保护。在“好奇”号穿过火星大气层过程中，MEDLI也负责测量隔热板经受的温度和压力。这些信息将帮助工程师了解隔热板的状况，同时利用这些数据改进未来的火星探测器。

2023年9月23-24日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业学组（专业委员会）主办的第十六届全国化学传感器学术会议（SCCS2023）于山东省济南市举办，两天时间里，湖州师范学院教授王桦（冯路平代讲）、华中科技大学副研究员闫凯、江苏大学副教授殷秀莲、南京大学教授毛亮、中国科学院长春应用化学研究所副研究员余登斌、中国科学院烟台海岸带研究所研究员张志阳在分会场带来了关于化学传感器在环境领域中应用的精彩报告湖州师范学院教授 王桦（冯路平代讲）报告题目：《纳米医学与环境智能传感监测技术及其产业化应用》冯路平介绍道，医学与环境标志物传感的基体材料包括：微纳通道结构的介孔导电材料可用于吸储液体中的标志物，可折叠柔性聚合物用于包埋标志物敏感的导电探针并印制功能电极，改性石墨烯Jet ink打印导线用于连接探头以及微型电化学处理器及信号输出装置，最后通过电聚合、分子自组装、功能涂覆、溶胶-凝胶法等技术将功能材料修饰于微电极上制成高通量芯片探头。通过该技术可研发出智能标志物传感探针，用于对人体健康及水中环境污染物实现在线监测华中科技大学副研究员 闫凯报告题目：《新型光电化学传感体系的构建及其分析应用》闫凯基于环境分析和生物分析的技术发展要求，以光电极性能优化、传感装置小型化、多目标物检测的光电化学传感搭建为目标，在基于近红外光电活性增强的半导体材料构建高性能光电化学传感体系、构建非铂阴极单室PFC用于自供能光电化学检测、基于图案化刻蚀导电基底构建比率型多目标物传感平台研究三个方面进行讨论，实现用电催化、光催化和酶催化来降解污染物。江苏大学副教授 殷秀莲报告题目：《基于图像模式识别的三维荧光光谱库技术及其在水体污染物检测中的应用》殷秀莲教授对自己的研究介绍道，利用三维荧光技术进行多维数据获取，取得每种污染物28个浓度样本，共28×4张EEM图谱图像，其中5×4张作为测试样本，定性识别准确率为100%。该方法为荧光光谱数据库建立和EEM数据分析开辟了一条新的途径，所提出的特征获取、特征提取及谱检索技术，对其他的光谱数据库建立有借鉴意义。此外，为AI大模型在荧光光谱分析中的应用提供数据准备基础，在水环境监测等领域提供帮助。南京大学教授 毛亮报告题目：《海水中氚的食物链传递风险》毛亮教授从核设施和核污染等热点问题出发，结合氚在食物链中的传递规律和内在机制，研究了氚在海洋中的生物效应。他介绍道，采用放射性同位素标记示踪技术进行研究，发现杜氏蓝藻会通过光合作用使氚水快速转化为有机氚，并经过食物链暴露使丰年虾体内有机氚含量上升，最后通过食物链逐级传递。毛亮教授的研究对当下核废水污染问题极具意义，他总结道，核污染中的氚危害不能仅看海水中浓度，更要关注其化学效应。中国科学院长春应用化学研究所副研究员 余登斌报告题目：《水体综合毒性比色检测新方法开发》基于水体检测任务的需要和国家环境政策导向，发展各种水体毒性检测新方法对检测多场景水体必不可少。余登斌介绍道，根据电化学检测原理，分别研发出了利用基因工程改造的绿脓杆菌分泌的大量绿脓菌素构建了免外加媒介体的水体毒性比色检测方法；利用电致变色普鲁士蓝阴极和生物阳极构建了水体毒性可视化检测传感器；基于E. coli-BQ快速颜色反应实现了水体毒性比色/电化学双信号检测和智能手机辅助RGB模型检测；基于容解性不大的铁盐稳定释放下Fe3+生物合成普鲁士蓝指示剂成功构建了水体毒性比色/电化学检测及酶标仪辅助的高效检测方法。同时，他还提到，新技术相较于传统方法具有操作简便、检测全面、快速灵敏等特点，并支持在线监测。中国科学院烟台海岸带研究所研究员 张志阳报告题目：《面向海岸带环境分析监测的光学纳米传感方法研究》海岸带环境分析监测是了解海洋生态系统健康的重要手段，但海岸带污染物情况复杂，环境分析难度大，基于此，张志阳团队发展光学纳米分析原理与技术，为海岸带生态安全与健康提供支撑。他以样品检测案例介绍道，针对污染物，利用纳米材料的光学特性，开发高灵敏纳米比色传感器/阵列和表面增强拉曼传感器，可实现对目标物的检测、鉴定及讲解分析。最后，张志阳提出展望，未来将强化交叉学科，进一步探究传感原理在环境检测上的应用。随着环境保护意识的不断提高和环境监测技术的不断发展，电化学传感器在环境监测领域的应用前景越来越广阔。未来，电化学传感器将朝着更灵敏、更稳定、更耐用的方向发展，实现环境数据的实时采集和远程监控，同时将探索更多的应用领域，为保护人类的生存环境做出更大的贡献。

