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值采集传感器

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  • 中国传感器之殇——褪色的智能
    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
  • 油气田监测微传感器及数字系统研制取得成果
    据科技部消息,针对油气田数字化建设需求,先进制造领域部署的国家863课题“油气田监测高性能微传感器及数字化系统”取得阶段性成果,已于近日顺利通过国家级中期检查。这个课题由长庆油田公司牵头,北京大学等5个单位共同参与,通过研究MEMS器件的设计、加工、封装和测试等关键技术,解决高性能MEMS压力传感器耐高温、耐高压、耐腐蚀、高稳定性等问题,研制出满足油气井监测需要的高性能压力传感器及数字化系统,并实现规模应用,提高MEMS压力传感器芯片的规模化制造水平。该系统通过微传感器实现油套压等数据的实时采集和远程传输,将油气井信息进行数字化、智能化综合分析,作出科学决策,指导油气井生产。这对于提高油气田生产管理效率和安全环保水平,减轻劳动强度,筑牢安全管理基础,形成生产动态管理闭环系统,精确指导处理生产问题具有重要意义。
  • 2022世界传感器大会主旨报告会于郑州成功召开
    主旨报告会现场本次大会由中华人民共和国工业和信息化部、中国科学技术协会、河南省人民政府联合主办,郑州市人民政府、河南省工业和信息化厅、河南省科学技术协会、中国仪器仪表学会承办。华中科技大学校长、中国工程院院士中国科学技术协会副主席、中国仪器仪表学会理事长 尤政大会主旨报告会由华中科技大学校长、中国工程院院士、中国科学技术协会副主席、中国仪器仪表学会理事长尤政主持。2005年诺贝尔奖获得者、西澳大利亚大学巴里马歇尔2005年诺贝尔奖获得者、西澳大利亚大学、中国工程院外籍院士巴里马歇尔作了题为《生物技术创新经验》的启发性演讲。马歇尔教授因发现胃炎和胃溃疡的治病原因——幽门螺杆菌获得了诺贝尔奖。他介绍了幽门螺杆菌从检测发现到医疗应用的过程,阐释了生物技术创新和传感器技术如何在医疗应用中节省了时间、降低了费用。他认为应该以企业家的精神创造新产品、创新商业模式,从而实现颠覆性技术的应用。美国加州大学圣地亚哥分校教授约瑟夫王美国加州大学圣地亚哥分校教授约瑟夫王作了题为《可穿戴式电化学传感器:身上实验室》的主题报告。他介绍了化学传感器、可穿戴柔性电子技术以及MEMS传感器在医学领域实现了不受时间空间限制对人的医疗健康数据进行持续监测的目标,这些传感器不仅仅是检测生命体征,而且可通过采集化学标记物的化学信息,获得丰富且有价值的信息。 中国工程院院士、西安交通大学教授蒋庄德中国工程院院士、西安交通大学蒋庄德教授作了题为《先进传感技术的研究进展与应用》的主题报告。他认为传感技术、通信技术和计算技术是现代信息产业的三大支柱,他结合自己的研究成果介绍了传感技术在航空航天、国防军工、智能制造、重大装备、人工智能等诸多领域的应用。国际电气和电子工程师协会(IEEE)候任主席赛义夫拉曼国际电气和电子工程师协会(IEEE)候任主席赛义夫拉曼作了题为《基于物联网传感器集成提高智能宇楼的能效》的主题报告,介绍了传感器在建立低成本可扩展的楼宇自动化系统的应用。除了开放式建筑外,其团队还建立了一套建筑能源管理的解决方案,旨在改善建筑物中设备的传感和控制,降低建筑的高峰负荷,节省能源。主旨报告会现场最后,主持人尤政院士表示,传感器作为数据信息获取的源头,不仅推动了产业的数字化、网络化,也推动了产品的智能化发展,尤其值得关注的是双碳经济的需求,对各行各业特别是传感技术也会提出了巨大的需求。希望大家共克传感器创新之路的艰辛与漫长,传感器产业的未来值得期待。2022世界传感器大会主旨报告会圆满召开,主旨报告会下设十场分场活动,将继续围绕传感器先进技术、产业基础、应用场景、产业生态等主题展开交流。同时中国(国际)传感器创新创业大赛有90项优秀作品进入决赛,同期在郑州一绝高下。科技成果展有将近200多家中外企业、科研院所、高校参与。本次大会更多精彩值得期待。
  • 2021世界传感器大会主旨报告会在郑州 成功召开!
    11月1日,2021世界传感器大会主旨报告会于郑州国际会展中心成功召开。群英荟萃,人才集聚,产、学、研各界翘楚共话传感器技术在各领域发展趋势,共商传感产业发展规划,助推传感器产业升级。大会现场本次大会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、郑州市人民政府、河南省科学技术协会、河南省工业和信息化厅、河南省发展和改革委员会、河南省科学技术厅、中共河南省委外事工作委员会办公室承办。主持人 沈阳仪表科学研究院有限公司副总工程师传感器国家工程研究中心常务副主任、教授级高工刘沁大会主旨报告环节由沈阳仪表科学研究院有限公司副总工程师、传感器国家工程研究中心常务副主任、教授级高工刘沁主持。西门子(中国)有限公司数字化工业集团 销售业务卓越运营总监沃尔夫岗.林轲西门子(中国)有限公司数字化工业集团 销售业务卓越运营总监沃尔夫岗.林轲先生为主旨报告环节进行了致辞。他提到,在考虑到不断变化的市场形势下的新商业模式的同时,提高中国制造业的竞争力,公司应该依靠数字化和创新的技术意识。这需要通过易于理解、易于实现和使用的案例来证明,积极参与决策者的中层管理和关键决策,以提高客户对数字化过程的理解。美国医学与生物工程院院士、俄罗斯工程院外籍院士欧洲科学院院士、深圳大学副校长、党委常委张学记美国医学与生物工程院院士、俄罗斯工程院外籍院士、欧洲科学院院士、深圳大学副校长、党委常委张学记院士作了《从智能生物传感、数字人类到永生——事实还是科幻?》主题报告。他认为,科研要能产业化,智能传感的未来是要把人类和数字结合起来,将人类的感觉、思维等数字化,未来的目标包括实现聋哑人能听能说,盲人可以看见,瘫痪人士可以站立。张院士也表示希望智能传感可以走向成功,让人类永生不再是梦。华中科技大学教授沈卫明智能制造是信息技术与制造技术的深度融合,而工业物联网是实现智能制造的基础和路径,实现工业互联才能真正实现智能制造。工业互联网完成的关键在于获取并传输数据信息,而传感器作为信息获取的抓手,是工业互联网发展的基础和关键。加拿大工程院院士、华中科技大学沈卫明教授报告主题是《工业互联网与智能制造》。他从工业互联网内涵,工业互联网核心技术及工业互联网的应用场景三个方面进行了详细的阐述,最后沈教授也指出了工业互联网存在的一些误区。沈教授强调工业互联网不仅仅是人机物的互联,还要实现产业的数字化、网络化及智能化,沈教授还指出工业互联网的核心技术是感联知控4个技术,并详细讲述了感联知控在整个工业互联网的重要性,在工业互联网场景应用中,沈教授讲述了五个层面的应用,都很有实践意义。工信部电子元器件行业发展研究中心原总工程师九三学社中央科技委副主任、中国传感器与物联网产业联盟副理事长郭源生工信部电子元器件行业发展研究中心原总工程师、九三学社中央科技委副主任、中国传感器与物联网产业联盟副理事长郭源生的报告主题是《我国传感器产业化发展的机遇与挑战》。他主要是围绕传感器的产业化如何创新、产业如何对接、如何落地及如何实现产业化进行了全面地阐述,他提出传感器最应该解决的是信息采集问题,并且提出以人为本的理念创新及空天一体化的网络结构。期间通过讲述国际传感器发展趋势的四个方面,指出国内传感器面临的问题,另外他还指出了实现产业化需要解决基础共性,传感元件及敏感元件的创新,智能化好坏等问题。大会现场2021世界传感器大会主旨报告会圆满成功举办,为本届大会奠定了良好的舆论氛围,有利于宣传河南省传感器科技、产业和应用的最新成果,打造全国传感器领域品牌生态盛会,促进全球传感器产、学、研各界交流,分享行业经验,助推传感器产业智能升级。同时,为塑造全球传感器产业的“郑州”符号,推动郑州建设千亿级国家智能传感器产业基地提供了有力支撑!
