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真空传感器

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真空传感器相关的资讯

  • 怀柔将打造高端仪器装备和传感器产业基地
    9月3日,2022年服贸会举行怀柔专场新闻发布会。记者从发布会上获悉,怀柔区以科学城建设为契机,将打造高端仪器装备和传感器产业基地。 怀柔区经济和信息化局局长、中关村科技园区怀柔园管委会主任杨惠芬介绍,当前,怀柔科学城全面进入建设与运行并重新阶段,综合性国家科学中心29个在建科学设施平台全面提速,“十四五”科学装置设施平台加快布局落地。 据介绍,怀柔区将设施集群赋能为加速器和孵化器,服务保障好科学设施集群的建成、投入、运行、开放,共享、对外合作以及成果转化产出。为此怀柔区成立了怀柔仪器公司,围绕高端仪器装备和传感器产业,聚焦真空、质谱、电镜、光电、低温等细分领域,吸引产业集聚,打造产业生态,助力产业发展。 2019年至今,怀柔区高端仪器装备和传感器产业集聚效应显著,累计在怀落地企业已从20家增加至234家,其中仪器企业175家,传感器企业46家,科技中介类企业13家。 依托怀柔科学城,怀柔区吸引培育了一批匹配国家发展战略、国际国内领先、自主可控的创新成果,可实现国产可替代。如北京卓立汉光分析仪器有限公司研发的稳态瞬态荧光光谱仪打破国外垄断,填补国内空白。中科院物理所有多项成果在怀落地转化,多场低温科技(北京)有限公司是国内唯一一家有能力提供“强磁场、超高真空和极低温”环境下全套纳米马达解决方案的企业,研发的高精度压电纳米马达系列产品,打破了国外同类设备垄断,关键性能指标优于国外产品。 怀柔区科学技术委员会副主任陈凯诺介绍,怀柔区在打造硬科技产业集群建设方面,推出了三方面措施,首先是充分发挥各类创新主体资源优势,围绕高端仪器装备和传感器等重点产业领域,深入挖掘、遴选、评估符合怀柔区产业发展方向且可转化落地的重点项目和初创团队,形成“苗圃计划”。 其次,构建高质量的政策环境,依据怀柔区创新主体特点,设定以技术和知识产权为起点,硬科技孵化为目的的五个阶段,打造每个转化阶段需要的平台和体系,形成政策的有效闭环。 同时,建立精准有效的服务体系,打造科技管家“六个一”服务品牌,即配备一名科技管家、建立一本服务台账、提供一项主题服务、引进一批科学会议、打造一项品牌活动、搭建一个服务平台,实时跟踪各创新主体的科技创新动态,提供精细化的服务保障需求。
  • 精密位移传感器技术比较
    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。
  • 82家仪器和传感器企业落户怀柔
    筛选研发设计和生产的头部企业40余家,跟踪聚集一批,创业团队、研发团队和基础研究团队,构建以原福田一工厂,升级改造项目为中试研发基地,科学城核心区1平方公里为生产制造基地,怀丰产业园为供应链基地的产业空间布局。  近年来,怀柔区坚持“先聚集再聚焦”的工作思路,加速优质企业聚集。截至目前,已有82家仪器和传感器企业落户怀柔区,其中科学仪器企业47家、传感器企业25家、科技中介10家。  据怀柔区经信局相关工作人员介绍  近年来,怀柔区有序推进高端仪器和新型传感器引进工作。目前已结合北京怀柔综合性国家科学中心建设,在仪器方面发展聚集了电镜、质谱、光电、真空、低温5个方向的团队,传感器方面发展聚集了MEMS智能传感器、光电子芯片传感器和生物传感器3个方向的初创团队及企业。  卓立分析仪器是怀柔区较早引进的高端仪器企业,今年1月正式入驻怀柔科学城后,已签订单价值超过3500万元,预计今年在先进光电分析仪器领域将创造6000万元的产值,年产200套综合性光谱分析仪器、1000套便携式拉曼光谱仪。  制定扶持政策吸引优质企业落户  为支持科学仪器和传感器产业发展,怀柔区发布了《关于精准支持怀柔科学城科学仪器和传感器产业创新发展的若干措施》,重点从科学仪器和传感器关键技术研发及落地转化、科学仪器产业公共平台和机构运营发展、科学仪器企业发展和产业生态体系建设三方面给予支持。  今年3月,怀柔区还制定了《高端仪器和传感器产业百日攻坚专项行动方案》,建立了“一办三组”工作机制,确定了53项重点任务,以突破应用基础研究为核心目标,加快推进产业和空间布局规划,促进企业、团队、中试平台等创新生态体系核心要素集聚,加速推进高端仪器和传感器产业发展相关工作。截至目前,百日攻坚专项行动取得了重大节点成果,为怀柔区建设高端仪器和传感器产业生态奠定了坚实基础。  良好的区域规划留住企业  怀柔区明确了“头部引领、孵化加速、园区集聚”的发展思路,通过“龙头企业+基金”模式开展并购、入股、培育,建设好怀柔仪器和传感器制造基地,以中试平台为基础形成集成、测试、孵化链条。  头部引领方面,怀柔区筛选了研发设计和生产的头部企业40余家。  孵化加速方面,怀柔区结合产品技术演进迭代进程,聚焦中试熟化、技术迭代和前沿研究三个不同阶段,跟踪聚集一批创业团队、研发团队和基础研究团队。  园区集聚方面,怀柔区构建以原福田一工厂升级改造项目为中试研发基地、科学城核心区1平方公里为生产制造基地、怀丰产业园为供应链基地的产业空间布局,明确产业布局、空间布局、发展路径,促进产业链、创新链、供应链三链融合发展,有效促进了仪器和传感器企业落户怀柔。  下一步,将围绕大科学装置,聚焦科研成果,坚持以市场为导向,坚持头部企业引领和国际开放式发展,激励工程师成为创新产业发展主体,对标国际科技园区发展模式,打造怀柔高端仪器装备和传感器产业基地实现千亿产业集群目标。
  • 四项传感器国家标准于2013年2月实施
    国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会近日以2012年第28号公告批准发布了362项国家标准,由沈阳仪表科学研究院(沈阳仪表院)起草的四项传感器标准获得批准发布,并将于2013年2月15日实施。四项国标为:GB/T28854—2012《硅电容式压力传感器》、GB/T28855—2012《硅基压力传感器》、GB/T28856—2012《硅压阻式压力敏感芯片》、GB/T28857—2012《直流差动变压器式位移传感器》。   传感器作为沈阳仪表院的主导产品,做到了科研、生产及标准化同步进行。在标准的编制过程中,四位主编张治国、徐淑霞、唐慧、李永清,克服科研、生产任务重的困难,经常利用业余时间修改标准,还同检测中心沟通产品的试验方法,为四个标准的顺利完成付出了心血。传感器技术国标实施,将促进传感器产业转型和升级。  沈阳仪表科学研究院始建于1961年5月5日,原名为沈阳仪器仪表工艺研究所,原隶属于机械工业部。是全国仪器仪表元器件和仪表工艺的归口单位。1999年7月1日改制为企业,现隶属于中国机械工业集团有限公司。自2003年以来,先后重组了杭州照相机械研究所、秦皇岛视听机械研究所、沈阳真空技术研究所,被中国机械工业集团公司确定为“核心业务企业”。  设有1个国家级工程中心,即传感器国家工程研究中心 3个国家级质检中心,分别为国家仪器仪表元器件质量监督检验中心、国家照相机质量监督检验中心和国家真空设备质量监督检验中心 1个部级质检中心,即机械工业电影机械与电化教育设备产品质量监督检测中心 4个标准化技术委员会,分别为机械工业仪器仪表元器件标准化技术委员会、国家照相机械标准化技术委员会、机械工业电影和电教机械标准化技术委员会、中国真空技术标准化技术委员会。中国仪器仪表学会仪表元件分会、仪表工艺分会,中国仪器仪表行业协会传感器分会均挂靠在本院。拥有辽宁省企业技术中心、国家博士后工作站。
  • 传感器行业盛事——2022深圳国际传感器展暨高峰论坛6月于深圳国际会展中心启幕
    传感器行业盛事——2022深圳国际传感器展暨高峰论坛6月于深圳国际会展中心启幕传感器行业盛事深圳国际传感器技术与应用展览会暨高峰论坛(SENSOR EXPO)确定于2022年8月23-25日在全球最大会展中心深圳国际会展中心(宝安新馆)举行展会概况随着5G技术以及人工智能、物联网及其他智慧领域等高新技术产业的迅速崛起和高速发展,人类社会进入了一个万物互联的新时代,传感器作为感知与传导信息的核心组件,也成为了当下炙手可热的焦点。为推动新一代传感器技术在应用领域的创新实践和产业上下游之间的贸易交流,由广东智展展览有限公司牵头,联合国内外多家行业协会、机构、高校及媒体,于2022年8月23-25日在深圳国际会展中心举办2022深圳国际传感器技术与应用展览会暨高峰论坛(以下简称:SENSOR EXPO 2022)。展会重点展示各类传感器产品、原材料及元器件、设计与制造设备、传感系统集成模块、仪器仪表、终端应用等,进行产业链的融合展出,以“专业展览+主题论坛”的形式,为行业呈现一场精彩的传感器盛宴。2021深圳国际传感器展览会已于2021年9月27-29日在深圳会展中心成功举办,组委会广东智展展览有限公司联合深圳市传感器与智能化仪器仪表行业协会打造,展出面积达15,000平方米,汇集众多国内外知名企业,展会吸引了来自比利时、日本、韩国、美国,俄罗斯、德国等多个国家和台湾、香港等地区的专业观众累计15,000余人次参观采购, 60多个采购团。高起点立足大湾区,Sensor Expo2022将成为推动行业交流与技术应用的前沿阵地2020年,大湾区国家级高新技术企业总数突破两万家,位居全国之首。作为大湾区创新驱动的引擎,深圳前瞻布局5G、人工智能、集成电路、智能制造、无人机、生物医药等未来科技领域,并取得卓越成果,直接带动了传感器技术的研究与发展,并孕育了广阔的市场。SENSOR EXPO 2022聚焦传感器设计、制造与应用所涉及的材料、装备与技术,突出产品与技术应用,将成为推动中国传感器行业进行产品与技术展示、深入应用市场的前沿阵地。高规格SENSOR EXPO 2022将在全球最大的展馆举行SENSOR EXPO 2022选择在全球最大的会展中心-深圳国际会展中心(宝安新馆)举行,良好的硬件设施及服务,将为展会的品质提供更好的保证。作为全球超大型的会展中心,深圳国际会展中心地处粤港澳大湾区湾顶,地理位置优越,硬件设施先进,全馆5G覆盖,交通便利、配套完善,集海陆空铁轨五大交通优势。通往会展中心的地铁已正式开通,地铁口分别位于南、北登录大厅,为参展参观的人士带来了极大的便利。展馆同期将有汽车、新能源、智慧出行等多场下游展会举行,共享40多万平方米超大展会带来的蓬勃商机。高水平专业组展机构精心打造,凸显SENSOR EXPO2022专业品质展会主办方——智展展览为国际展览业协会UFI成员单位,荣膺2015年“中国十佳品牌组展商”、2018年“中国展览产业百强展览主办机构”殊荣,在工业类及科技类展会的品质管理和长远培育上经验丰富。主办方将整合传感器行业权威机构、科研院所、活跃媒体、重点企业,共同塑造SENSOR EXPO2022的专业品质。此外,主办方将充分深耕物联网、消费电子、智能汽车、自动化、仪器仪表、国防电子、航空航天、交通运输、农业水利、环境监测等多个应用领域,为供需双方挖掘潜在客户,创造商业机会。高质量SENSOR EXPO 2022聚焦传感器制造与应用,五大专题融合展出SENSOR EXPO 2022展会规划面积达20,000平方米,共分为五大专题展区。通过上下游产业链及关联模块的融合展出,能够全方位展示传感器行业各细分领域的技术与产品,让SENSOR EXPO2022真正成为传感器行业人士必须参加的交流盛宴。各类传感器展区压力传感器、光敏传感器、声音传感器、图像传感器、视觉传感器、温度传感器、称重传感器、重力传感器、生物传感器、无线传感器、变频功率传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、电导传感器、激光传感器、霍尔传感器、加速度传感器、无线温度传感器、位移传感器;超声波测距传感器、雷达传感器、液位传感 器、真空度传感器、电容式物位传感器、锑电极酸度传感器、酸、碱、盐浓度传感器等;陶瓷传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、集成传感器等;MEMS传感器、智能传感器等;传感器设计与制造设备、原材料及元器件展区封装与测试设备:传感器集成设备、各类封装设备、机械测试设备、电气测试设备、热力学测试设备、实验室设备等;原材料:半导体材料、金属材料、陶瓷材料、有机材料及其他材料等;元器件及配件:敏感元件、转换元件、连接器、陶瓷部件、 保护膜、光学元件、特种玻璃、变换电路和辅助电源;传感器ASIC、传感器IC接口、混合电路、LCD、密封壳体、 编码器、PCB电路板、精制螺栓、拉头材质、声波部件、温度计保护管、特种胶等配件等;传感器设计:传感器设计企业、科研院所、实验室等;传感器芯片、嵌入式系统及相关集成模块展区传感系统供应商和集成商、嵌入式软件和硬件企业、传感器芯片制造商、各类算法、通讯模块及云计算服务商、传感器AI技术服务商等;仪表仪器展区各类标准计量(量值传递)仪器、科学实验仪器、教学仪器、航空航天仪表、汽车仪表、矿用仪表、工业仪表、测试测量、变送器、流量计等;终端应用展区智慧城市、智慧医疗、物联网、机器人、消费电子(可穿戴、移动智能终端等)、智慧环境、智慧能源、智慧农业、汽车电子、智能家居、智能制造、人工智能、大数据、云计算、航空航天、工业自动化、电力等。