根据应用场景选择合适传感器光学气体传感器是多种分析设备的核心部件，直接决定了仪器的性能指标和功能，仪器设计之初，传感器选型非常重要。市面上各种原理、各个厂家的光学气体传感器琳琅满目，指标参数参差不齐，要如何选择最合适、性价比最高的传感器呢？实际上每款传感器都有其优缺点和适用范围，要么性能指标有优势，要么可靠性更值得信赖，要么价格便宜等等。要根据具体需求和应用场景选择合适传感器，比如经常要测量组分繁杂、湿度高的气体，最好选择UVDOAS、FTIR这类色散分光原理的气体传感器。关于传感器的性能、体积、功耗、扩展性、价格等要综合权衡。 传感器性能指标权衡选择光学气体传感器，首先传感器的关键指标参数要优于预研仪器的设计参数，除体积重量外，一般要考虑以下几点要素，（每个要素都很复杂，本期先简单描述，后面几期再根据反馈详细分析）：1. 测量气体种类和干扰。前者好理解，要和仪器的目标气体一致，比如开发环境空气CO2分析仪器选择低量程LY-NDIR双通道CO2模块就完全能满足要求，但在背景气中有干扰组分的就要同时考虑干扰组分的同时测量，这是很多仪器开发者经常忽略的问题。比如开发污染源SO2分析仪选择NDIR原理就要考虑烟气常见组分CH4的干扰，因为红外波段CH4在SO2吸收峰处同样有吸收，会带来正干扰，当然选择紫外差分原理的如LY-UVDOAS系列的传感器就不用考虑CH4干扰。2. 量程、检出限和线性误差。分别代表了传感器的实际测量范围、最低响应浓度和结果正确度，其中量程和检出限指标是一对有点矛盾的参数，一般长光程设计的传感器，会有低的检出限和量程指标，反之亦然，当然，也有少数高端的传感器可以两者都兼顾，比如崂应的UVDOAS系列传感器，通过自适应调整光谱波段算法，测超低浓度时选择强吸收谱段反演计算测，超高浓度时选择弱吸收谱段反演计算，这样两个参数都能获得很优秀的指标。3. 响应时间、重复性和稳定性响应时间一般是T90、T10，表征了传感器的响应速度，跟气室体积、气体流速和平滑算法都有关系，因此也与精度、检出限指标有点负相关。关于重复性和稳定性，一般是在环境条件稳定的情况下，反复多次测量结果的一致性程度。4. 漂移（零漂、量漂）和适用温度范围漂移指标分为不同时间的漂移，常见的有1h/4h/8h/24h/月/年漂移，便携式仪器，小时漂移更重要，在线运行仪器月漂移也很重要，这关系到仪器设计或运行时的调零周期，有些仪器还需要设计自动调零气路。适用温度范围，在本文中不仅指传感器可工作的温度范围，还代表确保传感器精度/线性误差满足指标的温度范围，温度对光学气体传感器的影响非常大，所以需要确定精度是在什么温度范围内能满足。有些传感器比如崂应UVDOAS/NDIR/NDUV系列，采取了大量的措施确保了温度适用性，指标表里的误差均是指在工作温度范围内都能满足的误差；也有很多传感器指标误差中仅仅在室温条件满足（有些在指标表中看不出，有些会用温度漂移1℃示值漂移不超过满量程的多少来描述），这样就意味着仪器设计中要考虑增加对气体传感器应用环境的恒温设计或温度补偿算法，以满足仪器的高低温性能指标要求，据了解在多个领域的标准中都有仪器高低温适用性指标要求，毕竟仪器的客户群体大多分布在全国各地，四季温差、昼夜温差跨度非常大。5. 考虑升级和可扩展性，在仪器整个生命周期中，满足当前设计指标就可以？还是会根据市场需求而扩展升级（这种情况在快速发展的行业中是经常出现的，污染源监测行业指标就一直随着环保需求而不断收紧）？如果是后者，在核心传感器选型时就要考虑传感器的指标可扩展性，市面有少数高端传感器具备扩展空间，比如崂应的大部分UVDOAS传感器和NDIR传感器可以在硬件不变的情况下升级扩展量程，LY-UVDOAS更是可以在原基础上扩展测量气体的种类，然而这些扩展功能是基于深厚的技术水平的，能做到、做好的不多，有仪器扩展升级考量的要仔细甄别，选择对的传感器，有利于仪器的快速升级、缩减研发时间和成本。关于光学气体传感器的价格和价值这是个有意思的话题，本文简单一说。市面上不同传感器价格差异很大，这跟很多因素有关，最关键的还是指标。有些传感器是半定量的，有个不离谱的示值就可以，仅作为一个参考，这种很便宜；有些较准确，可以作为阈值判断用，价格一般；有些给出精确示值，比如误差在±5%以内，属于工业级的，价格较高；有些更高端的传感器给出更精确示值、表现非常好的环境使用性，比如误差在±2%甚至±1%以内，价格很高。不同等级的传感器，价格差异是数量级的，毕竟气体传感器做到一定精度指标之后，每一点小的提升，都会需要付出很高的成本代价去实现。所以，要根据预研仪器的要求和定位选择最合适的传感器。另外，传感器的附加值差异也很大，比如价格对比时，不要单独看一个传感器的价格，要看测一种气体的价格，比如多通道LYNDIR传感器一种气体的价格就明显低于多个单一气体传感器，同时去除了相互间的干扰，节省了体积，对仪器设计而言，增加功能同时省时、实力、省空间，性价比自然高很多。关于传感器之外的隐形附加价值也要权衡。比如购买崂应的传感器，就附加了定制化的解决方案，协助根据应用场景选择最佳好传感器、设计时用好，高质量的售后服务和可能的升级空间。最后，传感器基本选好了后，还要实测，尤其上文中提到的几个关键指标，毕竟光学气体传感器良莠不齐，自己测过才知道。欢迎致电崂应咨询交流。