  • 透明电极指纹传感器问世
    p   让手机屏任何位置都能识别身份 /p p   科技日报北京7月8日电 (记者张梦然)英国《自然· 通讯》杂志近日发表了一项材料科学新突破:韩国科学家团队用超长银纳米纤维和纯银纳米线组成的随机混合网络纳米结构,创造出新型透明电极,进而产生一种透明的指纹传感器。在智能手机屏幕上的演示表明,这种传感器可以让用户将手指放在屏幕的任何位置进行身份识别,而不需要使用指纹激活按钮。 /p p   指纹传感器是电子设备实现指纹自动采集的关键器件。其需要在一颗不足0.5平方厘米的晶片表面集成10000个以上的半导体传感单元,因此尽管指纹采集现在已很常见,但指纹传感器的制造仍属于一项综合性强、技术复杂度高、制造工艺难的高新技术。 /p p   消费电子市场一直大力追求透明的指纹传感器。不过,现阶段的技术受限于关键性的设计限制,比如需要开发出具有光传输和电子导电功能高的透明电极。而此次,科学家终于推出了制造智能手机的指纹传感器阵列,这些阵列可以同步检测触觉压力和手指皮肤温度。 /p p   韩国蔚山国立科技研究所科学家团队设计了一种新方法,来制造柔性透明的多功能传感器阵列。该设计的秘诀在于根据由超长银纳米纤维和纯银纳米线组成的随机混合网络纳米结构,创造出新型透明电极。 /p p   这种混合网络表现出较高的光传输力和低电阻,极耐机械弯折。将其融入指纹传感器阵列后,就得到一个高分辨率装置,能够准确可靠地检测触摸条件下指纹的脊谷区域。 /p p   研究团队将指纹传感器阵列、压敏晶体管和温度传感器集成至智能手机显示屏,借此展示了这项新技术在移动设备上的可应用性。这也意味着,这种传感器有望在未来取代指纹激活按钮。 /p p   总编辑圈点 /p p   手机迭代升级的速度太快,快到让人难以记起几年前的它,更难以想象几年后的它。如今我们对手机指纹解锁、指纹支付习以为常,简直都忘了曾经每天输入密码千百遍。这种“进化”还在继续:新上市的全面屏手机,正在用屏下指纹识别替代指纹识别键,只是指纹采集的位置依然固定。也许再过几年,随意触摸手机任何位置都能解锁。但愿那时,你还记得它曾经有个指纹识别键。 /p p br/ /p
  • LUFFT超声波风传感器在风功率预测市场的应用
    前言 风电功率预测是指对未来一段时间内风电场所能输出的功率大小进行预测,以便安排调度计划。风功率预测意义重大:通过风功率预测系统的预测结果,电网调度部门可以合理安排发电计划,减少系统的旋转备用容量,提高电网运行的经济性;提前预测风功率的波动,合理安排运行方式和应对措施,提高电网的安全性和可靠性;对风电进行有效调度和科学管理,提高电网接纳风电的能力;指导风电场的计划检修,提高风电场运行的经济性。 测风塔系统测风塔系统是风功率预测重要组成部分,其包括:风塔、传感器、电源、数据处理存储装置、安全与保护装置和传输设备等。传感器分为风速传感器、风向传感器、温度传感器、气压传感器和湿度传感器等,用来测量指定的环境参数为风功率预测提供依据。其中风速风向传感器以机械式和超声波测量为主。机械式风速风向传感器造价低,但是也存在着非常明显的缺陷:风速升高或降低时,由于惯性作用,升速或减速慢;有活动部件,极易磨损,易受沙尘等恶劣天气的损耗,易受冰冻、雨雪干扰,需定期维护; 对于阵风测量精度低;启动风速阈值高;风杯受到的风压力正比于空气密度,空气密度的变化将会影响测量精度; 风速和风向分立式,需要单独拉线,成本增加;本地采集端需要数据采集器进行模拟量到数字量的转换,成本增加而超声波风速风向仪很好地解决了以上的不足,技术成熟,安装方便,同时数字接口输出,可以节省本地数据采集器的成本。 Lufft测风塔解决方案Lufft作为全球专业的气象传感器供应商,其提供的超声波传感器WS200-UMB和气象五参数WS500-UMB很好地满足地测风塔数据的要求。WS200-UMB可以安装在30米、50米、70米和80米测量风速和风向,而WS500-UMB安装在10米高度测量风速、风向、温度、湿度和气压等参数。本文将从组成、传感器、数据采集、供电、防雷和通讯等几个方面阐述。 系统组成根据规范要求,系统配置包括:传感器(4* WS200,1*WS500)、机箱、太阳能板、电池和支架等组成。其中机箱内含有:电源模块、太阳能控制器、数据采集模块、通信模块,防雷模块、开关和接线端子等部件。 Lufft测风塔系统框图 现场安装示意图 传感器参数气象五参数WS500-UMB可以测量风速、风向、温度、湿度、露点温度、空气密度和气压,并配备电子罗盘,修正真风向。同时输出测量质量,判别测量输出数据的有效性。超声风探头配备加热功能,供电允许的情况下,有效抵制结冰积雪。 WS200-UMB WS500-UMB Lufft超声风传感器和气象五参数,性能良好,提供的数据丰富,产品特色总结如下:数字接口输出,无需外接数据采集器进行模数转换,可以直接连接数字通信模块(光端机或DTU),降低成本;除基本数据外,气象五参数还可以输出空气密度和风速风向的标准偏差数据;配备电子罗盘,现场安装施工难度大,人为调正北指向误差大,可用设备自身的修正风向;通过配置传感器参数,可以通过预留的接口连接第三方降水传感器,数字接口统一输出;探头具备加热功能,供电允许的情况下,可以有效防止结冰引起传感器的无法测量的问题,保证数据的完整性;测风质量是Lufft产品特有的技术指标,是传感器自身在测量过程中,单位时间内测量的有效次数与总次数比值的百分比;其体现了测量数据的有效性,尤其是同一地点不同设备输出数据的差别比较大的情况下,判断孰优孰劣的有力依据。 数据采集存储由于Lufft的传感器都是RS485数字接口,可以采用总线模式连接到数据采集模块或通信模块。同时,数据的采集和存储相对比较简单,不需要专门的数据采集器,可以选择带多个RS485口和以太网口的RTU模块(存储功能可以定制)。通信协议可以使用市场主流的Modbus协议。
  • 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)
  • 半导体所研制成功无源/半无源双模无线温湿度传感器
    中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员吴南健团队研制出一种低功耗无源/半无源双模无线温湿度传感器。相关研究成果在传感器领域学术期刊IEEE SENSORS JOURNAL上发表,该论文在2015年2月和3月连续入选为该期刊的前50热点论文。  无线温湿度传感器在高危环境监测、紧急救援、先进物流仓储系统、设备监测、建筑物监测和文物监测等领域具有非常广阔的应用前景,但无线传感器的功耗和成本严重限制了无线传感器网络的大规模应用。在国家自然科学基金和国家科技支撑项目的支持下,课题组研制出一种可与现有商用超高频RFID系统完全兼容的低成本低功耗无源/半无源双模无线温湿度传感器。传感器采用了自主研发的核心芯片,可实现高效率的电磁波能量采集、身份识别、温湿度测量、数据处理和无线通信的功能,传感器的最大工作距离可达6米。该传感器符合ISO18000-6C国际标准,可通过现有商用超高频RFID阅读器进行操作,还可支持扩展多种其他功能的传感器。使用这种传感器有望将无线传感器网络融合至现有的超高频RFID系统中,从而大幅降低无线传感器网络的应用成本,提升无线传感器网络的市场竞争力。
  • 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。
  • 便携式明渠流量计比对装置采用磁致伸缩传感器的好处在哪里?