高体验同期举办多场行业峰会及交流活动更好的商业体验,呈现更好的展出效果由中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会、中国仪器仪表学会传感器分会指导,广东智展展览有限公司联合湖南省传感器产业促进会、广州市半导体协会、深圳市半导体行业协会、深圳市物联网智能技术应用协会、珠海市物联网行业协会、浙江省半导体行业协会、深圳市集成电路产业协会、《仪表技术与传感器》等国内行业权威组织、专家学者、重点企业,在展会同期重点打造主题论坛——2022深圳国际传感器技术与应用高峰论坛,围绕传感器研发领域“卡脖子”技术、未来发展趋势、应用场景等进行技术分享和观点交流。同时举办MEMS及智能传感器技术研讨会,境外采购商洽谈会,传感器新产品、新技术推广会,工程师沙龙活动,一对一供需对接会等30多场多层次的商业活动,进一步提升观展体验和参展效果。同时,SENSOR EXPO同期还有第20届深圳国际小电机及电机工业、磁性材料展览会,2022深圳国际线圈工业、电子变压器及绕线设备展览会,2022深圳国际粉末冶金、硬质合金及先进陶瓷展览会等相关工业类展会举行。参展费用标准展位光地(36㎡起租)外资企业RMB14800/12㎡RMB1200/㎡USD2600/12㎡注:双开口展位在原展位费基础上加收10%费用。展位配置说明每个标准展位提供如下基本设施:三面围板(转角位2面或1面)、一桌两椅、地毯满铺、两支射灯、220V电源插座,中英文公司楣板制作。(注:租用光地展位不含以上设施。)组委会联络处电话:020-29193588,020-29193589手机:18520254916(微信同号)传真:020-29193591E- mail:ex36035@126.com 官网网址:http://www.sensor-expo.com.cn/ 微信公众号:sensorexpoandsummit
  • 北京怀柔仪器传感器产业科创平台建设提速,部分平台将于年内运营
    近日,记者从北京怀柔仪器和传感器有限公司获悉,公司正在推动建设包括高端精密加工共享服务平台、智能感知产业服务平台、真空技术联合实验室等在内的仪器传感器产业科创平台,其中部分平台将于年内投入运营,为怀柔仪器和传感器企业提供关键技术研发和中试生产、测试、实验验证等服务。(北京怀柔仪器和传感器有限公司供图)高端精密加工共享服务平台可针对中高端科学仪器关键零部件精度不高、稳定性不好、定位精度差等难题进行技术攻关,为怀柔科学城的科技创新主体提供定制化、小批量的精密加工服务。该平台占地3600平方米,目前已具备高端精密加工、测量等方面能力,预计将于2024年正式运行。智能感知产业服务平台具备温度压力、惯性、气体等传感器的技术服务与测试验证能力,可为相关领域高校、科研院所和企业提供产品设计、工艺优化、科技孵化等服务。该平台占地1500平方米,目前已具备芯片测试、光电传感器测试等方面能力,预计2024年年底正式运行。真空技术联合实验室可为怀柔科学城入驻的科研单位、科学设施及生产制造企业提供真空领域设计、研发、维保、培训等一站式服务。实验室总建筑面积650平方米,规划了洁净实验区、展示培训区、办公研讨区及库房区四个功能区域。目前,实验室各功能区域工程建设和装修已完成,年内也将正式对外运行。“为了解决研发单位资金紧张、设备投入不足、研制产品无行业标准、行业顶层设计不足等问题,我们通过建设公共服务平台来指引行业并提供服务,让各研究机构可以全身心地进行细分领域研究。”北京怀柔仪器和传感器有限公司相关负责人告诉记者,未来希望通过平台打造高端仪器装备和传感器产业发展新范式,引领怀柔成为新变革的力量源、硬科技产业的策源地。
  • 怀柔仪器传感器产业科创平台建设提速,部分平台将于年内运营
    近日,记者从北京怀柔仪器和传感器有限公司获悉,公司正在推动建设包括高端精密加工共享服务平台、智能感知产业服务平台、真空技术联合实验室等在内的仪器传感器产业科创平台,其中部分平台将于年内投入运营,为怀柔仪器和传感器企业提供关键技术研发和中试生产、测试、实验验证等服务。高端精密加工共享服务平台可针对中高端科学仪器关键零部件精度不高、稳定性不好、定位精度差等难题进行技术攻关,为怀柔科学城的科技创新主体提供定制化、小批量的精密加工服务。该平台占地3600平方米,目前已具备高端精密加工、测量等方面能力,预计将于2024年正式运行。智能感知产业服务平台具备温度压力、惯性、气体等传感器的技术服务与测试验证能力,可为相关领域高校、科研院所和企业提供产品设计、工艺优化、科技孵化等服务。该平台占地1500平方米,目前已具备芯片测试、光电传感器测试等方面能力,预计2024年年底正式运行。真空技术联合实验室可为怀柔科学城入驻的科研单位、科学设施及生产制造企业提供真空领域设计、研发、维保、培训等一站式服务。实验室总建筑面积650平方米,规划了洁净实验区、展示培训区、办公研讨区及库房区四个功能区域。目前,实验室各功能区域工程建设和装修已完成,年内也将正式对外运行。“为了解决研发单位资金紧张、设备投入不足、研制产品无行业标准、行业顶层设计不足等问题,我们通过建设公共服务平台来指引行业并提供服务,让各研究机构可以全身心地进行细分领域研究。”北京怀柔仪器和传感器有限公司相关负责人告诉记者,未来希望通过平台打造高端仪器装备和传感器产业发展新范式,引领怀柔成为新变革的力量源、硬科技产业的策源地。
  • 政产资多方汇聚ACCSI2023,共推高端仪器装备和传感器产业发展
    5月19日,北京雁栖湖国际会展中心。怀柔区高端仪器装备和传感器产业推介会暨怀柔区重点企业新品发布会,在仪器信息网(www.instrument.com.cn)主办的第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI2023)上同期召开。会议现场推介会由北京市怀柔区经济和信息化局、北京市怀柔区科学技术委员会、北京市怀柔区人民政府国有资产监督管理委员会、北京怀柔仪器和传感器有限公司主办,北京怀柔硬科技创新服务有限公司承办,北京怀胜城市建设开发有限公司、北京市长城伟业投资开发有限公司支持。2017年,北京怀柔综合性国家科学中心建设方案获批,明确以怀柔科学城为核心承载区,建设具有世界先进水平的重大科技基础设施群。怀柔区结合怀柔综合性国家科学中心的战略定位,聚焦把科学城的建设过程作为科技创新成果转化的过程,致力于发展“中国创新、服务世界”的高端仪器装备和传感器产业特区,以打造世界级高端仪器装备和传感器先导区、创新策源地、应用场景示范区和科技服务生态为发展目标。至今,怀柔区高端仪器装备和传感器产业集聚效应显著,引入真空、低温、电镜、光电、质谱等细分领域相关企业近300家。本次会议,特别邀请到北京市怀柔区政府特聘专家陶斌武致辞,北京市怀柔区经济和信息化局党组书记、局长、中关村科技园区怀柔园管委会主任杨惠芬介绍怀柔区高端仪器装备和传感器产业发展情况,北京怀柔仪器和传感器有限公司总经理张红光介绍怀柔仪器公司及其科技服务能力,北京怀胜城市建设开发有限公司总经理朱淼对科学城产业转化示范区进行推介。北京市怀柔区政府特聘专家陶斌武北京市怀柔区经济和信息化局党组书记、局长、中关村科技园区怀柔园管委会主任杨惠芬北京怀柔仪器和传感器有限公司总经理张红光北京怀胜城市建设开发有限公司总经理朱淼来自北京三维博艺机械制造有限公司、北京六维博艺精密机械技术有限公司、中科艾科米(北京)科技有限公司、埃地沃兹贸易(上海)有限公司、上海云孵信息科技有限公司、川翔投资管理(北京)有限公司、布鲁克(北京)科技有限公司、上海熹宝科技有限公司、大束科技(北京)有限责任公司、林赛斯科学仪器有限公司等众多人士汇聚,共推我国高端仪器装备和传感器产业健康快速发展。此外,会议举办了高端精密加工共享服务平台、真空技术联合实验室、硬科技协同创新中心的揭牌仪式,北京怀柔科技创新创业基金签约仪式,怀柔区重点企业新品发布启动仪式。高端精密加工共享服务平台揭牌真空技术联合实验室揭牌硬科技协同创新中心揭牌北京怀柔科技创新创业基金签约怀柔区重点企业新品发布启动怀柔区重点企业北京卓立汉光仪器有限公司、北京中科长剑环境治理技术有限公司、中科艾科米(北京)科技有限公司、多场低温科技(北京)有限公司、华创测控(北京)试验仪器有限公司、大恒星图激光技术有限公司等现场发布重磅新品。多家仪器企业发布新品高端仪器和传感器是信息化和工业化深度融合的核心,是数字经济发展的基石,更是解决一系列“卡脖子”问题的基础领域。作为综合性国家科学中心,怀柔科学城把高端仪器装备和传感器产业作为发展的重中之重。借助ACCSI2023契机,本次会议将赋能怀柔高端仪器装备和传感器产业升级与发展,有效助推怀柔形成高端仪器装备和传感器产业战略高地,为建设北京国际科创中心、打造国家战略科技力量作出更大贡献。
  • “智能传感器”重点专项2022项目申报指南征求意见
    近日,科技部发布“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿),向社会征求意见和建议。根据征求意见稿,本专项2022年度拟支持项目及“揭榜挂帅”榜单如下:1. 智能传感基础及前沿技术1.1 光声量子纠缠调控机理及加速度传感器研制1.2 精准分子识别智能增强嗅觉传感技术研究1.3 微机电同步共振弱力传感机理及器件研究1.4 非侵入式血糖持续高精度检测传感技术研究1.5 动态非线性磁场传感机理及生物组织成像技术研究1.6 耐高温功能陶瓷共形制造方法与传感技术研究1.7 超高温压电材料制备及振动传感器研制1.8 高灵敏钙钛矿X/γ射线传感原理与技术研究1.9 光学超材料调控机理及微型气体传感器研制1.10 声学超材料增强机理及穿颅脑成像技术研究1.11 碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究1.12 工业传感网多协议实时处理机及芯片技术研究1.13 高性能硅基和碳基低维材料的变革性传感特性研究2. 传感器敏感元件关键技术2.1 MEMS多力学量敏感元件及智能传感器2.2 高精度航空大气压力敏感元件及传感器2.3 高频响三轴MEMS陀螺敏感元件及传感器2.4 高灵敏宽动态图像敏感元件及传感器2.5 受限空间相干光学位移传感器2.6 高精度温盐深集成光纤矢量水声传感器2.7 MEMS超声换能器元件及传感器2.8 危险气液识别敏感元件及柔性传感器2.9 活细胞内生物质动态检测纳米孔传感器2.10 抗体条形码微阵列超高通量快速检测生物传感器2.11 磁电耦合自供能磁场敏感元件及传感器2.12 微型高精度真空度敏感元件及传感器2.13 路面气象状态敏感元件及传感器2.14 高精度线光谱共焦尺寸测量传感器2.15 多参数融合智能工业传感器集成技术(科技型中小企业)3. 面向行业的智能传感器及系统3.1 飞机故障预测与健康管理成套传感器及应用3.2 轮胎内嵌集成传感器阵列及路面状态感知应用3.3 机床切削工况刀具状态原位实时监测传感器及应用3.4 强磁场高电压设备运行状态非侵入式监测传感器及系统3.5 河流全断面鱼群信息探测传感系统及应用3.6 特种力热参数传感器测试标定标准化技术及装置4. 传感器研发支撑平台4.1 多尺寸兼容的多材料体系MEMS研发平台4.2 MEMS传感器芯片先进封装测试平台“智能传感器”重点专项2022年度“揭榜挂帅”榜单1. 新冠突变株快速检测敏感元件及传感器附件:“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿).pdf
  • 土壤墒情参数监测传感器有哪些?怎么用?