精密位移传感器技术比较PIEZOCONCEPT 在其压电级中使用什么类型的位移传感器？为什么它优于其他传感器技术？PIEZOCONCEPT 使用单晶硅传感器，称为Si-HR 传感器。尽管它是应变仪传感器大系列的一部分，但它的性能优于其他两种常用技术（电容式传感器和金属应变仪）。这两种位置传感技术有其自身的特定缺点。 电容式传感器与 PIEZOCONCEPT 公司Si-HR 传感器的比较电容式传感器非常常用。他们提供了不错的表现，但他们对以下情况很敏感：• 气压变化：空气的介电常数取决于气压。电容测量将受到任何压力变化的影响。• 温度变化：同样的，空气的介电常数会随温度变化• 污染物的存在以上所有都会导致一些纳米级的不稳定性，因此如果您想实现真正的亚纳米级稳定性，则需要将它们考虑在内。即使可以对气压和温度进行校正，也无法校正其他因素（污染物、脱气）的影响。这解释了电容式传感器在真空环境中性能不佳的原因。此外，电容式传感器非常昂贵且体积庞大。因此，带有电容传感器的位移台不可能做的有像的 BIO3/LT3 这样薄，即使设计的好也会在稳定性方面进一步牺牲性能。因为它是一种固态技术，所以Si-HR 传感器的电阻不依赖于气压或污染物的存在。其次，温度变化会对测量产生影响（主要是因为材料的热膨胀），但这可以通过使用传感器阵列来纠正。基本上，我们为每个轴平行使用 2 个硅传感器 - 一个用于测量，另一个用于考虑由于温度变化导致的材料膨胀。金属应变计与 PIEZOCONCEPT Silicon HR 技术的比较金属应变计与我们的 Silicon HR 技术（也是应变计）之间的差异更大。金属应变计和硅传感器应变计之间存在两个巨大差异。竞争对手试图说所有的应变仪都具有相同的性能，因为它们测量的是应变。这是不正确的。半导体应变计在稳定性方面与金属应变计有很大不同。金属应变计和Si-HR 传感器（PIEZOCONCEPT 使用）之间的第yi个区别是应变系数：半导体应变仪（Si-HR）的应变系数大约是金属应变仪的 100 倍。更高的规格因子导致更高的信噪比，最终导致更高的稳定性。 更重要的是，第二个区别是金属应变计不能直接安装在弯曲本身上（即实现运动的地方）：金属应变计必须安装在某种“背衬”上。因此，它必须安装在执行器本身上，因为您没有足够的空间将其安装在挠性件上。仅在执行器上测量的问题是压电执行器有很多缺陷......存在蠕变或滞后等现象。因此，由于压电执行器的伸长不均匀，因此仅测量执行器的部分伸长率并不能精确地扣除其完全伸长率。通过对弯曲本身进行测量，我们不会遇到这种“不均匀”问题。由于上述原因，如果您比较应变计（金属）和 PIEZOCONCEPT 的Si-HR 传感器，在信噪比和稳定性方面存在巨大差异。 关于法国PIEZOCONCEPT公司 PIEZOCONCEPT 是压电纳米位移台领域的领宪供应商，其应用领域包括但不限于超分辨率显微镜、光阱、纳米工业和原子力显微镜。其产品已被国内外yi流大学和研究所从事前沿研究的知名科学家使用，在工业和科研领域受到广泛好评。 多年来，纳米定位传感器领域电容式传感器一直占据市场主导地位。但这项技术存在明显的局限性。PIEZOCONCEPT经过多年研究，开发出硅基高灵敏度位置传感器（Silicon HR）技术，Si-HR传感器可以实现更高的稳定性和线性度，以满足现代显微镜技术的更高分辨率要求。 PIEZOCONCEPT的目标是为客户提供一个物美价廉的纳米或亚纳米定位解决方案，让客户享受到市面上蕞高的定位准确性和稳定性的产品使用体验。我们开发了一系列超稳定的纳米定位器件，包含单轴、两轴、三轴、物镜扫描台、快反镜和配套器件，覆盖5-1500um行程，品类丰富，并提供各类定制化服务。与市场上已有的产品相比具有显着优势，Piezoconcept的硅传感器具有很好的稳定性、超本低噪声和超高的信号反馈，该技术优于市场上昂贵的高端电容传感器。因此，我们的舞台通过其简单而高效的柔性设计和超本低噪声电子器件提供皮米级稳定性和亚纳米（或亚纳米弧度）本底噪声。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商，代理品牌均处于相关领域的发展前沿；产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务。

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。

如果把智能系统比作“人”，那么传感器就是“人”的感觉器官。不同类型的传感器，感知周围环境并把数据传递给系统进行计算，对情况进行实时分析、判断和应对。随着数字化智能化不断深入，各式各样传感器的用武之地大为拓宽，为人类创造美好生活发挥着巨大作用。一部智能手机里有上百个传感器：有用于摄像的CMOS图像传感器，有用于检查环境明暗的环境光传感器，还有用于导航的地磁传感器、陀螺仪，等等。正是基于这些传感器，手机里的各种应用软件才能流畅工作，手机才能成为集工作、生活、娱乐于一体的便携式智能设备，带来人们生活方式的巨大变化。风云卫星上的可见和红外光电传感器，能够不分昼夜地获取大气信息，精准预测天气，甚至在月球上、火星上都有传感器工作，帮助人类探索宇宙奥秘。比人的感官更敏锐、更强大传感器是信息系统的“慧眼”。它就像人类的眼睛、耳朵、皮肤等器官一样，感知周围环境，帮助我们认识多姿多彩的世界。