    便携式明渠流量计比对装置采用磁致伸缩传感器的好处在哪里?HJ355-2019水污染源在线监测系统中明确指出。每季度至少使用便携式明渠流量计比对装置对现场安装的超声波明渠流量计进行至少1次的比对测试,比对结果不符合要求的,按要求多现场的超声波明渠流量计进行校准,校准完成后再进行比对。同时要求便携式明渠流量计采用磁致伸缩传感器加标注流量计算公式的方法进行比对。、其中液位比对中要求,比对装置的液位精度≤1mm,每2min读取一次数据,连续读取6次,安装公式完成比对误差计算。液位比对误差=|第n次明渠流量比对装置测试液位值-第n次超声波明渠流量计测量液位值|其次流量比对要求明渠流量比对装置与现场流量计测量统一水位观测断面处的瞬间流量,进行比对。且在数值稳定后,10min内读取该时间段的累计流量,按公式计算误差.流量比对误差=(明渠流量比对装置累积流量-超声波明渠流量计累积流量)/明渠流量比对装置累积流量一般以月为段位,明渠流量比对装置对某一时间点进行流量测试,明渠超声波流量计的比对。如何快速准确地对明渠污水流量计进行验收?这是现今遇到的一大难题。解决这个难题就需要考虑以下几方面:1.比对时间,比对工具与现场的明渠流量计是否是实时比对,同一时刻,统一数据。否则不同时间节点的数据是没有对比性的。2.XY-6800R比对工具测试的数据是否准确。比对数据的数据可靠性及精度是衡量计量仪器的一个重要指标。不应该受到环境影响测量精度,如雾霾,沙城爆,强光,泡沫,结露等。常规的超声波流量计测试不能避免这些因素。目前采取磁致伸缩传感器能有效避免这些困扰。测试时,电路单元产生电流脉冲,该脉冲沿着磁致伸缩线向下传输,并产生一个环形的磁场。在探测杆外配有浮子,浮子沿探测杆随着液位的变化从上而下移动。由于浮子内装有一组永磁铁,所以浮子同时产生一个磁场。当磁场与浮子磁场相遇时,产生一个扭曲脉冲,或称“返回”脉冲,将“返回”脉冲与电流脉冲的时间转换成脉冲信号 ,从而计算出浮子的实际位置,测得液位 通过无线模块将液位传到计算机。利用内置堰槽参数计算出流量。为什么XY-6800R明渠流量比对系统要选择磁致伸缩传感器?主要原因:1.测量精度高2.抗干扰性强3.寿命长4.性能可靠5.可进行多点,多参数的液位测试,免校准,免维护。磁致伸缩液位传感器输出的液面和界面信号主要分为模拟量和串口两种形式,串口为RS485/232形式,模拟量为4~20mA电流模拟信号,对应量程为0~1m。输出的串口或者模拟信号通过屏蔽电缆传送至主板,主板通过内集成电路将接收到的串口信号或者模拟信号转换成为数字量在文本显示器上显示,由于在线监控过程中存在电机或泵等执行设备运行产生的干扰信号,且现场信号的采集点与控制柜之间存在距离问题,为减少信号在传输过程中受到干扰,故要使用优质的屏蔽电缆线。青岛新业环保科技有限公司是一家集环保科研,设计,生产,维护,销售为一体的综合性实地厂家。青岛凌恒环境科技有限公司属于江苏凌恒环境科技有限公司青岛分公司,主要业务范围:在线水质监测仪销售服务。服务承诺:客户的需求放在首位,“今天的质量、明天的市场、服务到永远”是我们新业环保公司为客户服务的准则,并将其贯穿到研发、生产、安装、销售及售后服务的各个环节中。公司郑重承诺:完善沟通协调机制:通过加强沟通交流,提高信息传递的及时性,准确性,深入市场,倾听用户心声了解客户仪器设备的需求。我公司承 诺:按质、按量、按时完成所供产品的生产任务,并及时将产品运到用户需求现场,确保正常运转。全过程监控:客户只需一个电 话,售后服务部采用一站式模式、全面负责制、全程监控实施并跟踪处理结果,确保客户满意。
  • 2022世界传感器大会科技成果展完美收官!
    2022世界传感器大会科技成果展在郑州国际会展中心 2A/2B展馆举行,展览时间为8月21-23日,历时三天。本次科技成果展11000多平展出面积,近200多家国内外企业参展,包括西门子、江森、华为、三菱、百度云、亚马逊、明电舍、汉威、传感器国家工程研究中心、京仪集团、E+H、福禄克、晶华微等多家国内外行业知名企业,代表着全球传感器产业的较高水平。不仅展出各类传感器,而且延伸到用传感器组装的仪器仪表、信息的采集传输通道及上位数据采集系统和控制系统,拉长参会企业链条,向传感器产业的研发、生产、应用等领域的上下游产业延伸,形成从传感器研制开发到最终应用的一条完整的产业链,突出了传感器的市场导向和应用导向。科技成果展展示手段科技化,科技感更加突出,除了大量的图片海报展示外,更多的实物也摆在观众面前操作表演,还配合动态视频演示实际应用场景,为参展企业提供了展示与推广的平台,也为采购商及技术人员提供了解新产品、新技术的渠道。今年科技成果展效果也得到了高度肯定,作为郑州建设国家中心城市重要的产业转型升级活动,对助推河南省、郑州市传感器产业发展,助力郑州高新区中国(郑州)智能传感谷招商引资等具有重要意义。
  • 红外探测传感器能否正确区别人与动物?