    墒,指土壤适宜植物生长发育的湿度。墒情,指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度,即土壤的实际含水量。土壤墒情直接影响着农作物的生长质量和速度。除了土壤墒情,土壤温度、土壤电导率以及土壤氮磷钾、土壤PH值等参数也对作物的生长起着十分重要的作用。土壤温度对作物生育和土壤中微生物活动以及各种养分的转化、土壤水分蒸发和运动都有很大影响。在一定的温度范围内,土温越高,作物的生长发育就越快;土温过低,微生物活动减弱,有机质难于分解,农作物的根系呼吸降低,造成作物养分缺乏,生长变缓。土壤电导率用于描述土壤盐分状况,它包含了反映土壤质量和物理性质的丰富信息。例如:土壤中的盐分、水分、温度、有机质含量和质地结构都不同程度影响着土壤电导率。有效获取土壤的电导率值,对于确定各种田间参数时空分布的差异有重大意义。土壤中微量元素的含量较低或者较高都不利于对植物的生长。比如向土壤中过量施入磷肥时,磷肥中的磷酸根离子与土壤中的钙、镁等阳离子结合形成难溶性磷酸盐,既浪费磷肥,又破坏了土壤团粒结构,致使土壤板结。土壤酸碱度是土壤重要的基本性质之一,是土壤形成过程和熟化陪肥过程的一个指标。植物能够在很宽的范围内正常生长,但不同的植物有着不同的生长pH值。 那如今有哪些可以测量土壤墒情参数传感器,如何使用呢? 1、土壤水分传感器土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。通过测量土壤的介电常数,可测量土壤水分的体积百分比,符合目前国际标准的土壤水分测量方法,能直接稳定地反映各种土壤的真实水分含量。2、土壤温度水分电导率三合一变送器土壤温度水分电导率三合一变送器是观测和研究盐渍土的发生、演变、改良以及水盐动态的重要工具。通过测量土壤的介电常数,能直接稳定地反映各种土壤的真实水分含量。可测量土壤水分的体积百分比,是符合目前国际标准的土壤水分测量方法。3、土壤PH传感器 土壤PH传感器器,用于测量土壤PH值该变送器精度高,响应快,输出稳定,适用于各种土质。可长期埋入土壤中,耐长期电解,耐腐蚀,抽真空灌封,完全防水。可广泛应用于土壤酸碱度的检测、精细农业、林业、地质勘探、植物培育、水利、环保等领域酸碱度的测量。4. 土壤参数速测仪 土壤参数速测仪可以实时精确检测显示土壤中多种成分,例如:土壤温湿度、土壤电导率以及土壤氮磷钾等成分,通过检测的数据来进行改善土壤,达到监控植物养料供给的目的,让农作物处于较佳的生存环境,从而提高产量。 5、多土层土壤参数监测仪 多土层土壤参数监测仪是一款能够测量多土层土壤参数的传感器。能够针对不同层次的土壤电导率、水分含量以及温度状态进行动态观测,此检测仪可检测3层土壤电导率温湿度状态,可检测5层土壤电导率温湿度状态。6、管式土壤墒情监测仪 管式土壤墒情监测仪是一款以介电常数原理为基础的传感器。能够针对不同层次的土壤水分含量以及温度状态进行动态观测,此检测仪可检测3层土壤温湿度状态,可检测5层土壤温湿度状态,可快速、全面的了解集土壤墒情信息。测量方法:土壤水分传感器、土壤温度水分电导率三合一传感器、土壤PH传感器的测量方法:(1)速测法:选定合适的测量地点,避开石块,确保钢针不会碰到坚硬的物体,按照所需测量深度抛开表层土,保持下面土壤原有的松紧程度,紧握传感器垂直插入土壤,插入时不可左右晃动,一个测点的小范围内建议多次测量求平均值。(2)埋地测量法:垂直挖直径20cm的坑,按照测量需要,在既定的深度将传感器钢针水平插入坑壁,将坑填埋严实,稳定一段时间后,即可进行连续数天,数月乃至更长时间的测量和记录。土壤参数速测仪测量方法:长按“开关键”,在需要测量的地方,将传感器合金探针垂直插入土壤,再按一下“开关键”即可开始测量。如下图所示:多土层土壤参数监测仪测量方式: 垂直挖直径20cm的坑,在既定的深度将传感器钢针水平插入坑壁,将坑填埋严实,稳定一段时间后,即可进行连续数天,数月乃至更长时间的测量和记录。式土壤墒情监测仪测量方法:管式土壤墒情监测仪采用分层设点的观测结构,地面配置一个温度观测点,地下土壤每隔10cm配置一个土壤温湿测点,观测相对应范围内的土壤温湿度。如图所示:
  • 传感器的科普知识来啦!
    传感器(Sensor)是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。对于传感器来说,按照输入的状态,输入可以分成静态量和动态量。我们可以根据在各个值的稳定状态下,输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性。动态特性通常采用传递函数等自动控制的模型来描述。通常,传感器接收到的信号都有微弱的低频信号,外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号,因此消除串入的噪声就成为了一项关键的传感器技术。  物理传感器  物理传感器是检测物理量的传感器。它是利用某些物理效应,把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式的信号的装置。其输出的信号和输入的信号有确定的关系。主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。作为例子,让我们看看比较常用的光电式传感器。这种传感器把光信号转换成为电信号,它直接检测来自物体的辐射信息,也可以转换其他物理量成为光信号。其主要的原理是光电效应:当光照射到物质上的时候,物质上的电效应发生改变,这里的电效应包括电子发射、电导率和电位电流等。显然,能够容易产生这样效应的器件成为光电式传感器的主要部件,比如说光敏电阻。这样,我们知道了光电传感器的主要工作流程就是接受相应的光的照射,通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电能,然后通过放大和去噪声的处理,就得到了所需要的输出的电信号。这里的输出电信号和原始的光信号有一定的关系,通常是接近线性的关系,这样计算原始的光信号就不是很复杂了。其它的物理传感器的原理都可以类比于光电式传感器。  物理传感器的应用范围是非常广泛的,我们仅仅就生物医学的角度来看看物理传感器的应用情况,之后不难推测物理传感器在其他的方面也有重要的应用。  比如血压测量是医学测量中的最为常规的一种。我们通常的血压测量都是间接测量,通过体表检测出来的血流和压力之间的关系,从而测出脉管里的血压值。测量血压所需要的传感器通常都包括一个弹性膜片,它将压力信号转变成为膜片的变形,然后再根据膜片的应变或位移转换成为相应的电信号。在电信号的峰值处我们可以检测出来收缩压,在通过反相器和峰值检测器后,种传感器外形我们可以得到舒张压,通过积分器就可以得到平均压。  让我们再看看呼吸测量技术。呼吸测量是临床诊断肺功能的重要依据,在外科手术和病人监护中都是必不可少的。比如在使用用于测量呼吸频率的热敏电阻式传感器时,把传感器的电阻安装在一个夹子前端的外侧,把夹子夹在鼻翼上,当呼吸气流从热敏电阻表面流过时,就可以通过热敏电阻来测量呼吸的频率以及热气的状态。  再比如最常见的体表温度测量过程,虽然看起来很容易,但是却有着复杂的测量机理。体表温度是由局部的血流量、下层组织的导热情况和表皮的散热情况等多种因素决定的,因此测量皮肤温度要考虑到多方面的影响。热电偶式传感器被较多的应用到温度的测量中,通常有杆状热电偶传感器和薄膜热电偶传感器。由于热电偶的尺寸非常小,精度比较高的可做到微米的级别,所以能够比较精确地测量出某一点处的温度,加上后期的分析统计,能够得出比较全面的分析结果。这是传统的水银温度计所不能比拟的,也展示了应用新的技术给科学发展带来的广阔前景。  从以上的介绍可以看出,仅仅在生物医学方面,物理传感器就有着多种多样的应用。传感器的发展方向是多功能、有图像的、有智能的传感器。传感器测量作为数据获得的重要手段,是工业生产乃至家庭生活所必不可少的器件,而物理传感器又是最普通的传感器家族,灵活运用物理传感器必然能够创造出更多的产品,更好的效益。  光纤传感器  近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能,绝缘、无感应的电气性能,耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。  光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里,在强电磁干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的能力。目前光纤传感器已经有70多种,大致上分成光纤自身传感器和利用光纤的传感器。  所谓光纤自身的传感器,就是光纤自身直接接收外界的被测量。外接的被测量物理量能够引起测量臂的长度、折射率、直径的变化,从而使得光纤内传输的光在振幅、相位、频率、偏振等方面发生变化。测量臂传输的光与参考臂的参考光互相干涉(比较),使输出的光的相位(或振幅)发生变化,根据这个变化就可检测出被测量的变化。光纤中传输的相位受外界影响的灵敏度很高,利用干涉技术能够检测出10的负4次方弧度的微小相位变化所对应的物理量。利用光纤的绕性和低损耗,能够将很长的光纤盘成直径很小的光纤圈,以增加利用长度,获得更高的灵敏度。  光纤声传感器就是一种利用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很微小的外力作用时,就会产生微弯曲,而其传光能力发生很大的变化。声音是一种机械波,它对光纤的作用就是使光纤受力并产生弯曲,通过弯曲就能够得到声音的强弱。光纤陀螺也是光纤自身传感器的一种,与激光陀螺相比,光纤陀螺灵敏度高,体积小,成本低,可以用于飞机、舰船、导弹等的高性能惯性导航系统。如图就是光纤传感器涡轮流量计的原理。  另外一个大类的光纤传感器是利用光纤的传感器。其结构大致如下:传感器位于光纤端部,光纤只是光的传输线,将被测量的物理量变换成为光的振幅,相位或者振幅的变化。在这种传感器系统中,传统的传感器和光纤相结合。光纤的导入使得实现探针化的遥测提供了可能性。这种光纤传输的传感器适用范围广,使用简便,但是精度比第一类传感器稍低。  光纤在传感器家族中是后期之秀,它凭借着光纤的优异性能而得到广泛的应用,是在生产实践中值得注意的一种传感器。  仿生传感器  仿生传感器,是一种采用新的检测原理的新型传感器,它采用固定化的细胞、酶或者其他生物活性物质与换能器相配合组成传感器。这种传感器是近年来生物医学和电子学、工程学相互渗透而发展起来的一种新型的信息技术。这种传感器的特点是机能高、寿命长。在仿生传感器中,比较常用的是生体模拟的传感器。  仿生传感器按照使用的介质可以分为:酶传感器、微生物传感器、细胞器传感器、组织传感器等。在图中我们可以看到,仿生传感器和生物学理论的方方面面都有密切的联系,是生物学理论发展的直接成果。在生体模拟的传感器中,尿素传感器是最近开发出来的一种传感器。下面就以尿素传感器为例子介绍仿生传感器的应用。  尿素传感器,主要是由生体膜及其离子通道两部分构成。生体膜能够感受外部刺激影响,离子通道能够接收生体膜的信息,并进行放大和传送。当膜内的感受部位受到外部刺激物质的影响时,膜的透过性将产生变化,使大量的离子流入细胞内,形成信息的传送。其中起重要作用的是生体膜的组成成分膜蛋白质,它能产生保形网络变化,使膜的透过性发生变化,进行信息的传送及放大。生体膜的离子通道,由氨基酸的聚合体构成,可以用有机化学中容易合成的聚氨酸的聚合物(L一谷氨酸,PLG)为替代物质,它比酶的化学稳定性好。PLG是水溶性的,本不适合电机的修饰,但PLG和聚合物可以合成嵌段共聚物,形成传感器使用的感应膜。  生体膜的离子通道的原理基本上与生体膜一样,在电极上将嵌段共聚膜固定后,如果加感应PLG保性网络变化的物质,就会使膜的透过性发生变化,从而产生电流的变化,由电流的变化,便可以进行对刺激性物质的检测。  尿素传感器经试验证明是稳定性好的一种生体模拟传感器,检测下限为10的负3次方的数量级,还可以检测刺激性物质,但是暂时还不适合生体的计测。  目前,虽然已经发展成功了许多仿生传感器,但仿生传感器的稳定性、再现性和可批量生产性明显不足,所以仿生传感技术尚处于幼年期,因此,以后除继续开发出新系列的仿生传感器和完善现有的系列之外,生物活性膜的固定化技术和仿生传感器的固态化值得进一步研究。  在不久的将来,模拟生体功能的嗅觉、味觉、听觉、触觉仿生传感器将出现,有可能超过人类五官的敏感能力,完善目前机器人的视觉、味觉、触觉和对目的物进行操作的能力。我们能够看到仿生传感器应用的广泛前景,但这些都需要生物技术的进一步发展,我们拭目以待这一天的到来。  红外技术发展到现在,已经为大家所熟知,这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量 (2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪 (3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图象 (4)红外测距和通信系统 (5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。  红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。  热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射,引起非电量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。  电磁传感器  磁传感器是最古老的传感器,指南针是磁传感器的最早的一种应用。但是作为现代的传感器,为了便于信号处理,需要磁传感器能将磁信号转化成为电信号输出。应用最早的是根据电磁感应原理制造的磁电式的传感器。这种磁电式传感器曾在工业控制领域作出了杰出的贡献,但是到今天已经被以高性能磁敏感材料为主的新型磁传感器所替代。  在今天所用的电磁效应的传感器中,磁旋转传感器是重要的一种。磁旋转传感器主要由半导体磁阻元件、永久磁铁、固定器、外壳等几个部分组成。典型结构是将一对磁阻元件安装在一个永磁体的刺激上,元件的输入输出端子接到固定器上,然后安装在金属盒中,再用工程塑料密封,形成密闭结构,这个结构就具有良好的可靠性。磁旋转传感器有许多半导体磁阻元件无法比拟一款电磁传感器的外形的优点。除了具备很高的灵敏度和很大的输出信号外,而且有很强的转速检测范围,这是由于电子技术发展的结果。另外,这种传感器还能够应用在很大的温度范围中,有很长的工作寿命、抗灰尘、水和油污的能力强,因此耐受各种环境条件及外部噪声。所以,这种传感器在工业应用中受到广泛的重视。  磁旋转传感器在工厂自动化系统中有广泛的应用,因为这种传感器有着令人满意的特性,同时不需要维护。其主要应用在机床伺服电机的转动检测、工厂自动化的机器人臂的定位、液压冲程的检测、工厂自动化相关设备的位置检测、旋转编码器的检测单元和各种旋转的检测单元等。  现代的磁旋转传感器主要包括有四相传感器和单相传感器。在工作过程中,四相差动旋转传感器用一对检测单元实现差动检测,另一对实现倒差动检测。这样,四相传感器的检测能力是单元件的四倍。而二元件的单相旋转传感器也有自己的优点,也就是小巧可靠的特点,并且输出信号大,能检测低速运动,抗环境影响和抗噪声能力强,成本低。因此单相传感器也将有很好的市场。  磁旋转传感器在家用电器中也有大的应用潜力。在盒式录音机的换向机构中,可用磁阻元件来检测磁带的终点。家用录像机中大多数有变速与高速重放功能,这也可用磁旋转传感器检测主轴速度并进行控制,获得高画面的质量。洗衣机中的电机的正反转和高低速旋转功能都可以通过伺服旋转传感器来实现检测和控制。  这种开关可以感应到进入自己检验区域的金属物体,控制自己内部电路的开或关。开关自己产生磁场,当有金属物体进入到磁场会引起磁场的变化。这种变化通过开关内部电路可以变成电信号。  更加突出电磁传感器是一门应用很广的高新技术,国内、国外都投入了一定的科研力量在进行研究,这种传感器的应用正在渗透入国民经济、国防建设和人们日常生活的各个领域,随着信息社会的到来,其地位和作用必将。  磁光效应传感器  现代电测技术日趋成熟,由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点,已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰,在交流测量时,频响不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求,在激光技术迅速发展的今天,已经能够解决上述的问题。  磁光效应传感器就是利用激光技术发展而成的高性能传感器。激光,是本世纪六十年代初迅速发展起来的又一新技术,它的出现标志着人们掌握和利用光波进入了一个新的阶段。由于以往普通光源单色度低,故很多重要的应用受到限制,而激光的出现,使无线电技术和光学技术突飞猛进、相互渗透、相互补充。现在,利用激光已经制成了许多传感器,解决了许多以前不能解决的技术难题,使它适用于煤矿、石油、天然气贮存等危险、易燃的场所。  