不同之处在于，传感器比人的感官更敏锐、更强大。客观世界所包含的信息多样程度，远远超出我们感官的能力范围。人的眼睛无法观察红外辐射和紫外辐射，耳朵听不见次声波和超声波，对于“不见踪影”却时刻产生影响的磁场也无法感知。这些超出感官范围的信息，传感器都能“感受”到。随着生产力发展，人类越来越需要全方位地感知世界。1821年，科学家利用材料因温差产生电压的原理，研制出世界上第一个传感器——温度传感器。最初，人们直接利用光、热、电、力、磁等物理效应制备各种传感器，这些传感器尺寸大、灵敏度低、使用不方便。上世纪70年代，出现了将敏感元件与信号电路进行一体化设计的集成传感器，如热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。这类传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，输出模拟信号。上世纪末开始，数字化传感器快速发展，通过“模拟/数字”转换模块，实现数字信号输出。数字化传感器集成智能化处理单元，可以自动采集、处理数据，并能根据环境自动调整工作参数，数码相机中的光敏元件就是其代表产品。总的来说，传感器的工作原理是某些物质的电学特性会随环境因素变化。例如铂在不同温度下电阻率不同，硅在可见光照射下电阻会减小，石英受到压力后表面会产生电荷，等等。利用电阻与温度的对应关系，可以制成温度传感器，进一步给敏感元件添加隔热结构，依据敏感元件温度变化与红外辐射能量之间的关系，可以制成红外传感器。在此基础上，还可以根据目标温度与红外辐射能量之间的关系，制造出非接触测温传感器。人们熟悉的用来测量体温的额温枪就利用了这一原理。借助丰富的物理和化学效应，人们制备出灵敏度比狗鼻子高1000倍、可以“闻到”气体分子的“电子鼻”，以及可以在黑夜中观察物体的红外相机等种类丰富、功能强大的传感器。没有传感器就没有数字化、智能化数字化是对事物属性的量化，并用数字将其表达为抽象结果。借助现代信息技术，人们可以存储、处理、传播各种数字化信息。传感器可以将事物蕴含的各种信息转换成电信号，并利用数模转换电路将电信号用数字表达，是数字化的有效工具。当你拿出手机拍照片或视频时，光敏传感器会将接收的光强度信号转换成电信号，再按一定的规则用数字表达、存储，最终形成手机屏幕上的影像。数字化基于传感器获取信息。数字化系统需要处理的信息量非常庞大，仅靠人工或者传统设备无法获取，凭借传感器则能够实时、高效、精准、快速地获取，于是有了城市大数据、天气大数据、医疗大数据、农业大数据等。利用各类传感器，人们可以召开远程会议、学习网络课程、扫码支付甚至直播带货，由此发展出数字经济业态。数字经济涉及的云计算、物联网、人工智能、5G通信等各类技术，都与传感器息息相关。没有传感器就没有数字化和智能化。传感器是智能化系统的第一关，它的水平决定了智能化系统及其仪器设备的水平。传感器技术已经成为国际上信息高端器件领域的研究前沿，在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等领域均发挥着不可替代的作用。比如一辆汽车会安装压力、温度、位置、声音、光、电等超过100种传感器，由车载电脑进行处理，帮助驾驶员作出判断。对数据的智能化分析降低了驾驶汽车的难度，让汽车变得更安全、更好开。更进一步，无人驾驶汽车通过传感器实时获取道路信息，一旦发现障碍物，便通过智慧分析及时避让。城市中高楼大厦、桥梁、隧道等建筑，也需要通过视频、温度、压力和烟雾等传感器实时监控安全状况，当数据汇总到一起，智能化系统便会及时分析，凝练出少量关键信息供使用者作出决策。甚至在未来，人类的感官也可以借助传感器变得更加强大，构建起智能化系统。智能传感器开拓新应用场景当前，各类传感器都处在进一步提升性能、降低成本，向数字化、智能化、小型化微型化、绿色低碳、可穿戴等方向进化，呈现出蓬勃发展态势。其中，智能传感器、柔性传感器、新原理传感器的研发具有代表性意义，有望塑造新的工作生活方式。发展智能传感器是重要趋势。借助智能传感技术，人们设计制造出具备获取、存储、分析信息功能的各种传感单元及微系统，实现低成本、高精度信息采集。智能传感器广泛应用在机器人、无人驾驶、智能制造、运动定量监测等方面，还可用于开发无创或微创健康监测器件等。近年来流行的动态血糖仪是个很好的例子。糖尿病患者将柔性传感器无痛置入身体，传感器每5分钟测一次血糖值，并传送到手机应用中。患者可以观察血糖曲线变化，及时通过饮食和运动等方法调节血糖，有的患者甚至由此告别了药物和胰岛素治疗。此外，人们还在研发可降解电子器件，让智能传感器更好助力低碳环保生活。发展柔性传感器是另一趋势。许多应用场景要求传感器制备在柔性基质材料上，并具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。目前制备柔性传感器的常用传感材料有碳基材料（炭黑、碳纳米管和石墨烯等）、金属纳米材料（金属纳米线、金属纳米颗粒等）、高分子聚合物和蛋白纤维等。