    还记得盗贼电影里出现的红外线吗?这简直是所有盗贼片的经典片段。仿佛电影中没有穿过红外线的盗贼,就不是好电影, 那么一直有个疑问,红外线传感器能否区分检测环境下的人和动物?红外传感器原理:所有温度高于0k的物体都无时无刻不在向周围发射红外能量。由于各种物体吸收与含有的热能量不同,向外辐射的热红外能量自然不同。利用红外探测器,能将被测目标的红外辐射能转换成电信号,经过放大、转换等一系列处理,最终准确测定出物体的温度。人体有恒定的体温,会发出特定波长在10μm左右的红外线,红外探测器正是利用红外线反射的原理。探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件,这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。这种探测器是以探测人体辐射为目标的。这样的称之为被动红外探测器, 动物也有热量会发射红外线,所以常规的吸顶式人体红外探测器是没办法区分人和动物的。技术的不断突破,也推动着红外传感器的市场应用进一步扩大。现在市面上也有一些防小宠物的红外报警器,被动红外探测器发展到今天,在技术上已经比较成熟,防小宠物是被动红外探测器的复一种重要的功能,每个生产厂家对抗小宠物干扰的处理方式是不一样的,但不外乎有两种方式:一种是物理方式,即通过菲涅尔透镜的分割方式的改变来降低由于小宠物引起误报的概率,这种方式是表面的,效果也是有限的。第二种方式是采用对探测信号处理分析方式主要是对探测的信号进行数据采集,然后分析其中的信号周期,幅度,极性 .这些因素具体反应出移动物体的速制度、热释红外能量的大小,以及单位时间内的位移。探测器中的微处理器将采集的数据进行分析比较,由此判断移动物体可能是人还是小动物 。由此看来,我们要注意的是被动红外探测器的防小宠物百的功能是相对的。这种相对性包括两个方面,一个是防宠物是相对的,相对于没有防宠物功能的探测器其误报率是大大降低了,它对小宠物的数量和大小有一定限度的。第二方面是安装位置是要有一定要求度的,并不是随意的安装就可以达到防小宠物功能。随着技术的不断研发,目前,红外探测传感器正朝着探测率更高,响应波长更大,响应时间更短,抗干扰性能更高,生产成本更低的方向发展。建大仁科RS-HW-N01型吸顶式人体红外传感器小巧玲珑,内部配置人体双元热释红外传感器和少量外接元器件,采用吸顶式安装,安装高度在2.5~6m之间,安装高度在3.6m时,能都形成直径6m的探测范围,将其用在机房环境监测系统中能够对机房环境实现360度的全方位探测,是一款稳定性较高的被动红外传感器。吸顶式人体红外传感器设备内部使用8-bit 低功耗CMOS处理器,采用先进的信号分析处理技术,配备较高性能的传感信号处理集成电路,具有超高的探测和防误报性能;具有抗RFI干扰(20~1000MHZ,如移动通信)的功能;设备具有自动温度补偿功能,在温度-10℃~50℃之间,相对湿度≤95%的环境内工作,不会出现凝露现象。使用者将人体红外探测器安装在机房出入口处,当有人非法闯入红外探测区域时,探测器会自动对他进行探测,若发现他在区域内活动,会立刻启动安全报警功能:设备上的LED指示灯变亮,并把告警信息通过环境监控主机上传至机房环境监测系统,系统也会在给管理人员发送有人非法入侵告警信息。吸顶式人体红外传感器的测量范围如下图:人体红外传感器起到智能安防的作用。为方便用户使用,还具有报警延时和延时报警的功能,在具体使用中用户可根据情况,将报警持续时间调整为30s、10s或5s;延时报警则通过管理软件进行设置修改。安装人体红外传感器不仅仅是为了防贼,更重要的是保障人身安全。侵入者的非法反侦测技术手段的提高,普通的门禁不能完全阻止他们,而吸顶式红外探测器性能稳定,具有超高的探测和防误报性能,安装后也不易被人发现,被广泛应用于楼盘别墅、厂房、仓库、商场、写字楼等场所,进行安全防范。
  • 褚君浩:传感器,让我们的敏感神经更敏感
    褚君浩,中国科学院院士,红外物理学家、半导体物理和器件专家,中国科学院上海技术物理研究所研究员,东华大学理学院院长。他是我国培养的第一个红外物理博士,从20世纪70年代末开始,他就专注于红外探测器的研究,并与汤定元、徐世秋两位科学家研究了一种全新的半导体材料,创造性地提出了测算这种材料特性的公式,该公式最终以三位中国科学家的名字命名,被称为CXT公式,成为判断红外探测器新材料、新结构的参照标准。他的专著《窄禁带半导体物理学》,被国外20多个研究机构作为相关材料和器件研究的理论依据。  智能时代,传感器无处不在。传感器与计算机、通信被称为信息系统的三大支柱,成为衡量一个国家科技水平以及是否处在国际战略竞争制高点的一个重要标志。各种机器设备中的传感器就相当于人类的五官和神经系统,它们让机器能听、能闻、能看,从而更好地感知、学习和进化,为我们提供高精度、智能化的服务。传感器家族有哪些成员?它们能为我们提供怎样的服务?高性能传感器的市场长期被美国、日本、德国的企业占据,我国科学家如何才能在这一领域拼出一席之地?  简单来说,传感器就是用材料经过一定的设计,做成的一个器件,取代耳朵、鼻子、舌头、眼睛、皮肤的功能。它能够看得见、听得见,能够闻得出味道,能够感知到。它可以比人类的功能更强大,所以传感器要具有高性能。传感器具有的高性能,一般要超过人类的五官,能够听得到很远的声音,能够看得见红外光。  日常生活当中传感器非常多,最敏感的一个传感器大家可能没注意:你把手机靠近耳朵的时候,手机的屏幕就暗了,所以随便怎么碰耳朵,照样可以打电话,这就是手机传感器在起作用。手机里面传感器最多,而且都很小、很灵敏。现在传感器的发展趋势就是高精度、高灵敏、高速响应、高稳定性、高可靠性、微型化、柔性化、多功能集成化、数字化、智能化、无线通信化,另外还要绿色环保。  没有传感器就无法数字化  2019年,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面。嫦娥四号搭载了多种科学探测仪器,可以探测月球表面的地形地貌、月表物质的成分和月球表层的结构。嫦娥四号的着陆器上还安装了4个与月壤直接接触的温度计,可每900秒测量一次月壤的温度,这也是人类首次实现在月球背面对月壤温度进行原位测量。我们进入了一个智能化的时代,上至宇宙探索,下至日常生活,数字技术已经渗透到方方面面,农业测产、荒野探矿、太空探月都离不开传感器,传感器信息采集功能的重要性也因此越来越凸显。物联天下,传感先行,无论是“大数据”“人工智能”,还是“物联网”,其最重要的“基石”就是传感器技术。那么,传感器技术怎样进行数据的采集、存储、计算?  智能时代的最大特点就是智能化系统的运用。智能化系统有三大支柱:动态感知、智慧识别、自动反应控制。比如机器人能够把乒乓球打到,首先是动态感知,看到这个球怎么过来;其次要分析这个球会从哪里进来,这是智慧分析;然后它采取措施,打到这个球。智能化系统最后的出路就是推动人工智能、智慧地球、数字城市的建设。这个系统最大的核心就是数字化,因为只有数字化才能定量化、精准化、规律化、智慧化,最后促进数字经济的发展。  数字经济的“数字”从哪里来?就是靠传感器来的,所以传感器是大数据的源头。数据有两类:一类是文本大数据,另一类是物理大数据。物理大数据是靠传感器实时获得的,这类数据好多都是声、光等类型的,它们属于一个波动世界。这个波动世界里面的数据量特别大,一个波有振幅、有位相、有频率,还有偏振等等,再加上时间、空间等海量的大数据,就可以告诉我们好多信息,然后对这些信息进行分析。  传感器和物联网是智慧地球、智慧城市两个核心技术。智慧分析就是从大数据分析出一些我们所需要的信息。