比如说用激光制成的光导纤维传感器,能测量原油喷射、石油大罐龟裂的情况参数。在实测地点,不必电源供电,这对于安全防爆措施要求很严格的石油化工设备群尤为适用,也可用来在大型钢铁厂的某些环节实现光学方法的遥测化学技术。  磁光效应传感器的原理主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束偏振光通过介质时,若在光束传播方向存在着一个外磁场,那么光通过偏振面将旋转一个角度,这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来测量外加的磁场。在特定的试验装置下,偏转的角度和输出的光强成正比,通过输出光照射激光二极管LD,就可以获得数字化的光强,用来测量特定的物理量。  自六十年代末开始,RC Lecraw提出有关磁光效应的研究报告后,引起大家的重视。日本,苏联等国家均开展了研究,国内也有学者进行探索。磁光效应的传感器具有优良的电绝缘性能和抗干扰、频响宽、响应快、安全防爆等特性,因此对一些特殊场合电磁参数的测量,有独特的功效,尤其在电力系统中高压大电流的测量方面、更显示它潜在的优势。同时通过开发处理系统的软件和硬件,也可以实现电焊机和机器人控制系统的自动实时测量。在磁光效应传感器的使用中,最重要的是选择磁光介质和激光器,不同的器件在灵敏度、工作范围方面都有不同的能力。随着近几十年来的高性能激光器和新型的磁光介质的出现,磁光效应传感器的性能越来越强,应用也越来越广泛。  磁光效应传感器做为一种特定用途的传感器,能够在特定的环境中发挥自己的功能,也是一种非常重要的工业传感器。  压力传感器  压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。  我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应 当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。  压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。  在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。  压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。  压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别压电传感器的外形是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器心乂  也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。  压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广泛。  除了压电传感器之外,还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器,利用应变效应的应变式传感器等,这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料,在不同的场合能够发挥它们独特的用途。  相关控制系统  继电器控制  继电器是我们生活中常用的一种控制设备,通俗的意义上来说就是开关,在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说,由于为某一个用途设计使用的电子电路,最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互,所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。  最常见的继电器要数热继电器,通常使用的热继电器适用于交流50Hz、60Hz、额定电压至660V、额定电流至80A的电路中,供交流电动机的过载保护用。它具有差动机构和温度补偿环节,可与特定的交流接触器插接安装。  时间继电器也是很常用的一种继电器,它的作用是作延时元件,通常它可在交流50Hz、60Hz、电压至380V、直流至220V的控制电路中作延时元件,按预定的时间接通或分断电路。可广泛应用于电力拖动系统,自动程序控制系统及在各种生产工艺过程的自动控制系统中起时间控制作用。  在控制中常用的中间继电器通常用作继电控制,信号传输和隔离放大等用途。此外还有电流继电器用来限制电流、电压继电器用来控制电压、静态电压继电器、相序电压继电器、相序电压差继电器、频率继电器、功率方向继电器、差动继电器、接地继电器、电动机保护继电器等等。正是有了这些不同类型的继电器,我们才有可能对不同的物理量作出控制,完成一个完整的控制系统。  除了传统的继电器之外,继电器的技术还应用在其他的方面,比如说电机智能保护器是根据三相交流电动机的工作原理,分析导致电动机损坏的主要原因研制的,它是一种设计独特,工作可靠的多功能保护器,在故障出现时,能及时切断电源,便于实现电机的检修与维护,该产品具有缺相保护,短路、过载保护功能,适用于各类交流电动机,开关柜,配电箱等电器设备的安全保护和限电控制,是各类电器设备设计安装的优选配套产品。该技术安装尺寸、接线方式、电流调整与同型号的双金属片式热继电器相同。是直接代替双金属片式热继电器的更新换代的先进电子产品。继电器技术发展到现在,已经和计算机技术结合起来,产生了可编程控制器的技术。可编程控制器简称作PLC。它是将微电脑技术直接用于自动控制的先进装置。它具有可靠性高,抗干扰性强,功能齐全,体积小,灵活可扩,软件直接、简单,维护方便,外形美观等优点 以往继电器控制的电梯有几百个触点控制电梯的运行。  而PLC控制器内部有几百个固态继电器,几十个定时器/计数器,具备停电记忆功能,输入输出采用光电隔离,控制系统故障仅为继电器控制方式的10%。正因为如此,国家有关部门已明文规定从97年起新产电梯不得使用继电器控制电梯,改用PLC微电脑控制电梯。  可以看出,继电器技术在日常生活中无所不在,而且和电脑的紧密结合更加增强了它的活力,使得继电器为我们的生活更好地服务。  液压传动控制系统  液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式,它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性,液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质,来实现各种机械和自动控制的学科。液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路,再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。  从原理上来说,液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理,就是说,液体各处的压强是一致的,这样,在平衡的系统中,比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递,可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。  液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件,主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化原理来工作,所以一般也称为容积液压泵。齿轮泵是最常见的一种液压泵,它通过两个啮合的齿轮的转动使得液体进行运动。其他的液压泵还有叶片泵、柱塞泵,在选择液压泵的时候主要需要注意的问题包括消耗的能量、效率、降低噪音。  液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置,主要包括液压缸和液压马达。液压马达是与液压泵做相反的工作的装置,也就是把液压的能量转换称为机械能,从而对外做功。  液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制,以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性,使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。  除了上述的元件以外,液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件,我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制目标,我们能够设计不同的回路,比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。  根据液压传动的结构及其特点,在液压系统的设计中,首先要进行系统分析,然后拟定系统的原理图,其中这个原理图是用液压机械符号来表示的。之后通过计算选择液压器件,进而再完成系统的设计和调试。这个过程中,原理图的绘制是最关键的。它决定了一个设计系统的优劣。  液压传动的应用性是很强的,比如装卸堆码机液压系统,它作为一种仓储机械,在现代化的仓库里利用它实现纺织品包、油桶、木桶等货物的装卸机械化工作。也可以应用在万能外圆磨床液压系统等生产实践中。这些系统的特点是功率比较大,生产的效率比较高,平稳性比较好。  液压作为一个广泛应用的技术,在未来更是有广阔的前景。随着计算机的深入发展,液压控制系统可以和智能控制的技术、计算机控制的技术等技术结合起来,这样就能够在更多的场合中发挥作用,也可以更加精巧的、更加灵活地完成预期的控制任务。
  • VOC快检利器——光离子化气体传感器(PID)!!
    提起VOC检测,可能环境的小伙伴比较熟悉,今天主要跟大家分享一下光离子化气体传感器(PID)方法检测VOC。1、什么是VOC?VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写,是在室温以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物的总称。VOC 所涵盖的有机物种类繁多而且其组成成分多样,主要有:氯化物、苯类化合物、氟利昂化合物、有机醇、有机酮、有机醚、有机醛、有机酯、有机胺、有机酸以及石油烃化合物等。VOC及所形成的二次污染物不仅本身具有较强毒性对人们的健康带来负面影响,而且VOC作为臭氧和PM2.5的前体也影响着大气质量,是复合型空气污染的主要“贡献者“之一。2、VOC的检测方法检测VOC常见的方法有PID检测、GC-FID及GC-MS检测,其中GC-FID和GC-MS都是用来检测VOC气体总值的,在混合气体环境中不能检测出单独某一种VOC气体。GC-FID与GC-MS也可以测出具体某一种VOC气体成分,但价格昂贵,且体积大。其中PID传感器体积小、价格低廉、工作条件简单、能耗低,更适合作为便携式检测器。表1 VOC检测方法参数GC-MSGC-FIDPID使用方式氦气瓶氮气瓶、氢气瓶、空气瓶便携式重量非常重较重很轻尺寸体积非常大体积较大很小检测范围(ppm)更宽0~500000~10000数据线性全范围线性较好全范围线性较好低浓度线性良好选择性无选择性无选择性低能量灯增加选择性检测气体VOC气体VOC气体VOC气体、某些无机气体样品破坏检测破坏检测无损检测可回收操作使用极为复杂较为复杂简便简洁检测费用极其高高极低检测速度极其慢慢极快3、什么是PID?对于仪器分析的小伙伴,可能对GC-FID(氢火焰离子化检测器)与GC-MS(气质联用仪)使用更清楚,我们今天重点讲一下PID(光离子化检测器)。光离子化气体传感器(简称PID)由紫外光源和气室构成。PID 中激发待测气体离子化的源头就是电离室中的紫外灯,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。紫外发光原理与日光灯管相同,只是频率高,能量大。图1 PID传感器结构PID工作原理:1、在真空玻璃腔内充入高纯稀有气体例如惰性气体。2、用可透紫外光的窗口将玻璃腔体密封。3、外加电磁场进行激发。4、在外加电磁场的作用下,被电离气体产生电流,进而被检测到。图2 PID传感器工作原理4、PID传感器类型与品牌调研PID传感器可以按照紫外灯能量、寿命及检测气体分类,主要可以分为以下类型。表2 PID传感器类型紫外灯能量(eV)9.6eV10.6eV11.6eV紫外灯寿命6个月12~24个月6个月检测气体种类114250300在VOC快检领域, PID传感器品牌几乎都是进口仪器公司,国产采用PID技术的检测设备仅镁汇科技一家企业。表3 PID传感器品牌品牌典型产品英国阿尔法AlphasensePID-A1英国离子科学Ion Science Ltd.FirstCheck F Ex6000,世界上首台PPB级PID检测器的多组分气体检测仪美国贝斯兰Baseline–MOCONPID-TECH FirstCheck F Ex6000MeiHui镁汇科技PID-GH,专注PID研发可替代进口品牌PID配件5、PID的国产替代通过分析比对,可以看出采用PID技术的检测设备与动辄花费大几十万的GC-FID、GC-MS相比,具有明显的优势,不但便携快捷而且设备成本低。表4 国产配件与进口配件对比类型价格货期特点进口配件国产3~5倍15~90天更新换代快国产配件进口1/3~1/52~5天精准定制进口仪器进口备件具有价格贵、费用高、购买周期长。一旦PID的氘灯损坏或者其他配件缺失,将存在一定时间的空白等待期,将会严重影响到VOC检测工作的检测进度。解决办法无外乎有两个:1、增加进口配件的储备与存储,但会增加资源浪费与资金压力;2、寻找进口配件的国产可替代化。 6、PID进口替代优选之品镁汇科技PID-GHSensor的外型设计可以与主要品牌的PID传感器进行互换,其可以安装在任何便携式和固定气体检测仪。可进口替代相同规格的PID传感器光源与其他易损配件。图3 0~200ppmPID的线性范围其不同配件的测量范围最小为0-2ppm,检出限0.5ppb。最大测量范围0-10000ppm,最小检出限为1000ppb。传感器使用寿命一般为3年,质保2年。氘灯能量为10.6eV,紫外灯管寿命6000h。其他配件一年,并且提供其他配件的购买。图4 PID主要配件图综上所述,目前国内PID气体传感器有了较大发展,对已知气体可以实现快速实时检测,有着广泛的应用前景。转载自公众号:实验室仪器分析
  • 谁来挑战我,一款您不可错过的波前传感器
    〖导读〗目前,国际通用的波前传感器主要是四波横向剪切干涉类型的波前传感器,这款波前传感器采用的是国际名企--法国Phasics的专利技术,并在实际应用中得到广大科研工作者的一致认可! 四波横向剪切干涉类型的波前传感器采用的是法国Phasics对传统的夏克-哈特曼波前传感器的改进的专利技术: 四波横向剪切干涉和夏克-哈特曼技术的区别:PHASICS:SID4SH区别技术四波横向剪切干涉夏克-哈特曼是对夏克-哈特曼技术的改进,PHASICS全球售出超过300个探测器。强度采用傅里叶变换方法,测量对强度变化不敏感由于需要测量焦点位置,测量对强度变化灵敏关于测量精度,波前测量不依赖于强度水平。使用方便界面直观,利用针孔进行对准安装困难,需要精密的调节台SID4 产品使用方便。取样SID4-HR达300x400测量点64x6测量点(微透镜数量)SID4-HR具有很高的分辨率。这使得测量更可靠,也更稳定。数值孔径 NA:0.5NA:0.1SID4-HR动态范围更高。空间分辨率29.6μm115μmSID4-HR具有更好的空间分辨率。重复性2nm RMSλ/200( 5nm @1053 nm)更好的重复率,更稳定。获取频率10fps7.5fps分析速度快照明SID4的技术可以消色差。系统对不同波长和带宽响应一致。无需对每个波长进行校准。夏克-哈特曼技术基于微透镜,其特性依赖于波长(由于玻璃色散)。仪器需要对每个波长校正。PHASICS更灵活:可以测试宽波段,而不需要额外校准。Phasics波前传感器与传统哈特曼波前传感器测量结果对比: Phasics公司波前传感器具有高分辨率、消色差测量 、高动态范围 、高灵敏度、设计简洁紧凑、高性价比、测量可重复性高等优良特性 ,可广泛应用于光传输变换中波前特性分析中。谁来挑战我,法国Phasics公司的波前传感器,一款您不可错过的波前传感器:为了能让广大科研工作者更加直观的了解法国Phasics公司的波前传感器,我们瞬渺团队将出席4月14-16日在南京展览中心举办的---2017年中国(南京)国际教育装备暨科教技术展览会。届时,将展出该款波前传感器,瞬渺团队的技术工程师和销售精英亲临现场,为广大科研工作者全面解析法国Phasics公司的波前传感器!瞬渺团队对于瞬渺人来说,客户的支持是对我们团队最大的认可,面对日益激烈的国内市场,瞬渺将一直秉持客户为先的团队理念,为广大科研工作者带来专业的技术和售后支持!2017年4月14-16日,瞬渺团队将亲临南京-展览中心381展位(靠近交流会一区),届时,欢迎您前来咨询!