例如一种具有可拉伸、抗撕裂和自我修复能力的交联超分子聚合物薄膜电极材料，可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性电子器件。将集成多功能的柔性传感器与柔性印制电路结合，可以制成“智能带”，把它穿戴在身体的不同部位，可实时监测与分析生理信息，帮助人们特别是感官退化的群体了解自身健康状况。新原理传感器也在不断出现。在基础研究领域，新的规律陆续被发现，人们正利用这些科学新认知制备传感器。同时，技术进步也对基础研究提出新要求。在生活中，人们希望提高相机的像素、灵敏度、速度等性能参数；在高速实验中，需要可以记录飞秒尺度信息的条纹相机；在量子通信中，需要灵敏度达到单光子的光电探测器；在空天科技中，需要实现对高速运动物体和冷目标的探测，等等。这就要求科学家们进一步探索物理世界，发现新现象新规律，提升传感器性能。随着科技快速发展，新材料新工艺不断投入应用，性能更强、种类更丰富、智能化水平更高的传感器将创造更多工作生活新场景，帮助人们“感受”美好生活。（作者：褚君浩，系中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员）

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。

p style=" text-indent: 2em " strong 智能少不了传感器 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 传感器是数据采集的源头，它无处不在。智能最前端所需要的态势感知，基本都是要从传感器开始。无论是智能制造、智慧城市、智慧医疗等，还是智能设备和大数据分析，再庞大的智能系统，都要从传感器的针尖上开始。 /p p style=" text-indent: 2em " 医疗器械界的奇兵——达芬奇手术机器人有四百多个传感器；鼎鼎有名的波士顿机器人大狗，能够自如地翻跳腾跃，则需要1300个传感器。 /p p style=" text-indent: 2em " 日本著名的马桶品牌骊住Lixil，正在推出的智能马桶，马桶盖背面安装了图像传感器，可以自动识别粪便形状，整个马桶通过70多个传感器，自动检测并与云端相连，可以实现慢病大健康管理。而博世公司推出的工厂协作机器人助手APAS，内置了上百个传感器，以便可以迅速感知人的状态。 /p p style=" text-indent: 2em " 这些令人叹为观止的智能产品，其实都是有共性的。 /p p style=" text-indent: 2em " 这个世界的数字化步伐，半步都不能离开小小的传感器。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 540px height: 277px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/bdfb750d-86ef-4930-b040-13c9f2f48f33.jpg" title=" 1000.jpg" alt=" 1000.jpg" width=" 540" height=" 277" / /p p /p p style=" text-indent: 2em " 图1 传感器的数量 /p p style=" text-indent: 2em " 然而在中国战略性、支撑性的产业版图上，却几乎找不到传感器的位置。当新基建如火如荼建设的时候，传感器——这一至关重要的支撑，却几乎被人忘在脑后。这个画面大概如此，当所有光鲜的客人要步入大厅的时候，脚后跟却都被夹在门外。这种尴尬的局面，迟早是要痛得大声喊出来的。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 两栖物种 传感器六大怪 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 广泛使用的传感器，它属于以小搏大的工业门类，是通向其他产业的基础。但传感器也是一个很独特的行业。很多传感器都具有两栖属性：一方面，传感器的核心是芯片，会追随摩尔定律，有着快速进化的大脑；另一方面，它同时也与敏感材料、机械器件在一起，受到机械定理的许多制约。这是种独具特色的产业，使得传感器必须经过细心呵护，才能发展得很好。然而在中国，传感器却成为一个令人惊讶的“六大怪”行业。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第一怪：容量不小，而国内头部玩家却很小。2019年中国传感器市场规模达到1700亿元，估计有1700多家企业。除了歌尔、瑞声靠着苹果手机强大的出货量，体量达到百亿级，在声学传感器领域已经占住地盘。而其他领域，如手机、汽车、工控、可穿戴、物联网等，基本上都是国外品牌的市场。在消费电子、安防之外的领域，产值超过1个亿的企业并不多，只有郑州汉威、宝鸡麦克、南京高华等跑在前面，其他国内传感器企业，基本都属于土豆俱乐部。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第二怪：种类繁多，但这个市场很隐蔽。