现在浙江省义乌市有一座大桥里面安装了好多传感器,通过传感器看它里面振动的应力波形,不同的车辆开过去波形都会有变化。如果有一天发现应力情况异常,就会报警。  传感器是支撑智能化最重要的“一条腿”。无线通信接收信号要靠传感器,通信卫星主要就是发射和接收,接收需要传感器,没有传感器,通信就中断了,后面的智能化更无法实现。可以说没有传感器,就没有智能时代;没有传感器,也没有信息化时代。  我国传感器技术与国外的差距及优势  一部智能手机中有20多个传感器,一部汽车更是有多达上百个各类传感器。无处不在的传感器,已经成为全世界最具发展潜力的高新技术产业。但是,目前全球2万多种传感器产品中,我国能生产的只有大约6000种,远远不能满足国内市场的需求。智能手机中,传感器几乎均为国外产品,每年我国各种中高端传感器进口占比高达80%,传感器芯片进口的占比甚至要达90%。我国传感器技术与国外的差距究竟在哪里?如何才能打开自己的一片天地?  传感器国内一般来说都能制造,在一般的应用上面也都适用,但是在高端应用、精细应用方面和国外有差距,这就要发扬工匠精神赶超世界一流。  我们也有自己的优势领域,有一本最有名的科学手册叫《LandoldtBoerstein》,这本科学手册,到现在已经有140年历史了,它每隔10年到15年要修订一次,我就是负责碲镉汞材料修订的作者负责人,因为在这个领域,我国科学家做的工作国际上认可,所以我们有这个资格来承担这项工作。  发展传感器,我国过去有一个弊端,就是买得到自己就不做了,但是红外探测器高端的买不到,就只能自己做,我们反而做出来了。其实在有些核心的关键领域还是要自立自强。我们现在好多企业,在红外传感器方面,水平不断地在提升。另外,要发展智能化,把芯片技术感受到的传感信息,智能化地分析处理,这就是当前传感器发展的趋势。  智能时代的“桥梁”  2019年4月15日,法国巴黎圣母院起火,考虑到空中投水可能造成建筑及文物损毁,法方派遣无人机捕获实时图像,为消防员实现精确定点扑救提供了重要支持。这其实得益于物联网技术的普及。互联网、物联网,一字之差,但两者截然不同。如果说,互联网是人们用来进行信息传播和共享的平台,那么,物联网就是“物物相连的互联网”,所不同的是,物联网是通过传感器、红外等各种感知设备,将信息传送到接收器,再通过互联网实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护。如今,物联网已经广泛应用在智慧城市、智慧医疗、智慧农业等众多领域,而传感器作为智能时代的“桥梁”,在各个领域智慧建设中已不可或缺。未来,传感器在智慧城市、智慧医疗、智慧农业等领域还能起到怎样的作用?  江苏无锡有一家公司,在公司每个区域里所有的转动部分都安装了传感器,这样在办公室里可以监控所有的电梯、马达是否正常。如果哪个地方不正常,控制室就亮黄灯了,马上就可以派人去修理。这就是智慧城市管理的一方面。  现在抑郁症很多,还有一些小孩患抑郁症,抑郁症当然有多种识别方法,也可以做成一个小的设备,定量分析患者的抑郁程度,这都是传感器信息获取分析的可能应用。如果我们人体里面都有传感器,比如口袋里放个心脏传感器,心电图随时可以拿到,如果一个人心脏有点不舒服了,跟医生打个电话,说我现在心脏不舒服,或者发条微信给他,这个是互联网技术的应用;但如果这个传感器的信号直接送到分析中心,分析中心就能够根据GPS定位知道人在什么位置,马上通知相关机构采取措施,这就是物联网技术应用。物联网技术在人类健康上面大有用处。  人类现在要进入智能时代,智能时代的最大特点就是智能化系统的运用,智能化系统非常重要的核心就是传感器,传感器就是我们的敏感神经。在智能时代的背景下,我们要努力打造敏感神经,通过科技创新手段不断提升信息传感水平,不断提升智慧分析水平,从而发展物联网、人工智能、智慧地球的事业,促进数字经济的发展和城市数字化转型,最终提升人们的生活水平。
  • 传感器产业深挖应用需求是关键
    传感器是物联网采集信息的终端工具,如同物联网的“触手”,是感知技术的最核心硬件。日前,传感器技术与产业发展国际高峰论坛在新吴区举行,来自国内外传感器领域的知名专家、企业、投资人等汇聚于此,就全球传感器产业发展及前端科技研发成果进行探讨。“作为国家级传感网创新示范区,无锡去年传感网及相关产业产值已达到2658亿元,相关企业2000余家,从业人员超过15万人。”工信部电子信息司副司长乔跃山详细介绍了我国及无锡近年来在传感器领域取得的成绩。他认为,传感器产业的发展离不开行业应用,深入挖掘健康养老、教育、医疗、工业等领域应 用需求,是加快做强传感器产业的必由之路。专家、企业代表们怎么看待传感器及物联网的发展趋势?美国麻省理工大学教授、美国光学学会院士、国际光学MEMS会议主席乔治巴巴斯塔蒂斯的观点是:未来不同的传感器将走向交汇融合。中兴通讯副总裁刘建业认为,物联网需要行业协同及云端连接。他说,中兴通讯正在构建CLAA生态联盟,打造共享共建运营及物联网,目前已有290家企业进入。中国科学院微电子研究所所长叶甜春坦言,我国传感器产业基础仍然薄弱,MEMS与IC的融合将是最重要的趋势,传感器制造技术将逐步向代工模式转变,移动互联的广泛应用将推动传感器向低功耗、智能化发展。在开放论坛环节,美新半导体董事长赵阳,中科院院士、清华大学副校长尤政,中科院上海高等研究院院长封松林,新加坡南洋理工大学MEMS中心主任缪建民等专家围绕MEMS技术在全球传感器发展中的作用、中国企业的国际竞争态势等话题展开脑力激荡,共同为下一个万亿市场汇聚行业智慧。国产 品质 熔样机 特耐衬里论坛还设有发布环节。无锡高新区智能传感器特色产业发展现状、国联百亿产业基金、中兴智能交通智慧停车云服务平台、《万物互联》物联网报告书、美新半导体最新MEMS产品等相继亮相。 本文来自仪器仪表商情网
  • 宋延林课题组利用打印技术制备高性能无铅柔性压电声敏传感器
    根据世界卫生组织的数据,全球约4.3亿人因耳蜗受损而遭受听力损失,改善听力主要靠人工耳蜗。然而,传统的人工耳蜗语音识别能力较低,而且刚性电极与软组织间的不匹配可能导致神经损伤和耳鸣等问题。随着物联网和人工智能的发展,柔性自供电人工耳蜗的研究引起了广泛关注。在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院和北京市的大力支持下,化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组近期在各向异性材料合成和图案化器件制备方面取得了系列进展,如二维MXene与纳米晶复合材料研究(J. Mater. Chem. A, 2022, 10, 14674-14691 Nano Res. 2022, DOI:10.1007/s12274-022-4667-x),直写高性能原子级厚二维半导体薄膜和器件(Adv. Mater. 2022, DOI:10.1002/adma.202207392),制备基于交替堆叠微电极的湿度传感超级电容器(Energy Environ. Mater. 2022, DOI:10.1002/eem2.12546)等。压电材料可以作为未来人工耳蜗的有利候选材料,然而,主流含铅压电材料与生物不相容,对环境不友好,其他压电材料的电输出功率由于声电转换性能低,不足以直接刺激听觉神经。因此,制造高性能无铅柔性压电声学传感器意义重大。最近,他们受人类耳蜗外耳毛细胞的启发,报道了一种基于准同型相边界的多组分无铅钙钛矿棒的直写微锥阵列策略,该策略一方面利用取向工程和在两个不同正交相(Amm2和Pmmm)之间形成的准同型相边界,显著提高应力对压电材料性能影响,实现压电响应增强;另一方面在压电薄膜表面引入微锥阵列,增加与声波的接触面积,增强对声波的吸收,从而制备高性能柔性压电声学传感器(FPAS)。该传感器显示出高灵敏度、宽频率响应的特点,覆盖常用的语音频率,同时具有角度灵敏度,可用于记录声音信号,并实现语音识别和人机交互。FPAS还具备防水和耐酸碱等特点,满足自然环境对可穿戴声学传感器的要求。研究成果近日发表于Matter期刊上(https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.11.023),论文第一作者是硕士生向钟元,通讯作者是宋延林研究员和李立宏副研究员。 图1. 微锥阵列柔性压电声敏器件应用演示图图2. 声音数据采集、人机交互应用和FPAS的防水性能