  • NSTC:将量子传感器付诸实践
    量子传感器和测量设备能够为商业、政府和科学应用提供精确性、稳定性和新功能,产业界、学术界、政府部门间的合作可以促进量子测量科学和产业进展。此前,美国国家科学和技术委员会(NSTC)量子信息科学小组委员会(SCQIS)发布了题为《将量子传感器付诸实践(Bringing Quantum Sensors to Fruition can be found)》的报告。  报告以美国《量子信息科学国家战略概览》和《国家量子倡议(NQI)》法案为基础,讲述了当前主要应用的5类量子传感器是原子钟、原子干涉仪、光学磁力器、利用量子光学效应的装置和原子电场传感器,量子测量从研发到产业化阶段主要面临人才多样化、技术可行性、关键辅助性技术和组件和知识产权与技术转让4大方面挑战。报告针对量子测量研发、应用领域提出1-8年的短中期建议,其长期目标是通过量子技术的发展促进经济发展、安全应用和科学进步。该报告增强了美国QIS国家战略,体现出美国在量子测量领域的重视和决心。  (一)量子传感器  量子传感器(quantum sensors)是利用量子力学特性(如原子能级、光子态或基本粒子的自旋)进行测量的设备。量子传感器在定位、导航、计时、本地和远程、生物医学、化学和材料科学、基础物理学和宇宙学等不同领域均有使用。目前,量子测量领域有5类主要的量子传感器。表1 量子测量5类主要的量子传感器名称工作原理应用领域量子传感器原子钟当标准GPS信号不可用时,使用原子钟辅助网络和高精度时间传输协议可以为导航系统提供弹性地质学、地震学、石油勘探、电网运营和金融服务业等原子干涉仪在基础物理学领域的应用包括万有引力常数(大G)的测量、等效原理(自由落体的普遍性)的测试、毫米级的引力测量、暗物质粒子的搜索以及引力波探测的可能替代方法火山学、地下水、矿藏、潮汐动力学和冰层等地球科学研究,陀螺罗盘、卫星定位、制导、导航重力测绘和海底避障等应用光学磁力器基于蒸汽、玻色凝聚体或固态系统(如金刚石中的氮-空位(NV)中心)中原子自旋的光学磁力计用于神经功能的生物医学研究,支持生物样本的无创检测和表面科学的新工具利用量子光学效应的装置利用量子光学效应的设备提供了突破显微镜、光谱和干涉测量中的标准量子极限的机会。非经典状态的光子使测量达到海森堡极限DNA测序、酶活性跟踪、粒子物理学、暗物质搜索、量子网络协议和微光遥感原子电场传感器使用里德堡原子态作为换能器或量子天线,来测量从直流(0 Hz)到太赫兹(1012 Hz)的宽频率范围内的电磁场应用于遥感和电测领域,其他应用包括扩大蜂窝塔之间的距离,以及采集具有宽动态范围的信号  (二)困难与建议  量子测量从概念验证设计到实现可应用的产品仍然需要克服许多障碍。首先,研发工作分散、巨大应用空间和潜在用户需求,使人们很难专注于某一特定的应用或需求,许多量子测量市场驱动力和商业价值仍未明确;其次,从基础研究到商业化产品成型需要大量和持续性的资金。量子测量技术的研发不仅需要高校、研发机构和企业间共同参与,一个有凝聚力的、系统性的战略路线尤其重要,使多个机构目标一致,联合产业链上的企业在一些特定应用和关键辅助性技术上共同开发,并且与合作企业处理好知识产权、收购、商业安全和寻求战略合作伙伴等关系,使量子测量技术更加高效成熟。  1.团队人才专业多样化问题  面临的挑战:许多进行基础研究的科学家可能缺乏量子测量应用和商业化相关领域的专业知识,比如不熟悉当前具有竞争性的技术或者军事领域应用下部署传感器的严格要求等,所以还需要完善专家团队的多样化,找到各领域的专家和行业精英一同参与。但是存在寻找人才时间长,晋升和任期标准不一致,对新的联合项目缺乏方案资源或资金支持,回报周期长等实际困难,进展缓慢。  建议:QIST研发机构,如NIST、NSF、DOE、DOD、NASA和情报界,应该加快开发新的量子测量技术,并优先与量子测量最终用户建立合作伙伴关系,共同测试、开发和推广应用结果,从而帮助量子测量企业改进技术、实现市场目标或任务,共同努力通过提供新的资源、先发优势和提高对新兴技术的认识而使最终用户受益。   2.具体技术的可行性问题  面临的挑战:(1)量子技术被过于夸大,使得有些用户对量子测量的潜在应用有不切实际的期望或误解,另一方面因量子测量未被有效推广,还有一些潜在的用户不知道量子测量的存在而错过商业机会。在实现一定的市场规模之前,较难预测实验室成果的商业可行性,特别是与现有的、传统的替代方案和基准比较,传统测量已有几十年的研发经验和商业市场,量子测量大规模进入市场还需要很长一段时间。(2)因为传感器的实用价值取决于许多因素,包括在现实环境中的性能、对环境噪声的响应、可靠性、带宽、占空比和操作时间等规格,而这些实地部署时的必要条件通常不是科学家或研发专家在早期原型优化时能想到首要任务。因此,潜在市场用户应该帮助进行判断。   建议:使用传感器的机构应进行可行性研究,并与QIST研发领导人共同测试量子原型系统,以确定有市场前景的量子测量技术。(1)量子测量应用机构应确定一些相关的量子技术,并进行专门的市场调查,寻找可应用的美国政府机构进行技术商用和推广,如美国国土安全部、国家卫生研究院、农业部、美国地质调查局、美国国家海洋和大气管理局,以及能源部、国防部和NASA中的部分部门。(2)国家实验室、联邦政府资助的研发中心和学术界的科学家也可以是研发试验阶段的采用者。(3)QIST研发从业者和这些最终用户的共同努力可以优先用于现场测试、共同设计和开发新的量子传感器原型和应用。(4)各机构可以利用SCQIS及其工作组来帮助确定潜在的合作伙伴关系。   3.关键辅助性技术和组件  面临的挑战:由于控制量子系统所需的严格技术要求和高昂的工程成本,获取关键辅助性技术仍是挑战。将量子实验室原型移植到现场演示所需要的组件或工艺,如专用材料、制造设施、集成光子器件、激光器、电子器件、真空系统、互连、量子控制和诊断等,这些尚未完全可控可用,而且这些辅助性技术和器材目前没有足够的市场实现规模生产,仅在实验室内投入使用,依赖实验室研发投入和应用场景,这些障碍不但影响了所需子系统的开发,在没有多次技术迭代和后续改进的情况下,也为量子测量最终用户的使用和推广带来困难。  建议:支持研发工程的机构应该与SCQIS工作团队合作,帮助促进量子测量更精确、更实用、更优化成本的关键组件开发。与产业界共同探索,有针对性的投资相关基础设施,从而生产出跨领域、多功能的组件,为多种量子设备的开发提供可能,如适用波长的可靠激光器和集成光学电路。各机构可协调对辅助性技术的战略研发和投资,建立合资企业和人才队伍,培育可持续的量子产业基础。   4.知识产权与技术转让问题  面临的挑战:在目前量子技术尚不成熟的阶段,地区或企业间一些保证知识产权的做法可能会阻碍合作,特别是国际间的合作。同样,进出口限制也可能会推迟收购和减缓开发,进而降低竞争力。因此,需要一些策略性的措施来确保研究安全,同时维护美国公开、透明、诚实、公平、客观和民主的科学精神。过度保护研究安全免受威胁,也会同时带来另一种风险,即过度过大地实施保护措施会抑制技术交流与进步。   建议:各机构应该简化技术转让和收购的流程,如来源选择、购买权和许可协议等,鼓励量子测量技术的开发和早期应用。高效的技术转让和获取过程对创新至关重要,它们可以减少技术开发人探索商业可行性的行政障碍,帮助最终用户访问和共同开发产品,有助于推进政企合作。其次,在公平可信的情况下,相关决策可适当考虑促进创新和基础研究的方式,以减轻行政负担,促进快速创新。为此,机构应结合法律法规,慎重考虑对技术或操作风险的承受能力,探索维护研究安全的最佳操作方式。由于技术转让取决于政府、企业和学术界不同部门,一种方法是让SCQIS、NSTC实验室参与到市场小组委员会及其工作组中,有助于相关决策。  (三)短中期发展规划  为落实上述建议,报告指出了研发界在短期(1-3年)和中期(3-8年)的若干规划。  未来1-3年内:  1.QIST研发领导人向各机构提供关于量子测量的简报和研讨会。简报包括对现有量子测量技术的调查及其对机构市场需求的影响力分析。结合简报,企业将共同测试和演示量子测量,并编制具有可行性性能指标的策划清单。   2.潜在市场用户应该参加以QIST为中心的专业协会会议、研讨会和圆桌会议等,了解用户及市场需求。最终用户可以参加“提议者日活动”,告知研发界他们对量子测量技术的兴趣和期望。  3.建立流动性的量子测量研发合作企业关系,多个企业将参与联合现场测试和初步结果评估,量子测量技术的开发、测试和共同设计有助于开创和验证新的应用场景。对于成果跟踪与评估,分类各个量子测量技术成熟度将很有必要。  4.确定量子传感器的具体、高效应用场景,其中重要的一项是关键组件的优先列表,以及相关工程研发的规格和计划。  5.确定工程基础设施和研发项目清单,确定最优排序,便于解决每个项目的辅助性技术和应用难题;预估每个研发项目所需的时间、投资预算及其潜在风险;鼓励建设实施有助于多个量子测量应用的基础项目或基础设施。  6.设立或建立能够促进量子测量技术发展的法律、政策咨询机构。  7.跟进量子测量技术的各个环节进展,包括文献统计、参与者、专利、量子测量技术许可,以及量子测量销售收入、国内外的量子测量关键组件或辅助性技术发展进展等。  未来3-8年内:  一旦确定了有可行性的量子测量技术,研发界和SCQIS机构应与应用方合作推进现场测试演示,以加快技术早期采用和项目落地过渡;优先考虑组件小型化和子系统集成;争取投资方支持,与代工厂合作开发、建设研发实验基础设施;为已确定的量子测量技术和组件制定标准。  量子测量虽然还有很多基础科学有待完成,但量子测量全新的应用和平台蓄势待发。该报告介绍的量子测量发展战略侧重于原型系统的现场测试,协调和解决这一难题,将有助于推进整个QIST领域实现突破。将量子测量从实验室推向市场需要漫长的过程,必须要有相应的国家科学战略,为量子测量技术的研发、测试和应用做好全程支持与服务,从而加速量子测量变革性的产品和服务推向市场。在此过程中,早期技术采用者将获得先发优势,创新者和企业家将获得知识产权,市场用户收益于优良的量子测量组件和设备,甚至包括其他领域的科学家,从而拓宽QIST研发生态链。总而言之,为了让美国更好的实现量子技术的经济、安全和社会效益,各机构应该齐心协力,共同推动量子测量技术的关键性进步。[2]  资料来源:  [1] https://www.whitehouse.gov/ostp/nstc/reports/  [2] https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/03/03-2022-BringingQuantumSensorstoFruition.pdf
  • Science:STM中用氢分子制作量子传感器 颠覆传统测量技术
    加州大学欧文分校(University of California Irvine)的物理学家近日在扫描隧道显微镜(Scanning Tunnel Microscope)中将氢分子与太赫兹激光(Terahertz Laser)配合使用制作量子传感器,这项技术在测量材料化学特性时呈现出前所未有的时间和空间分辨率。图片来源:加州大学欧文分校Wilson Ho实验室。在扫描隧道显微镜的超高真空中,一个氢分子被固定在银尖和样品之间。太赫兹激光的飞秒脉冲激发分子,使其成为量子传感器。  这种新方法也可用于分析二维材料,在先进的能源系统、电子学和量子计算机中十分有用。  加州大学欧文分校物理、天文和化学系的研究人员描述了科学家如何将两个键合氢原子定位在STM的银尖和一个由平整的铜表面组成的样品之间,该表面上排列着氮化铜的“岛”。这项研究发表在《科学》杂志上。  科学家们能够利用持续数万亿分之一秒的激光脉冲,在低温和极高真空环境下刺激氢分子,并识别其量子态的变化,从而获得样品的原子尺度和延时图像。  这个项目代表了测量技术的进步,并拓展了我们探索科学问题的方法。现有仪器不基于这一量子物理原理,因此依靠探测两能级系统中态相干叠加的量子显微镜要更加灵敏。——Wilson Ho(研究人员之一)和加州大学欧文分校物理学、天文学和化学系教授Donald Bren   根据何的说法,由于氢分子的取向在上下两个位置之间波动,并且在一定程度上水平倾斜,氢分子是两能级系统的一个例子。科学家们可以利用激光脉冲激励系统从基态循环到激发态,从而实现两种状态的叠加。  循环振荡非常短,仅持续几十皮秒,但科学家们通过测量“退相干时间”和循环周期,能够探测到氢分子与其周围环境的相互作用。  氢分子成为量子显微镜的一部分,因为无论显微镜扫描到哪里,氢都在尖端和样品之间。它是一种非常灵敏的探针,可以让我们看到低至0.1埃的变化。在这个分辨率下,我们可以看到样品上电荷分布的变化。  ——Wilson Ho(研究人员之一)和加州大学欧文分校物理学、天文学和化学系教授Donald Bren  STM针尖与样品之间的距离约为6埃或0.6纳米,这几乎是不可能实现的微小距离。  Ho和他们的研究同事建立了一个STM,可以检测该区域的微小电流,并提供光谱数据,证明氢分子和样品成分的存在。根据何教授的说法,这是第一次利用太赫兹诱导的单分子整流电流进行化学精确光谱分析。  根据何教授的说法,利用氢的量子相干性在这种细节层次上分析材料的能力在催化剂的研究和工程中非常有用,因为它们的功能通常取决于单个原子大小的表面缺陷。  只要氢能吸附到材料上,原则上,你就可以用氢作为传感器,通过观察材料的静电场分布来表征材料本身。  ——加州大学欧文分校物理学和天文学研究生王立坤(研究第一作者)  加州大学欧文分校物理学和天文学专业的研究生夏云鹏与何和王一起进行了这项实验,该实验由美国能源部基础能源科学办公室资助。  期刊原文:Wang, L., et al. (2022) Atomic-scale quantum sensing based on the ultrafast coherence of an H2 molecule in an STM cavity. Science. doi.org/10.1126/science.abn9220.