国外成型产品及在研种类有3万多种，我国有2万多种。这些数量未必精确，但传感器无疑是一个庞大类别的产品。而这种产品，却很少为业界之外的人所知晓。其实手机、汽车、工业测量、智能装备等都是应用传感器的大户。而这几年风生水起的智能制造、工业互联网，都离不开小小的传感器。当然人工智能也不例外。可以说人工智能跑得再快，脚上穿着还是传感器的鞋。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第三怪：民品最怕断供，军工不怕价高。军用传感器已经高度自主化，主要是由于军品采购可以不计成本。而如果要到民用市场来竞争，那是既要拼规模，也要有高性价比。如果功耗小一点，成本小一点，那就可赢者通吃。因此民用市场的突破还很艰难，也无法从军工市场获得支撑。两条隧道，各通一边，没有打通。而民用仪表传感器高度依赖国外。日本横河跟重庆川仪有一家合资公司，生产横河川仪的仪表。日本横河提供的谐振式压力传感器，这是最高精度的压力传感器。国内攻关一直未能攻克。这家合资厂也只能依赖日本的传感器。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第四怪：中国制造虽以成本著称，但传感器的成本优势还没有国外明显。中国目前生产大部分都是低端传感器。而我国中高端传感器进口占比达80%，传感器芯片进口更是达90%以上。中国生产成本也很高，收入才几千万，如何舍得投入几千万建生产线？现在很多传感器厂家，还都是单干，手工装配很多。因为产量上不去，有的1个月的产量也就5000只，根本谈不上规模效益。而博世、欧姆龙等早就把工厂设立在中国，成本优势同样巨大。 /p p style=" text-indent: 2em " 而且，美德日品牌企业对中国传感器市场虎视眈眈，对市场份额看得很紧。中国一有进步，就会被国外品牌降价挤压。2010年日本欧姆龙一个开关要接近400元，而现在随着中国品牌的逐渐崛起，现在只需要60元。灵活降价，坚决保卫市场份额，是国外厂商常见的营销手段。这种方法，一直将国产品牌压制在面黄肌瘦线附近，很难翻身。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第五怪：市场巨大，融资最难。本来智能制造、人工智能大热，传感器终于应该迎来咸鱼翻身。但是，没有。这是一个投资人不待见的市场。由于国内对这个产业的重要性的认识不足，导致投资界一直处于冷淡期。这跟产品隐蔽，做大做强比较难，是有关系的。而国家对这个产业的“冷处理”的态度，自然也影响了投资基金的判断。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第六怪：本是国之重器，奈何落地沦为小萝卜头。传感器作为感知的第一道防线，是人类社会走向智能的关键源头。然而这个行业一直得不到重视。上世纪80年代初，国家科委主持的课题研究中，在讨论信息技术包括哪些技术的过程中，“传感器技术”引起了巨大的分歧。但因为体量太小，最终还是被切掉。这一晃，四十年都过去了，情况几乎没有变化。虽然最近两三年有些鼓励发展传感器的政策陆续出台，但一无力度二无资金，基本也就是草草地走了过场。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器其实就是互联万物的五官，是眼睛，是耳朵，是各种触觉。尽管如此重要，却无人重视。传感器六大怪，本身就是一大怪事。这可真是一根扎心的刺。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 惊人的利润 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 在国内，传感器并不容易挣钱。由于芯片不能自主，工艺研发投入巨大，再加上红海竞争激烈，中国传感器的利润一直被压得很低。根据国内40家传感器企业上市公司的财报，将近40%的企业利润率低于5%；而利润为负就有6家。 /p p style=" text-indent: 2em " 都说制造业利润低，传感器看来也是其中的一种。不过，不挣钱，并不是这个行业的真实情况。 /p p style=" text-indent: 2em " 日本基恩士传感器公司，可以说是日本最挣钱的公司。2019年营业额接近360亿人民币，而利润，则达到了惊人的180亿。利润率居然超过50%，而且常年如此。传感器这种在中国几乎无法建树的行业，被日本做成了真正的摇钱树。 /p p style=" text-indent: 2em " 这家以纯设计（Fabless）起家的传感器公司，主要是设计和销售传感器、测量系统、激光刻印机等。从产品开发策略来看，它从来不定制产品，坚持完全“以我为主”的标准化产品研发。这种策略，维持了产品研发的规律性，而定制产品则会有很大的周期不确定性，经常导致企业失去灵活性。为了不断开发新品，基恩士采用了广泛的研发信息源，促使产品的多样化。而从产品系列而言，则采用了深度嵌套的产品组合。