  • 小小传感器 助力城市环境监测
    生态环境治理精细化是新时代生态文明建设的新要求、新考验,道路作为城市的血管,密集处往往是人口聚居地、各类污染排放聚集区。近年来我国科技工作者开展大气传感器的相关研发,为城市大气污染监测与溯源提供更精细的技术工具和数据支撑,助力提升大气污染防治精细化水平。在济南,技术人员将传感器“藏”在出租车中,实现对道路PM2.5、PM10等空气污染物浓度的实时移动监测,传感器定位精度小于20米,每3秒上传一组数据。300辆装有传感器的出租车每天合计行程超过 6.9万公里,数据超过360万组,平均每天可覆盖95%以上的主城区机动车道路,依托传感器的有力支撑,完美弥补了定点大气网格化监测的不足,能以最快速度掌握城市环境的具体情况。环境污染较为严重的区域还包括施工场地。土石方填挖、建筑材料装卸、建筑拆除及建筑垃圾消纳等施工工序中均会产生扬尘,想要实现城市治理精准化、精细化,借助物联网、传感器等数字化技术进行实时监测尤为关键。传感器接入扬尘监测云平台,则能够对施工场地的黄土覆盖、监控设施与扬尘监测设备PM2.5和PM10数值等方面进行监控,有利于及时落实防控措施情况,并对施工项目的扬尘治理工作进行有序推进,足以可见小小传感器可以针对施工场地起到日常监督管理的作用。资料图片:工作人员操作的智能无人监测船在对河道进行水质快速监测分析在水质监测方面,想要及时发现水生态环境问题,从而实现视觉感知、数据采集、图像分析、信息处理等数字化服务,监测平台可采取给摄像头增加滤光镜和布设水下传感器的方式,这项技术利用水质监测、视频监控等不同类型来源的水质数据进行算法模型分析,从而快速锁定污染源,将可能出现的水质污染情况、位置等数据及时传送到监管部门。相信在未来,数据准确、参数齐全的新型传感器会陆续登上舞台,通过多参数、全方位和更加精确的数据支撑进行环境监测,提升我们对城市污染的科学认识,助力城市生态环境一路向好。
  • 大连理工大学陈珂:高精度光纤光声气体传感器及装置
    在满足目前各种应用需求的前提下,光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中,不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果,特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力,引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议(iCS 2023)中,近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力,纷纷展示了一系列的创新成果:从仪器整机到关键部件;从系统集成到方法开发;从大型科研仪器,到用于现场的便携、手持设备;从实验室检测设备,到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果,同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流,会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展,集中展示本次光谱会凸显的创新成果,包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。大连理工大学 陈珂副教授本次会议中大连理工大学陈珂副教授介绍了其课题组在光纤光声气体传感技术及应用方面开展的一系列工作(点击回看》》》),得到与会老师的关注和认可。会后,我们也再次邀请陈珂副教授分享大连理工大学光纤光声传感研究团队的系列成果。1、成果简介大连理工大学光纤光声传感研究团队开展了光纤声波/振动传感技术和光声光谱微量气体检测技术的应用基础研究工作。在光纤传感技术研究方面,首次提出并设计了超高灵敏度光纤悬臂梁声波传感器,信噪比相比于传统电学麦克风提高了1-2个数量级;研制出超高速振动/声波传感解调仪器,采用光谱解调法实现了200 kHz的解调速度,将解调算法集成到FPGA中,大幅度提升了解调的稳定性。在光声光谱技术研究方面,将光纤声波传感器用于光声信号探测,提出了干涉型光纤声波锁相探测方法,设计了新型的光纤悬臂梁增强型光声光谱仪器,实现了对多种微量气体的超高灵敏度检测。研究了基于光纤光声传感的变压器油中溶解气体原位检测技术,研究了气体绝缘设备中六氟化硫分解产物的光纤光声检测技术,并在多个变电站开展了示范应用。根据变压器油中溶解气分析和煤矿瓦斯突出应用需求设计了多套激光光声光谱多组分气体分析仪器,掌握了目前世界上唯一的高瓦斯背景中多组分微量气体光学检测技术。成果1:光纤振动/声波传感器及解调仪器设计的光纤振动/声波传感器采用MEMS悬臂梁结构,具有灵敏度高、稳定性好的特点。研制了基于光谱解调的超高速光纤法布里-珀罗(F-P)传感解调仪,在FPGA中集成光谱采集、光谱相位解调等功能,显著提升了解调速度和稳定性。成果2:光声光谱变压器油中溶解气体分析仪针对高电压油浸式变压器油中溶解气体分析需求,研制了多套激光光声光谱气体分析仪。其中对油中溶解乙炔气体的检测极限达到0.05μL/L。,同时课题组还开发了光声光谱油中溶解气体原位检测仪,可以直接将光声传感器安装于变压器取油口。 成果3:光纤光声传感解调仪器本团队创新性地将光纤F-P声波传感器用于微弱光声信号探测,研制了多套光纤光声传感解调仪器。在FPGA中集成了相位解调算法、数字锁相、激光调制等功能。对乙炔气体的检测极限可达到ppt量级。 成果4:光声光谱煤矿自然发火监测仪研制的光声光谱煤矿自然发火监测仪,可对多种特征气体进行同时测量。检测指标如下:乙炔:0.5ppm;乙烯:1ppm;一氧化碳:1ppm;乙烷:5ppm;甲烷:0.1%;二氧化碳:0.1%成果5:高精度光声光谱环境气体分析仪开发的二氧化氮和二氧化硫气体分析仪,可对环境中痕量气体进行实时监测。二氧化氮气和二氧化硫气体的检测限分别达到1ppb和10ppb。下图中实验数据是开发的二氧化氮气体分析仪与环境监控站的对比结果。成果6:多通道同步FPGA数字锁相放大器针对光谱探测中微弱光信号检测需求,开发了多通道同步FPGA数字锁相放大器。采用定制的线阵探测器对光谱进行同步快速读取,光功率检测极限达到10fW量级,动态范围达到120dB。2、产业化探索本团队开发的光谱检测、光纤传感类检测仪器具有较高的技术成熟度。在电力、石化等行业具有较好的应用前景。3、课题组未来研究计划光声光谱与光纤传感技术结合后,具有本质安全、抗电磁干扰、灵敏度高、可远距离探测以及多点测量等优势。本课题组将重点研究光纤光声传感技术中的基础科学问题以及工程应用关键技术。欢迎电力、石化、煤矿和环境监测等相关科研院所和公司联系我们。联系人:陈珂(大连理工大学)Email:chenke@dlut.edu.cn课题组介绍陈珂,大连理工大学光电工程与仪器科学学院副教授,博士生导师,大连市青年科技之星,光纤光声传感团队负责人,主要从事光纤传感、激光光谱和微弱信号检测等方面的研究工作。担任中国光学工程学会光谱技术及应用专委会委员,中国电气工程学会测试技术及仪表专委会状态监测学组委员,国家自然科学基金通讯评审专家。工作近8年来,共主持科研项目32项,其中,国家自然科学基金面上项目等国家级项目2项,省部级项目2项,大连市高层次人才创新支持计划项目1项,企业合作项目20余项;在Analytical Chemistry、Optics Letters等期刊上发表SCI/EI论文93篇,其中第一/通讯作者论文63篇;已申请和授权发明专利43项,其中第一发明人专利21项。