  • 美研制出生物体与电子设备相结合的湿度传感器
    研究人员将真菌孢子与石墨烯量子点结合在一起,制造出了一种极其微小的生物机器人。  &ldquo 这是一个令人着迷的设备,你可以说它是一个传感器,也可以说它是一个类似于机械战警般的生物机器人。&rdquo 美国伊利诺伊大学芝加哥分校的科研人员日前将真菌所产生的孢子与石墨烯量子点结合在了一起,制造出了一种极其微小的生物机器人。该装置有望用于环境监测、食品安全等领域。相关论文发表在自然出版集团旗下的《科学报告》期刊上。  随着纳米技术的发展,制造出肉眼不可见的微型机器人已经成为一件可能的事情,将生物体与无生命的机器相结合也成为解决问题的一个备选方案。新研制出的这种装置主要由孢子和石墨烯量子点组成,研究人员首先从细菌中提取孢子,再将石墨烯量子点放置在孢子的表面,而后在孢子两侧各贴上一个电极。这样,当孢子周围的湿度下降时,孢子就会收缩,其中的水分会被压出。由于孢子缩小后体积变小,两侧的量子点会紧靠在一起,电极的导电性也会立即发生变化,从而达到了监测湿度的目的。研究人员将这个设备称为&ldquo 纳米电子机器人设备(NERD)&rdquo 。  该研究论文第一作者、伊利诺伊大学芝加哥分校副教授维卡斯· 贝瑞说:&ldquo 在湿度发生改变的那一刻,我们就能立即得到一个清晰准确的反馈。这个反应速度比目前最先进的人造吸水聚合物制成的传感器快10倍以上。而且与人造传感器相比,这种生物传感器在极端低压以及极低湿度下具有更加出色的灵敏度。&rdquo   物理学家组织网近日报道称,目前常见的湿度传感器的灵敏度随着湿度的增加而逐渐增强,而NERD的灵敏度在低湿度情况下反而更加灵敏。这种传感器能够适应各种环境,甚至是真空,这在防腐或食品质量监测领域有重要应用前景。对于运行在太空中的设备而言,这些传感器同样非常重要,因为在这些地方湿度的变化是预示泄漏的一个重要信号。  贝瑞说:&ldquo 这种传感器具有广泛的应用前景,此类研究为人们探索生物体与电子及机械设备的结合提供了一个新的角度。&rdquo
  • 北京航空航天大学研制成功高灵敏度石墨烯MOEMS谐振压力传感器
    由悬浮石墨烯制成的纳米机械谐振器对压力变化表现出高灵敏度。然而,由于受空气阻尼的影响,这些设备在非真空环境中表现出明显的能量损失,以及由于石墨烯的轻微渗透,参考腔内不可避免地出现微弱的气体泄漏。2023年6月12日,北京航空航天大学李成副教授团队在ACS Appl. Mater. Interfaces期刊发表名为“High-Sensitivity Graphene MOEMS Resonant Pressure Sensor”的论文,研究提出了一种利用微电子机械系统技术的新型石墨烯谐振压力传感器,其特点是将多层石墨烯膜密封在真空中,并粘附在带有凹槽的压敏硅膜上。这种方法创新性地采用了间接敏感的方法,在大气中表现出60倍的能量损失,并解决了基底和石墨烯之间长期存在的气体渗透问题。值得注意的是,所提出的传感器表现出1.7Hz/Pa的高压力灵敏度,比硅的同类产品的灵敏度高5倍。此外,全光封装腔结构有助于实现6.9×10-5/Pa的高信噪比和低温度漂移(0.014%/℃)。所提出的方法为使用二维材料作为敏感膜的压力传感器的长期稳定性和能量损失抑制提供了一个很好的解决方案。MOEMS石墨烯谐振压力传感器其特点是通过阳极键合实现10-3Pa的真空封装,大大降低了压力差下基底和石墨烯之间高空气阻尼和气体渗透造成的能量损失。总的来说,所提出的传感器为提高信噪比和实现二维材料谐振传感器的可靠使用提供了一个有前途的解决方案。
  • 分场活动|传感器材料先进技术专场在郑州成功召开!
    11月1日,2021世界传感器大会于郑州国际会展中心C301成功召开。传感器材料产业化取得突飞猛进的进步和发展,在全球市场占有举足轻重的地位。现场照片本次会议由中国科学技术协会、河南省人民政府主办,中国仪器仪表学会、中国仪器仪表学会仪表功能材料分会、河南省科学技术厅、重庆材料研究院有限公司、国际薄膜学会承办以及郑州市科学技术局、郑州高新技术产业开发区管理委员会、河南昊博互联网科技创新平台有限公司协办。英国皇家化学学士、英国材料学会会士、国际薄膜学会会士张善勇主持中国仪器仪表学会名誉副理事长中国科学院院士都有为和美国医学与生物工程院院士李长明致辞河南省科学技术厅二级巡视员郭遂臣致辞中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授博士导师赵连城中国工程院士、哈尔滨工业大学教授博士导师赵连城分享了《组合式芯片及红外彩色成像集成系统》,他讲解了组合式芯片的光电特性及其像敏阵列具有光敏性是目前红外彩色成像技术的焦点,关键是灵敏度(感光度)和多色成像。电路(ROIC)与材料相互结合,互相补偿。红外彩色成像和24小时连续监控的红外彩色成像系统发展趋势日益兴盛,军用、民用前景十分广阔。英国皇家化学学会会士、英国材料学会会士、国际薄膜学会会士张善勇英国皇家化学学士、英国材料学会会士、国际薄膜学会会士张善勇分享了《垂直多层WSe2纳米片NO2气敏传感器》的主题演讲。他创作了几部著作,其中一部被美国和新加坡作为教材使用。指出纳米的温度在五百多度才有作用且有很大的问题。为了进一步提高灵敏度,控制材料的形态以增加比表面积和暴露更多的活性边缘是提高传感性能。南京大学教授黄璞南京大学教授黄璞分享了《抗磁悬浮力系统及其在微弱力信传感中的应用举例》,他通过对室温高真空、低温高真空的讲解提出了抗磁悬浮力系统。概括了抗磁悬浮在各个领域的工作原理,分析了抗磁悬浮发展现况及应用前景,研究得出抗磁悬浮具有室温下无源工作,其系统简单、可靠性高,在工程技术上有重大意义。以“新型传感器材料及元件创新发展”为主题。目前,全球传感器市场达百亿级别,随着“中国制造2025”推动实施,传感器呈现的多样化格局。到2025年预计达到万亿级别。这一切标志着传感器产业即将进入下一个飞速发展的黄金时期。作为传感器主要材料供给地,当前,中国已成为全球最大的传感器材料制造基地。传感器材料产业化取得突飞猛进的进步和发展,在全球市场占有举足轻重的地位。随着国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要出台,传感器材料也迎来了新的机遏,此次论坛举办旨在促进先进传感器材料及元件技术进步,搭建行业创新平台,加强政产学研用进一步合作。
  • 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
  • 怀柔区高端仪器装备和传感器产业推介会暨怀柔区重点企业新品发布会即将召开
    北京市委、市政府高度重视怀柔区发展高端仪器装备和传感器产业。市委十二届十八次全会上提出怀柔要建设高端仪器装备和传感器产业基地。怀柔区在北京市委、市政府的坚强领导下,结合怀柔综合性国家科学中心的原始创新重要承载地的战略定位,聚焦把科学城的建设过程作为科技创新成果转化的过程,聚焦以构建产业生态体系为出发点、着力点,打造与基础研究相适应的现代化产业体系,致力于打造世界级高端仪器装备和传感器先导区、创新策源地、应用场景示范区和科技服务生态,全力建设“中国创新 服务世界”高端仪器装备和传感器产业集聚区。 本次怀柔区高端仪器装备和传感器产业推介会暨怀柔区重点企业新品发布会由北京市怀柔区经济和信息化局、北京市怀柔区科学技术委员会、北京市怀柔区人民政府国有资产监督管理委员会、北京怀柔仪器和传感器有限公司主办,北京怀柔硬科技创新服务有限公司承办,北京怀胜城市建设开发有限公司、北京市长城伟业投资开发有限公司支持,会议将面向领域内科学家、科技领军人才、青年科技人才、创新创业团队、科研机构、高等院校、创新型企业等团体及个人,为深度了解怀柔科学仪器产业发展提供面对面的交流平台。 本次推介会将邀请怀柔区经信局做高端仪器装备和传感器产业发展情况介绍的报告,怀柔仪器公司介绍怀柔高端仪器装备和传感器产业硬科技服务品牌打造情况,区属国企怀胜公司、长城伟业公司介绍科学城产业转化示范区及产业空间资源,并举行高端精密加工共享服务平台、真空技术联合实验室、硬科技协同创新中心的揭牌仪式以及北京怀柔科技创新创业基金设立仪式。此外,怀柔区重点企业卓立分析、中科艾科米、多场低温、中科长剑、华创测控、大恒星图等也将在现场发布产品,共同促进中国高端仪器装备和传感器产业的健康发展。时间:2023-05-19(星期五) 9:00-11:40 地点:北京雁栖湖国际会展中心大宴会厅 A 厅 关于怀柔仪器公司 作为怀柔区高端仪器装备和传感器产业研究与产业发展国有平台公司,北京怀柔仪器和传感器有限公司未来将持续围绕北京怀柔综合性国家科学中心建设,聚焦高端仪器装备和传感器等硬科技领域,以“科创平台+科技服务+基金投资”为核心业务及抓手,提供专业化研究与咨询服务、专业化中试平台服务,应用场景构建服务等,引导高端仪器装备和传感器产业领域的技术、人才、资本、服务等创新要素聚集,打造产业发展创新生态。 ACCSI 2023 介绍 为促进中国科学仪器行业健康快速发展,搭建科学仪器行业“政、产、学、研、用、资、媒”等各方有效交流平台,助推北京市“两区”建设,服务首都科技创新,“2023 第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI2023)”将于 2023 年 5 月 17-19日在北京雁栖湖国际会展中心召开。ACCSI2023 以“创新发展 产业互联”为主题,由仪器信息网(instrument.com.cn)主办,中国仪器仪表学会分析仪器分会、南京市产品质量监督检验院、我要测网(woyaoce.cn)、北京怀柔仪器和传感器有限公司等单位协办,中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会等单位支持。 官网链接:https://accsi.instrument.com.cn
  • 【2023世界传感器大会】MEMS智能传感器——先进技术分论坛成功召开
    2023年11月5日,2023世界传感器大会“MEMS智能传感器——先进技术分场活动”在郑州国际会展中心成功召开。来自智能传感器等领域专家学者、企业代表、新闻媒体近2000余人线上线下参加会议。会议由郑州市人民政府、河南省科学技术协会、沈阳仪表科学研究院有限公司、传感器国家工程研究中心、中国仪器仪表学会仪表元件分会、中国仪器仪表学会仪表工艺分会承办,郑州(国家)高新技术产业开发区管理委员会、郑州市科学技术协会、郑州众智科技股份有限公司协办。河南省科学技术协会副主席王继芬、郑州市人民政府副秘书长王举等领导出席会议并致辞。由沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳主持。沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳领导致辞中国工程院蒋庄德院士致开幕词。蒋院士回顾了MEMS智能传感器技术的发展历程,并鼓励中国传感器人在传感器产业细分领域不断攻坚克难、突破瓶颈,以国家战略需求为导向,加快实现高水平科技自立自强。中国工程院蒋庄德院士致开幕词中国科学院上海微系统与信息技术研究所李铁研究员作《微型全集成红外CO2气体传感器及其应用》主题报告,分享了红外二氧化碳气体传感器发展现状以及最新应用领域。传感器国家工程研究中心副总工程师、沈阳仪表院研发中心主任张春光作《大型模锻压机状态监测传感器关键技术研究》主题报告,介绍了压力传感器、位移传感器、振动传感器、粘度传感器在大型装备中应用的关键技术。西安交通大学赵立波教授聚焦压力传感器技术做《微纳特种压力传感器技术》专题报告。杭州师范大学传感技术中心钱正洪主任作《磁传感测量与数据融合处理技术》专题报告,从磁传感芯片的设计、信号测量与数据融合等方面作了详细的介绍。国防科技大学吴学忠教授作了《AI赋能MEMS传感器智能化发展新趋势》专题报告,从MEMS传感器智能化发展需求、技术途径、发展现状及趋势四个方面梳理了MEMS智能传感器技术发展方向。杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙作了《智能传感器中国芯的方案》专题报告,分享了传感器信号调理芯片国产化方案。中科院上海微系统与信息技术研究所研究员李铁传感器国家工程研究中心副总工程师沈阳仪表院研发中心主任张春光西安交通大学教授赵立波杭州师范大学传感技术中心主任钱正洪国防科技大学教授吴学忠杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙本次会议围绕MEMS智能传感器的前沿技术、产业趋势和热点问题等进行了深入研讨,来自不同领域的行业专家分享了传感器技术、产业和应用领域的最新研究成果,探讨了今后的发展方向。
  • 抢占智能传感器产业制高点 郑州高新智能传感器产业基地项目开工