既有传感器产品，更有在传感器基础上做好的测量系统，成为测量领域的领头羊。 /p p style=" text-indent: 2em " 国内像海康威视、大华等领头羊，都是走大型工程。虽然也挣钱不少，但其实跟传感器也没有太大关系。即使是以气体传感器起家的郑州汉威，这几年也是重点聚焦在水务、环保等总包工程。传感器事业板块，不过只是这家上市公司的高科技之名而已，从体量而言则基本就是无足轻重。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器主要用在电子产品、工控与测量、设备等几个板块。而传感器的发展，最早是来自工业自动化的推动。但在中国最黯淡的，也就是工控与测量这个分支了。最典型的可以算是上海威尔泰仪表公司了。这家企业以核电为入手点，进入到传感与仪表领域的，属于纯正的工业自动化产品。从上市公司财务报表来看，这家公司上市已经14年，但最近一年收入大约在六千万元。不得不说，经营惨淡。要知道，另外一家巨头公司霍尼韦尔公司，其传感与物联部门在全球的营收将近60亿元。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 设计软件没人管 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 工业软件是中国制造的软肋，传感器更是如此。而传感器的设计软件，也是非常隐蔽的匕首。这几年MEMS传感器非常火爆，每个手机中都有几个，如感知加速度的。而一般的汽车至少也有十多个。德国博世、美国博通、荷兰恩智浦等都是业界巨头。中国只在麦克风的MEMS传感器扳回一个角，做得很好。 /p p style=" text-indent: 2em " 然而MEMS传感器的设计，需要两款很专业的CAD软件。一个是 IntelliSuite，这是美国1991年创立的，这也是最早的MEMS专用CAD设计画图软件。 /p p style=" text-indent: 2em " 另外一家ConventorWare也是美国公司。中国很多传感器企业几乎都在用，能占据中国80%的市场。当年在国内承担863计划MEMS研究项目的30个研究小组，全部都使用这种软件。它在MEMS传感器的位置，跟6月份哈工大被断供的Matlab软件在科学计算中的地位，基本一样。而在中国，几乎没有这种软件。不幸的是，这款软件在2017年被泛林LAM收购；而LAM是美国第二大半导体设备制造商。这都是美国政府最容易动刀子的断供之地。 /p p style=" text-indent: 2em " 工业软件，非常的细分了。如果不深入到行业中去，很多软件都是隐藏而不可见。这种处境，倒是跟传感器一模一样。传感器和工业软件，似乎都穿着隐身衣。而正是这些看不见的工业软件，其实暗地封锁着中国制造的诸多命脉。传感器设计软件，就是其中一道令人紧张的暗穴。没有软件，这些传感器很难被设计出来。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 几乎全是卡脖子 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 在中国，消费类电子的传感器，由于市场的拉动，近十年已经有了很大的进步。然而在工业级的传感器，卡脖子情况比芯片还厉害。围绕着控制与测量，尤其是仪器仪表传感器，几乎100%进口。 /p p style=" text-indent: 2em " 中国仪表的变送器两大巨头，都是“国外芯”。重庆横河川仪年产归谐振变送器30万台，传感器用的是日本横河的；北京远东罗斯蒙特，每年30万台金属电容变送器，用的是美国罗斯蒙特的传感器。可以说，这两家占据中国70%以上市场的龙头企业，基本就是给日本和美国打工。其他企业情况也一样，苏州恩德斯豪斯E+H一年大约5万台，用的是德国E+H；而国内品牌的龙头企业 ，用的基本都是德国FirstSensor。要命的是，这家公司，在今年3月被美国传感器巨头泰克连接公司所收购 。这对于中国的仪表，实际上非常的凶险。今后是否还能买到德国传感器芯片，存在着极大的不确定性。 /p p style=" text-indent: 2em " 这意味着，石化、医药等流程行业广泛使用的变送器，其中的传感器除了用日本横河和美国罗斯蒙特的芯片，原本用德国的公司的现在也要依赖美国公司了。 /p p style=" text-indent: 2em " 其他行业也基本是类似的状况。根据传感器国家工程研究中心《中国传感器发展蓝皮书》的统计，汽车传感器、高端化学类气体传感器、光纤传感器、环境检测传感器，对国外进口依赖度都是在95%以上。至于海洋传感器，用于移动观测平台的自动浮标、水下滑翔机，以及海上浮标等，则是100%进口。 /p p style=" text-indent: 2em " 国人非常关心的PM2.5值，其测量仪基本都是采用仪表巨头美国热电公司的产品。它内部所使用的微量振荡天平，通过测量滤膜上微小颗粒的质量而引起振荡管的频率变化，来测试空气颗粒物的浓度。