  • 国投创合领投高华科技,拓展高端传感器领域布局
    近日,国投创合完成对高端传感器领先企业南京高华科技股份有限公司的投资,支持企业新技术开发、新产品研制及新市场拓展。高华科技本轮融资数亿元。高华科技是以研发高可靠MEMS传感器、智能传感器及工业互联网系统工程为主的高新技术企业,批量化研制工业级压力、加速度、温度、湿度、位移、转速、热流等各类传感器,核心技术自主可控,关键芯片自主研发,高质量完成了航空航天、高铁动车、矿山矿井、船舶、工程机械等重大工程所需传感器的研制和批量配套任务。高华科技曾获中国载人航天、空间站建设有功单位,探月工程嫦娥四号任务突出贡献单位等荣誉称号。其产品在多个领域实现“零的突破”,成为“国产首台(套)”,并实现“量产配套”。高华科技建有两万多平方米的研发及制造基地,已通过ISO9001、IRIS认证、CCS型式认证、MA矿用安全标志等行业产品认证。其设备智能运维平台利用智能感知、物联网、大数据、边缘计算等技术,聚焦钢铁、化工、煤炭等行业的关键设备,通过对现场设备进行数据采集、分析,实现实时检测、故障诊断和预测性维护;通过对设备数字化建模,构建适合现场应用的智能预警体系;利用智能诊断模型、专家人工诊断等多种方式在线提供诊断结论,并结合可视化技术展示设备的全生命周期管理,以助力工厂降本增效。高华科技不仅先后承担多项国家重大科研课题,还与北京大学微米纳米加工技术国家重点实验室共建传感器技术联合实验室,与中国宝武钢铁集团有限公司等建立战略合作伙伴关系,是中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会理事单位、铁道机车与动车理事会理事单位。
  • 工信部官员:中国传感器产业已形成完整产业体系
    p   中新网南京9月9日电 (孙权 杨颜慈)2017世界物联网博览会的首场活动――传感器及智能化系统应用国际高峰论坛9日上午在江苏无锡拉开帷幕。工业和信息化部电子信息司副司长彭红兵到会发言时表示,传感器产业的发展离不开行业应用,在未来,除了要加强政策协同引导外,还要完善标准检测体系、发展创新创业平台并打造产业生态体系。 /p p   彭红兵认为,从产业现状来看,中国传感器产业已经形成从技术研发、设计、生产到应用的完整产业体系,部分细分领域已跻身世界领先水平。但就总体水平而言,国产的传感器产品仍以中低端为主,技术水平相对落后。中国市场上的中高端传感器进口占比达80%,数字化、智能化、微型化产品严重欠缺。 /p p   去年9月,工业和信息化部正式发布了《智能硬件产业创新发展专项行动(2016-2018年)》的文件,随着《中国制造2025》、“互联网+”行动计划以及《国家集成电路产业发展推进纲要》的大力推进,传感器技术及传感器产业的重要地位日益凸显。在市场需求扩大、政策引领等一系列利好因素下,中国传感器产业竞争力有望进一步提升。 /p p   彭红兵指出,传感器产业的发展离不开行业应用,深入挖掘健康养老、教育、医疗、工业等领域应用需求,是加快、做强传感器产业的必由之路。针对现阶段对医疗健康养老的巨大需求,需鼓励传感器、智能硬件企业与健康养老机构对接,对健康数据进行整合管理,实现与相关健康养老服务平台的数据集成应用。 /p p   此外,还要推动智能医疗健康设备在诊断、治疗、护理、康复等环节的应用,加强医疗数据云平台建设。结合“中国制造2025”的国家战略,鼓励工业企业与智能硬件厂商协同联动,开展工业级智能硬件系统的集成适配,加快重点领域的智能化改造进程,提高敏捷制造、柔性制造能力,发展基于智能硬件的工业远程维护、工业大数据分析等新兴服务发展。 /p p   在具体推进措施上,彭红兵认为要加强政策协同引导、完善标准检测体系、发展创业创新平台、打造产业生态体系。具体而言,就是要人工智能产业发展联盟框架下成立智能硬件工作组,编制产业发展白皮书。鼓励公共服务部门创新应用模式,加快数据资源的有序开放。加强智能硬件知识产权政策研究,做好智能硬件知识产权布局、专利风险防控机制等方面的咨询和服务。鼓励智能硬件骨干企业在工业、医疗和车载等重点领域开展基于软硬件IP核的产品研发及应用。支持第三方机构开展智能硬件产品及方案的测评与宣传推广。加强用户信息安全保护,做好市场监管和行业自律,维护产业良好声誉。 /p p   据悉,传感器作为物联网采集信息的终端工具,如同物联网的“电子五官”,是物联网的基石,“物联天下、传感先行”是当今物联网行业的共识。9日上午举行的论坛,汇聚了来自全球传感器领域的重磅嘉宾及世界各国专家的真知灼见,呈现了全球传感器及智能化系统应用的发展现状与前端科技研发成果,展望了全球传感器及物联网发展趋势。 /p p br/ /p
  • 告别盲人摸象,传感器融合才是智能社会的标配
    今天,我们的生活高度依赖传感器。传感器作为人类“五感”的延伸,去感知这个世界,甚至可以观察到人体感知不到的细节,这种能力也是未来智能化社会所必须的。不过,单个传感器的性能再卓越,在很多场景中还是无法满足人们要求。比如汽车中昂贵的激光雷达可以根据生成的点云,判断出前方有障碍物,但想准确得知这个障碍物是什么,还需要车载摄像头帮忙“看”一眼;如果想感测这个物体的运动状态,可能还需要毫米波雷达来助阵。这个过程就好比我们熟悉的“盲人摸象”,每个传感器基于自己的特性和专长,只能看到被测对象的某一个方面的特征,而只有将所有特征信息都综合起来,才能够形成更为完整而准确的洞察。这种将多个传感器整合在一起来使用的方法,就是所谓的“传感器融合”。对于传感器融合,一个比较严谨的定义是:利用计算机技术将来自多传感器或多源的信息和数据,在一定的准则下加以自动分析和综合,以完成所需要的决策和估计而进行的信息处理过程。这些作为数据源的传感器可以是相同的(同构),也可以是不同的(异构),但它们并不是简单地堆砌在一起,而是要从数据层面进行深度地融合。实际上,传感器融合的例子在我们生活中已经屡见不鲜。归纳起来,使用传感器融合技术的目的主要有三类:●获得全局性的认知。单独一个传感器功能单一或性能不足,加在一起才能完成一个更高阶的工作。比如我们熟悉的9轴MEMS运动传感器单元,实际上就是3轴加速传感器、3轴陀螺仪和3轴电子罗盘(地磁传感器)三者的合体,通过这样的传感器融合,才能获得准确的运动感测数据,进而在高端VR或其他应用中为用户提供逼真的沉浸式体验。●细化探测颗粒度。比如在地理位置的感知上,GPS等卫星定位技术,探测精度在十米左右且在室内无法使用,如果我们能够将Wi-Fi、蓝牙、UWB等局域定位技术结合进来,或者增加MEMS惯性单元,那么对于室内物体的定位和运动监测精度就能实现数量级的提升。●实现安全冗余。这方面,自动驾驶是最典型的例子,各个车载传感器获取的信息之间必须互为备份、相互印证,才能做到真正的安全无虞。比如当自动驾驶级别提升到L3以上时,就会在车载摄像头的基础上引入毫米波雷达,而到了L4和L5,激光雷达基本上就是标配了,甚至还会考虑将通过V2X车联网收集的数据融合进来。