    9月1日,郑州高新智能传感器产业基地项目开工仪式在郑州传感谷举行。该项目开工是郑州市、郑州高新区锚定电子信息“一号产业”,抢占智能传感器产业制高点,推动智能传感器产业高质量发展的具体行动。据介绍,郑州高新智能传感器产业基地总投资约15亿元,占地面积约61.83亩,总建筑面积约5.7万平方米,项目的建设有助于加快构建智能传感器产业生态,增强产业综合实力和企业竞争力,是高水平建设中国(郑州)智能传感谷,打造千亿级智能传感器产业的必要支撑,能够加快企业创新集聚,有利于我省抢占传感器产业制高点。该项目将重点打造智能传感器材料、智能传感器系统、智能传感器终端等产业集群,建设郑州高新智能传感器产业基地,配套建设智能传感器孵化器、产品展示等综合服务平台,着力集聚智能传感器上中下游企业,形成高端产品制造为产业基础、新型研发机构为支撑、软件算法和示范应用为推动的生态体系。该项目开工建设标志着产业链发展更加延展、稳固、健全,标志着我省的智能传感器产业发展占领关键环、迈向中高端,也标志着中国(郑州)智能传感谷的建设辐射更广泛、品牌更凸显。截至目前,郑州市智能传感器核心及关联产业规模约300亿元,占全省90%,占全国约10%,关联及应用企业约4000家。主要分布在气体、仪器仪表、电力电网、环境监测等领域,在国内细分行业具备一定优势,培育了以汉威科技、炜盛电子为龙头的气体传感器,以新天科技、光力科技、天迈科技为龙头的仪器仪表传感器,以日立信、三晖电气为龙头的电力电网传感器,以驰诚电气、安然测控为龙头的环境监测传感器。2022年10月,郑州高新区在由工业和信息化部直属的中国电子信息产业发展研究院颁布的中国传感器十大园区排名中位列第四。
  • 2019世界传感器大会——郑州传感器产业政策正式发布
    p style="text-align: center "strongimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/80ebe4fa-cdc5-4ac2-bffa-7d4286e94d77.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//strong/ppstrong仪器信息网讯/strong 中华人民共和国工业和信息化部、中国科学技术协会、河南省人民政府指导,中国仪器仪表学会联合郑州市人民政府共同主办的“2019世界传感器大会暨展览会”于11月9日-11日在郑州国际会展中心举行。br//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/1992bfd4-5a67-45bc-9f3e-f65e601e16a5.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp  为推进河南智能传感器产业发展,壮大经济发展新动能,更快更好地建设中国(郑州)智能传感谷,2019年11月9日,由中国仪器仪表学会、郑州市人民政府主办,河南省智能传感器创新联盟、河南省仪器仪表学会、郑州国家高新技术产业开发区管理委员会、智汇工业承办,松下神视株式会社协办的“传感器产业政策发布”活动同期在郑州举行。/pp  陆军研究院曹国侯将军,郑州市人民政府副市长史占勇,中国仪器仪表学会理事长特别顾问吴幼华,郑州高新区党工委书记、管委会主任王新亭,中国仪器仪表学会监事长李明远等相关领导及专家、企业高管一同出席了此次活动。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/280e2f50-135f-4d9b-bee9-d9e5d7b3af98.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg"//pp style="text-align: center "  郑州市人民政府副市长史占勇 致辞/pp  会上,首先由郑州市人民政府副市长史占勇致辞。史占勇市长提到,传感技术作为现代科技的前沿技术,是信息技术的一个基础环节,是各种信息和人工智能的桥梁,是现代信息技术的三大支柱之一。传感器作为一种检测装置,应用非常广泛,是物联网的基础,智能传感器更是物联网最基础的产业,其技术水平是影响物联网应用普及的关键因素。这也正是郑州正在围绕打造“中国(郑州)智能传感谷”,形成智能传感器产业“一面一线多点”布局的发展方向。他指出,郑州高新区是打造中国(郑州)智能传感谷的中坚力量,并专门制定了《郑州高新区促进智能传感器产业发展的若干措施》,将着力突破智能传感器材料、智能传感器系统和智能传感器终端三大集群,通过上下游协同发展,推进智能传感器产业发展。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/ee5f7706-839b-458c-ab0a-73e083d78263.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "  郑州高新区党工委书记、管委会主任 王新亭/pp  郑州高新区党工委书记、管委会主任王新亭在会上发布了郑州高新区传感器产业政策,推出含金量十足的智能传感器产业“十条”,分别从产业集聚、企业落户及项目落地、服务体系建设、市场开拓、企业并购、关键技术研发、人才奖励、金融、产业生态等方面政策支持,最高补助1000万元。智能传感器产业“十条”的正式发布将助力郑州高新区招商引资、招才引智,对推进产业链协作,打造传感器高地,推动中国(郑州)智能传感谷建设具有重要意义。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/a0d39647-627e-4e55-80f8-2097a19c137f.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg"//pp  未来,郑州高新区将建设约3平方公里的智能传感器产业小镇,打造智能传感器材料、智能传感器系统、智能传感器终端“三个产业集群”,发展环境传感器、智能终端传感器、汽车传感器“三个特色产业链”,经过3至5年的努力,建成千亿级国家智能传感器产业基地。/p
  • Teledyne7.9亿美元收购英国图像传感器厂商e2V
    2017年3月28日,官方公告资料显示,仪器仪表、数字成像产品和软件供应商Teledyne Technologies Incorporated已完成对英国图像传感器厂商e2v的收购,交易金额总计6.27亿欧元(约合7.89亿美元)。  针对机器视觉市场,e2v提供高性能图像传感器、定制化的摄像头解决方案以及特定应用的标准产品。此外,e2v为宇宙学和天文学提供太空认证的高性能图像传感器及阵列。e2v还为医疗、工业和国防应用制造高可靠性的射频发电组件和子系统。e2v还为航空航天、太空和射频通信应用提供高可靠性的半导体和板级解决方案。  “我们已经关注e2v超过十年了。一直以来,双方之间的业务联系越来越多。事实上,e2v的每一项业务都与Teledyne高度互补。重要的是,双方的产品重叠非常小。” Teledyne首席执行官、总裁兼主席Robert Mehrabian说:“例如,两家公司都是宇宙和天文学成像领域的领导者,但是,Teledyne大部分提供红外探测器,而e2v提供可见光传感器。尽管两家公司都提供微波器件,e2v的主要产品和市场为癌症放疗应用的磁电管,Teledyne则提供固态和真空微波系统,没有磁电管,而且Teledyne主要服务于电子战、雷达和通信等国防市场。不过,Teledyne还为医疗市场提供特殊的X射线传感器。可以看出,我们各自的能力和以工程为中心的文化是非常契合的。”  Robert Mehrabian 补充到:“在机器视觉应用领域,e2v能够凭借其强大的专有的CMOS图像传感器设计能力,增强Teledyne的摄像头和视觉系统业务。Teledyne为政府和商业应用设计先进的混合信号电路,e2v广泛的产品组合将增强我们的市场供应和渠道。”  除交易成本外,该交易的总价值约为6.27亿欧元(约合7.89亿美元),其中考虑到e2v的股票期权和净债务,e2v的收购总值预计约为6.27亿英镑(约合7.89亿美元)。截至2016年3月31日,该财年e2v的销售额约为2.36亿英镑。除去交易相关支出,Teledyne管理层期望该交易能够迅速提振公司每股收益。  Teledyne是仪器仪表、数字成像领域领先的产品及软件供应商,其产品主要应用于,航空航天和国防电子以及工程系统领域,业务位于美国,加拿大,英国以及西欧和北欧等地区。
  • 【2023世界传感器大会】中欧传感器产业合作交流会在郑州顺利召开
    11月6日,2023世界传感器大会——中欧传感器产业合作交流会在郑州顺利召开。此论坛由河南省人民政府、中国科学技术协会主办,中国仪器仪表学会、郑州市人民政府、德中友好协会联合会承办,来自高校、科研院所、企业等代表150余人参会。论坛由清华大学苏州汽车研究院(相城)协同控制所副所长刘玉敏主持。中国仪器仪表学会副秘书长张莉、郑州市人民政府副秘书长王凤霞为论坛致开幕辞。中国仪器仪表学会副秘书长张莉致辞郑州市人民政府副秘书长王凤霞致辞清华大学苏州汽车研究院(相城)协同控制所副所长刘玉敏主持论坛欧洲科学院院士亨利H拉达姆森以线上报告的形式介绍了红外器件的发展现状和中国在该领域的新机遇,他展示的采用了短波红外(SWIR)技术的照片,相比传统光学照片和热成像照片有更多成像细节和成本上的优势。“这项突破性技术可以广泛应用在汽车制造、肿瘤检测等领域。”亨利院士兴奋地表示,相关的设备和芯片都已在中国生产,这项技术拥有着光明的未来。葡萄牙使馆商务处中国区投资主管玛丽安娜威尔逊介绍了葡萄牙半导体产业发展现状和合作机遇,分享了葡萄牙在半导体、传感器、信息技术、AMKOR技术等领域的发展,在传感器相关领域的人才培养,以及葡萄牙的营商环境等。“大多数人工智能的动作以及应用场景都是通过传感器来进行表达和传达的。”剑桥大学制造研究院工业顾问刘铠文博士介绍了AI人工智能领域前沿应用—通过AI多模态测评技术革新教育评价体系。他举例,“剑桥大学老师每年要花600个小时去给学生做评价,我们研发的打分评价系统,可以直接帮老师减少80%的繁重工作量。”着重分享了AI多模态测评技术在教育评价体系中的优势与应用。IMAP大中华区管理合伙人王俊雄介绍了欧洲传感器行业的并购市场情况。“欧洲市场现在由于技术创新,汽车、医疗、航空航天、消费电子等领域都处在爆发式的增长期。”王俊雄认为,国内很多厂商的资质和能力、产品、质量,已经完全够得上抢占海外市场先机。中国以色列商务发展经理刘思嘉介绍了以色列创新传感器产业、商业环境与中国合作机遇。Newsight(中国)董事长李利凯做《投资传感器产业—打造中国世界级行业领袖》主题报告,分享了投资传感器产业的心得经验。海德堡印刷电子有限公司及创新实验室总经理迈克尔克罗格尔介绍了柔性传感器带来无限机遇,分析了不同场景的柔性传感器使用方案。海德堡创新实验室业务发展主管佛罗里安乌尔里希通过汽车安全带提醒技术的实际案例,分享了柔性印刷传感器在汽车领域的应用。本次论坛围绕中欧传感器产业,通过不同的角度进行了精彩的分享,来自俄罗斯联邦驻华商务代表处、德国驻华大使馆经济处、上海阿根廷总商会的专家、企业家们也参与其中,共同研讨中欧智能传感器产业的新发展、新理念。论坛的成功举办促进了中欧文化和科技的交流,让参会代表对传感器产业有了更多新的认识与理解。
  • 【2023世界传感器大会】智能传感器关键材料及元器件-产业基础分场活动圆满举行
    11日5日,2023世界传感器大会在郑州国际会展中心隆重举行。本次大会由河南省人民政府与中国科学技术协会主办,河南省人民政府副秘书长魏晓伟主持开幕式。尤政、蒋庄德、周立伟等11位中外院士受邀参加。河南省副省长刘尚进、郑州市副市长马志峰、中德友好协会联合会副主席菲力克斯库尔兹出席致辞。中国科学院院士褚君浩、英国皇家工程院院士肯尼斯格拉特、开鸿数字产业发展有限公司首席执行官王成录、赛迪顾问股份有限公司副总裁李珂作大会主旨报告。相关省市领导,国际组织代表,高校、科研机构专家学者以及国内外协会、学会、知名企业代表等嘉宾共同出席开幕式。大会现场中国仪器仪表学会仪表功能材料分会、重庆材料研究院有限公司、河南省科学院、河南理工大学等单位联合承办了大会的“智能传感器关键材料及元器件”产业基础分场论坛。中国科学院院士刘云圻,俄罗斯工程院院士、欧洲科学院外籍院士李长明,河南省工业和信息化厅二级巡视员卢钦华,郑州市人民政府办公厅副主任李广利,中国仪器仪表行业协会副理事长、重庆材料研究院有限公司副总经理(主持工作)吴保安,重庆材料研究院有限公司副总经理刘奇等出席会议。论坛由河南理工大学微电子封装与精密成形研究院院长曹军主持。曹军院长主持论坛,吴保安副总经理致辞卢钦华巡视员、李广利副主任为论坛致辞,吴保安副总经理向出席的院士、专家及代表表示诚挚欢迎。刘云圻院士、李长明院士、仪综所所长欧阳劲松、中广核高级技术专家黄美良、智能传感功能材料国家重点实验室教授级高工赵鸿滨、厦门大学电子科学与技术学院副教授廖新勤分别作了题为《二维材料的可控制备及其高性能传感器》、《智能传感的创新与产业化》、《新时代传感器高质量发展的思考与建议》、《面向数字化转型的核电智能传感器的技术》、《智能传感功能材料发展现状与趋势》《功能复合材料与柔性智能触摸传感器》的学术报告,围绕智能传感器领域的技术前沿、产业趋势和热点问题进行高端对话,共享成果,共话未来。刘云圻院士作报告李长明院士作报告欧阳劲松所长作报告黄美良高工、赵鸿滨高工、廖新勤副教授作报告本次论坛的主题是“材料创新助力技术发展”,论坛采取线上线下结合的方式,来自传感器关键材料及元件、智能传感器等领域专家学者、企业代表、科技工作者代表、新闻媒体线下逾150余人参加。论坛现场