以精密测量的传感器作为基础，热电公司的一台PM2.5测量仪，动辄几十万元，甚至上百万元。也只有国家级测量站，才用真正用得起这种仪表。而直到最近，这种技术才被天津大学精仪学院毕业博士所创立的天津同阳公司，基本攻克。这是一种很幸运的进展了。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的卡脖子方式，与绝大部分其他工业产品都不一样。它就像一个漫山遍野的地雷阵，分散而隐蔽。要逐项对这一类卡脖子短板进行突破，必将是一个漫长的过程。而且要逐个突破，也基本不现实。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 历史上的动摇 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 传感器与通信、计算机被称为现代信息技术的三大支柱。但本来处于战略要冲的传感器，在中国的产业位置，基本一直被边缘化。 /p p style=" text-indent: 2em " 这在中国，是有过历史上的动摇。据国内信息化老前辈介绍，上世纪80年代初，一些专家参与了国家科委主持的“信息技术发展政策”课题的研究与起草相关政策。当时第一个要解决的问题是: 信息技术包括哪些技术？计算机、集成电路、通信技术和软件四大技术得到专家们一致的同意。问题出在“传感器技术”，大家意见不一致。 /p p style=" text-indent: 2em " 图2 中国信息技术的构成 /p p style=" text-indent: 2em " 从理论上说，大家都同意，传感器技术是信息技术的一个重要组成部分。如果缺少传感器，信息技术就不完整了，体系上无法自洽。但是，从行业营业额来看，当时的传感器产业太小了，不要说与通信产业这样的大产业比，就是和当时的软件这样的“小产业”比，也不在一个量级上。如果并列在文件中，非常难以落笔。讨论了很长一段时间，最后还是“忍痛割爱”了。 /p p style=" text-indent: 2em " 可以说，信息技术刚刚起步，作为支点之一的传感器，从一开始就被边缘化。这种偏差，意味着中国的信息化，一直就是瘸腿的信息化。而进入数字化时代，工业互联网成为国家战略，这种瘸腿就更加明显。然而，这种历史上的动摇所形成的隐形偏差，历经四十年，越发畸形，而且直到至今，也未能得到纠正。 /p p style=" text-indent: 2em " 现在，应该是回到原点，重塑根基的时候了。 /p p style=" text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-indent: 2em " 小记 /p p style=" text-indent: 2em " 芯片卡脖子，举国上下群情激愤，到处都是大投资。但中国的卡脖子，其实是一个系统性工程，不是只出现在某一个节点上。要说卡脖子，中国制造几乎就是长颈鹿的脖子，到处都是卡点。许多不同的卡脖子技术，底层有着更为隐蔽的交错关系。传感器的芯片，并不需要太高的纳米制程，像当前最热的传感器的微机电系统MEMS，它需要的制程甚至可以用微米级完成。以举国之力，狂热的投资，都要去解决华为手机芯片，或者中芯国际的先进制程问题，既不科学，也不理性，更忽视了其他同样重要的产业市场。 /p p style=" text-indent: 2em " 跟芯片卡脖子是卡在明处完全不同，传感器在中国的产业地位，基本就是一个黑户口，无人关注。这才是传感器产业最令人担心的地方。 /p p style=" text-indent: 2em " 中国数字经济已经是庞然大物，目前占GDP的比重约为35%，总量超过30万亿元。传感器正是数字经济的最基本的支点。然而在这座庞大宫殿的入口处，守门的哨兵，却依然在昏睡中。 /p p style=" text-indent: 2em " 这是智能大门的缺失。传感器就像无处不在的小伤口，随时都可能作痛。传感器之殇，中国不可承挡。 /p p br/ /p

英国研究人员16日说，他们制造出了世界上最小的超声波传感器。它是如此微小，以至于可以在一根头发丝上排成队列。这一成果可广泛用于探索细胞内部等微观环境。 　　英国诺丁汉大学当天发布公报说，该校应用光学研究小组制造出了这种微型超声波传感器。它比现有的超声波传感器要小许多，500个这种传感器排在一起才会达到一根头发丝的宽度。它同时具有超声波特性和光学特性，在感知到超声波时会微微变形，这种变形可以被照射它们的激光所探测到，从而获得超声波的信息 反过来，如果对它发出一个激光脉冲，它也可以受激向外发出超声波，探测目标对象。 　　研究人员马特克拉克说，纳米技术的兴起带来了对微型超声波探测器的需求，他们开发的新设备将超声波探测技术推广到了纳米尺度上。目前人们比较熟悉的超声波应用是医疗检查，这种新型设备就可以用来对一个细胞的内部进行超声波检查，提供过去难以获得的生理信息。 　　此外，这种超声波传感器的分辨率也很高，它所用的声波频率超出了可见光的频率，因此在理论上它可以获得比最好的光学显微镜还要清晰的图像。