  • 化学传感器在环境领域中的应用-第十六届全国化学传感器学术会议分会报告
    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。
  • 盘点手机搭载的传感器
    现在只要有智能手机在手,除基本地理位置外,还可以根据机种的不同取得周边环境的紫外线、温度、湿度等资讯。智能手机内建的传感器,可以正确测量出人体也难以察觉到的多元讯息,扮演&ldquo 第六感&rdquo 的角色。  据ETNews报导,过去智能手机制造厂多将规格重点放在相机画素、显示器、手机厚度、传感器等核心性能上,做为产品差别化的焦点。每每有高阶新机种公开,大多会以规格比较为主,并强调设计的创新和技术力的提升。  然近来手机硬件规格竞争已达上限,可以赋予智能手机各种新功能的传感器成为新焦点。三星电子(SamsungElectronics)的Galaxy系列机种和苹果(Apple)iPhone搭载指纹辨识传感器等,触发智能手机传感器的竞争。  报导引用市调机构IHSTechnology资料指出,智能手机和平板电脑等移动设备传感器全球市场规模,在2018年将较2012年的23亿美元成长约3倍,达65亿美元。  其中有20亿美元以上将来自生物辨识、紫外线、气体等新兴传感器产业。从动作辨识、光照度、距离传感器等智能手机登场初期开始,手机搭载的既有传感器和新传感器将带动传感器市场成长。  新兴传感器的代表性产品为指纹辨识传感器。苹果2013年推出的iPhone5S首度搭载指纹辨识系统,2014年更应用该系统推出移动付费服务Pay,引领传感器热潮。华为和Oppo等大陆手机业者,也陆续在最新产品上搭载指纹辨识传感器,让指纹辨识成为高阶智能手机的必备条件。  韩指纹辨识模组专门企业CrucialTec内部人员表示,近来以大陆智能手机製造厂为中心,展现出对指纹辨识模组的关心。除华为和Oppo外,许多业者也前来询问相关产品。     三星的Galaxy机种也搭载指纹辨识传感器,但三星的重心较偏向于健康管理的特殊传感器。日前推出的GalaxyNote4和NoteEdge因搭载紫外线传感器和心脉传感器受到瞩目。  原本三星计划还要搭载氧气饱和度测量传感器,但因受限韩国医疗设备登记规范等问题,只有部分海外地区的机种有搭载。内建应用程式SHealth原可利用温度及湿度传感器显示舒适度,但经过消费者调查,使用度相当低。新增传感器会导致製造成本升高,三星将先考虑活用度等再决定调整搭载的传感器。     继指纹辨识和UV等传感器后,各种健康管理、环境相关传感器可望接棒带动传感器市场成长。Partron传感器事业组长金泰元(音译)表示,正持续进行心电图传感器和体脂肪传感器等健康相关传感器模组的研发。此外,也将研发相关演算法,努力提升附加价值。  可辨识使用者情绪的传感器,也陆续有厂商进行研发。2013年微软(Microsoft)北京研究所发表MoodScope相关报告,成为热门话题。虽然与收集消费者的智能手机使用型态和生活形态等资讯,并以此为基础做运用的一般传感器有所差异,仍是一种情感辨识传感器概念。  韩国Shinyang证券研究员表示,智能手机开始搭载多元传感器,但受限于製造成本和手机外观设计等问题,未来可能只会再增加2~3颗传感器。能够配合零组件成本、使用者的接受度、生产力等三个条件的传感器,才会被应用到智能手机中。
  • 柯力传感领投点联传感天使轮 开拓精密测量传感器市场
    2023年7月,宁波柯力传感科技股份有限公司(“柯力传感”)与深圳点联传感科技有限公司(“点联传感”)正式签署协议,完成天使轮投资。柯力传感是此次点联传感天使轮融资的领投方。   深圳点联传感科技有限公司正式成立于2022年,是由多名清华大学博士领衔的高层次人才硬核团队,精密仪器专业出身,专注传感检测研究15年。   点联传感在精密光学系统、高速硬件电路以及综合检测算法方面有深厚的研究基础,依托底层高速高精度CMOS激光测量传感器技术框架,逐步拓展对射式、反射式以及同轴共聚焦的产品矩阵,实现对工业品形位尺寸的精密检测与定位,提高生产效率与性能。未来,点联传感将在产学研基础上,进一步构建名校传感器成果转化平台,立志解决中国工控及其他领域中高端传感器卡脖子问题。据悉,柯力投资点联传感主要是基于以下三个方面的考虑:   第一、当前国内精密测量传感器的发展仍处于起步阶段,未来是一个确定性的发展机会,是柯力布局传感器行业的重要市场方向。   第二、高精密测量传感器有一定的技术壁垒,需要依赖技术型团队才能打造升级产品,形成品牌。点联传感团队是由多名精密仪器专业出身的博士组成,专业技术能力强。   第三、通过柯力投资与赋能,可以快速提升点联传感的客户拓展能力,整体价值实现1+1>2。   当前,中国制造业正在向高精度、智能化的方向转型升级。高精度工控传感器是制造装备的基础要素,柯力传感对点联传感的投资与赋能,将助力其成为中国制造业转型升级过程中的国内外一流传感器品牌,同时,也将加速柯力从单一物理量传感器向多物理量传感器融合的步伐与进程。
  • 传感器:智能时代的“慧眼”
    如果把智能系统比作“人”,那么传感器就是“人”的感觉器官。不同类型的传感器,感知周围环境并把数据传递给系统进行计算,对情况进行实时分析、判断和应对。随着数字化智能化不断深入,各式各样传感器的用武之地大为拓宽,为人类创造美好生活发挥着巨大作用。一部智能手机里有上百个传感器:有用于摄像的CMOS图像传感器,有用于检查环境明暗的环境光传感器,还有用于导航的地磁传感器、陀螺仪,等等。正是基于这些传感器,手机里的各种应用软件才能流畅工作,手机才能成为集工作、生活、娱乐于一体的便携式智能设备,带来人们生活方式的巨大变化。风云卫星上的可见和红外光电传感器,能够不分昼夜地获取大气信息,精准预测天气,甚至在月球上、火星上都有传感器工作,帮助人类探索宇宙奥秘。比人的感官更敏锐、更强大传感器是信息系统的“慧眼”。它就像人类的眼睛、耳朵、皮肤等器官一样,感知周围环境,帮助我们认识多姿多彩的世界。不同之处在于,传感器比人的感官更敏锐、更强大。客观世界所包含的信息多样程度,远远超出我们感官的能力范围。人的眼睛无法观察红外辐射和紫外辐射,耳朵听不见次声波和超声波,对于“不见踪影”却时刻产生影响的磁场也无法感知。这些超出感官范围的信息,传感器都能“感受”到。随着生产力发展,人类越来越需要全方位地感知世界。1821年,科学家利用材料因温差产生电压的原理,研制出世界上第一个传感器——温度传感器。最初,人们直接利用光、热、电、力、磁等物理效应制备各种传感器,这些传感器尺寸大、灵敏度低、使用不方便。上世纪70年代,出现了将敏感元件与信号电路进行一体化设计的集成传感器,如热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。这类传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,输出模拟信号。上世纪末开始,数字化传感器快速发展,通过“模拟/数字”转换模块,实现数字信号输出。数字化传感器集成智能化处理单元,可以自动采集、处理数据,并能根据环境自动调整工作参数,数码相机中的光敏元件就是其代表产品。总的来说,传感器的工作原理是某些物质的电学特性会随环境因素变化。例如铂在不同温度下电阻率不同,硅在可见光照射下电阻会减小,石英受到压力后表面会产生电荷,等等。利用电阻与温度的对应关系,可以制成温度传感器,进一步给敏感元件添加隔热结构,依据敏感元件温度变化与红外辐射能量之间的关系,可以制成红外传感器。在此基础上,还可以根据目标温度与红外辐射能量之间的关系,制造出非接触测温传感器。人们熟悉的用来测量体温的额温枪就利用了这一原理。借助丰富的物理和化学效应,人们制备出灵敏度比狗鼻子高1000倍、可以“闻到”气体分子的“电子鼻”,以及可以在黑夜中观察物体的红外相机等种类丰富、功能强大的传感器。没有传感器就没有数字化、智能化数字化是对事物属性的量化,并用数字将其表达为抽象结果。借助现代信息技术,人们可以存储、处理、传播各种数字化信息。传感器可以将事物蕴含的各种信息转换成电信号,并利用数模转换电路将电信号用数字表达,是数字化的有效工具。当你拿出手机拍照片或视频时,光敏传感器会将接收的光强度信号转换成电信号,再按一定的规则用数字表达、存储,最终形成手机屏幕上的影像。数字化基于传感器获取信息。数字化系统需要处理的信息量非常庞大,仅靠人工或者传统设备无法获取,凭借传感器则能够实时、高效、精准、快速地获取,于是有了城市大数据、天气大数据、医疗大数据、农业大数据等。利用各类传感器,人们可以召开远程会议、学习网络课程、扫码支付甚至直播带货,由此发展出数字经济业态。数字经济涉及的云计算、物联网、人工智能、5G通信等各类技术,都与传感器息息相关。没有传感器就没有数字化和智能化。传感器是智能化系统的第一关,它的水平决定了智能化系统及其仪器设备的水平。传感器技术已经成为国际上信息高端器件领域的研究前沿,在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等领域均发挥着不可替代的作用。比如一辆汽车会安装压力、温度、位置、声音、光、电等超过100种传感器,由车载电脑进行处理,帮助驾驶员作出判断。对数据的智能化分析降低了驾驶汽车的难度,让汽车变得更安全、更好开。更进一步,无人驾驶汽车通过传感器实时获取道路信息,一旦发现障碍物,便通过智慧分析及时避让。城市中高楼大厦、桥梁、隧道等建筑,也需要通过视频、温度、压力和烟雾等传感器实时监控安全状况,当数据汇总到一起,智能化系统便会及时分析,凝练出少量关键信息供使用者作出决策。甚至在未来,人类的感官也可以借助传感器变得更加强大,构建起智能化系统。智能传感器开拓新应用场景当前,各类传感器都处在进一步提升性能、降低成本,向数字化、智能化、小型化微型化、绿色低碳、可穿戴等方向进化,呈现出蓬勃发展态势。其中,智能传感器、柔性传感器、新原理传感器的研发具有代表性意义,有望塑造新的工作生活方式。发展智能传感器是重要趋势。借助智能传感技术,人们设计制造出具备获取、存储、分析信息功能的各种传感单元及微系统,实现低成本、高精度信息采集。智能传感器广泛应用在机器人、无人驾驶、智能制造、运动定量监测等方面,还可用于开发无创或微创健康监测器件等。近年来流行的动态血糖仪是个很好的例子。糖尿病患者将柔性传感器无痛置入身体,传感器每5分钟测一次血糖值,并传送到手机应用中。患者可以观察血糖曲线变化,及时通过饮食和运动等方法调节血糖,有的患者甚至由此告别了药物和胰岛素治疗。此外,人们还在研发可降解电子器件,让智能传感器更好助力低碳环保生活。发展柔性传感器是另一趋势。许多应用场景要求传感器制备在柔性基质材料上,并具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。目前制备柔性传感器的常用传感材料有碳基材料(炭黑、碳纳米管和石墨烯等)、金属纳米材料(金属纳米线、金属纳米颗粒等)、高分子聚合物和蛋白纤维等。例如一种具有可拉伸、抗撕裂和自我修复能力的交联超分子聚合物薄膜电极材料,可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性电子器件。将集成多功能的柔性传感器与柔性印制电路结合,可以制成“智能带”,把它穿戴在身体的不同部位,可实时监测与分析生理信息,帮助人们特别是感官退化的群体了解自身健康状况。新原理传感器也在不断出现。在基础研究领域,新的规律陆续被发现,人们正利用这些科学新认知制备传感器。同时,技术进步也对基础研究提出新要求。在生活中,人们希望提高相机的像素、灵敏度、速度等性能参数;在高速实验中,需要可以记录飞秒尺度信息的条纹相机;在量子通信中,需要灵敏度达到单光子的光电探测器;在空天科技中,需要实现对高速运动物体和冷目标的探测,等等。这就要求科学家们进一步探索物理世界,发现新现象新规律,提升传感器性能。随着科技快速发展,新材料新工艺不断投入应用,性能更强、种类更丰富、智能化水平更高的传感器将创造更多工作生活新场景,帮助人们“感受”美好生活。(作者:褚君浩,系中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员)
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