总之,传感器融合技术恰似一个“教练”,能够将性能各异的传感器捏合成一个团队,合而为一又相互取长补短,共同去赢得一场比赛。选定了需要融合的传感器,怎么融合则是下一步要考虑的问题。传感器融合的体系结构,按照融合的方式分为三种:●集中式:集中式传感器融合就是将各个传感器获得的原始数据,直接送至中央处理器进行融合处理,这样做的好处是精度高、算法灵活,但是由于需要处理的数据量大,对中央处理器的算力要求更高,还需要考虑到数据传输的延迟,实现难度大。●分布式:所谓分布式,就是在更靠近传感器端的地方,先对各个传感器获得的原始数据进行初步处理,然后再将结果送入中央处理器进行信息融合计算,得到最终的结果。这种方式对通信带宽的需求低、计算速度快、可靠性好,但由于会对原始数据进行过滤和处理,会造成部分信息的丢失,因此原理上最终的精度没有集中式高。●混合式:顾名思义,就是将以上两种方法相结合,部分传感器采用集中式融合方式,其他的传感器采用分布式融合方式。由于兼顾了集中式融合和分布式的优点,混合式融合框架适应能力较强,稳定性高,但是整体的系统结构会更复杂,在数据通信和计算处理上会产生额外的成本。对于传感器融合方案,还有一种按照数据信息处理阶段进行分类的思路。一般来说,数据的处理要经过获取数据、特征提取、识别决策三个层级,在不同的层级进行信息融合,策略不同,应用场景不同,产生的结果也不同。按照这种思路,可以将传感器融合分为数据级融合、特征级融合和决策级融合。●数据级融合:就是在多个传感器采集数据完成后,就对这些数据进行融合。但是数据级融合处理的数据必须是由同一类传感器采集的,不能处理不同传感器采集的异构数据。●特征级融合:从传感器所采集的数据中提取出能够体现监测对象属性的特征向量,在这个层级上对于监测对象特征做信息融合,就是特征级融合。这种方式之所以可行,是由于部分关键的特征信息,可以来代替全部数据信息。●决策级融合:在特征提取的基础上,进行一定的判别、分类,以及简单的逻辑运算,做出识别判断,在此基础上根据应用需求完成信息融合,进行较高级的决策,就是所谓的决策级融合。决策级融合一般都是应用导向的。如何选择传感器融合的策略和架构,没有一定之规,需要根据具体的实际应用而定,当然也需要综合算力、通信、安全、成本等方面的要素,做出正确的决策。不论是采用哪种传感器融合架构,你可能都会发现,传感器融合很大程度上是一个软件工作,主要的重点和难点都在算法上。因此,根据实际应用开发出高效的算法,也就成了传感器融合开发工作的重中之重。在优化算法上,人工智能的引入是传感器融合的一个明显发展趋势。通过人工神经网络,可以模仿人脑的判断决策过程,并具有持续学习进化的可扩展能力,这无疑为传感器融合的发展提供了加速度。虽然软件很关键,但是在传感器融合过程中,也并非没有硬件施展拳脚的机会。比如,如果将所有的传感器融合算法处理都放在主处理器上做,处理器的负荷会非常大,因此近年来一种比较流行的做法是引入传感器中枢(Sensor Hub),它可以在主处理器之外独立地处理传感器的数据,而无需主处理器参与。这样做,一方面可以减轻主处理器的负荷,另一方面也可以通过减少主处理器工作的时间降低系统功耗,这在可穿戴和物联网等功耗敏感型应用中,十分必要。有市场研究数据显示,对传感器融合系统的需求将从2017年的26.2亿美元增长到2023年的75.8亿美元,复合年增长率约为19.4%。可以预判,未来传感器融合技术和应用的发展将呈现出两个明显的趋势:●自动驾驶的驱动下,汽车市场将是传感器融合技术最重要的赛道,并将由此催生出更多的新技术和新方案。●此外,应用多元化的趋势也将加速,除了以往那些对于性能、安全要求较高的应用,在消费电子领域传感器融合技术将迎来巨大的发展空间。总之,传感器融合为我们洞察这个世界提供了更有效的方法,让我们远离“盲人摸象”般的尴尬,进而在这个洞察力的基础上,塑造更智能的未来。
  • PM2.5的测试方法及PM2.5传感器的工作原理
    细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。目前测量PM2.5的方法主要有以下5种:一种:红外法和浊度法红外由于光线强度不够,只能用浊度法测量。所谓浊度法,就是一边发射光线,另一边接收,空气越浑浊光线损失掉的能量就越大,由此来判定目前的空气浊度。实际上这种方法是不能够准确测量PM2.5的,甚至光线的发射、接收部分一旦被静电吸附的粉尘覆盖,就会直接导致测量不准确。这种方法做出来的传感器只能定性测量(可以测出相对多少),不能定量测量(因为数值会飘)。更何况这种方法也区分不出颗粒物的粒径来,所以凡是用这种传感器的性能都相对要差一些。第二种:激光法和粒子计数法就是激光散射,而不是直接测量浊度,这一类的传感器共同的特点就是离不开风扇(或者用泵吸),因为这种方法空气如果不流动是测量不到空气中的悬浮颗粒物的,而且通过数学模型可以大致推算出经过传感器气体的粒子大小,空气流量等,经过复杂的数学算法,最终得到比较真实的PM2.5数值,这一类传感器是激光散射,对静电吸附的灰尘免疫,当然如果用灰尘把传感器堵死了,自然也不可能测到。第三种:Beta射线法Beta射线仪是利用Beta射线衰减的原理,环境空气由采样泵吸入采样管,经过滤膜后排出,颗粒物沉淀在滤膜上,当β射线通过沉积着颗粒物的滤膜时,Beta射线的能量衰减,通过对衰减量的测定便可计算出颗粒物的浓度。Beta射线法颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、样品动态加热系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h的环境空气样品经过PM10采样头和PM2.5切割器后成为符合技术要求的颗粒物样品气体。在样品动态加热系统中,样品气体的相对湿度被调整到35%以下,样品进入仪器主机后颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。在仪器中滤膜的两侧分别设置了Beta射线源和Beta射线检测器。随着样品采集的进行,在滤膜上收集的颗粒物越来越多,颗粒物质量也随之增加,此时Beta射线检测器检测到的Beta射线强度会相应地减弱。由于Beta射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物的质量变化,仪器通过分析Beta射线检测器的颗粒物质量数值,结合相同时段内采集的样品体积,最终得出采样时段的颗粒物浓度。配置有膜动态测量系统后,仪器能准确测量在这个过程中挥发掉的颗粒物,使最终报告数据得到有效补偿,接近于真实值。第四种:微量振荡天平法微量振荡天平法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管,在其振荡端安装可更换的滤膜,振荡频率取决于锥形管特征和其质量。当采样气流通过滤膜,其中的颗粒物沉积在滤膜上,滤膜的质量变化导致振荡频率的变化,通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量,再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物标志的质量浓度。微量振荡天平法颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、滤膜动态测量系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h,环境空气样品经过PM10采样头和PM2.5切割器后,成为符合技术要求的颗粒物样品气体。样品随后进入配置有滤膜动态测量系统(FDMS)的微量振荡天平法监测仪主机,在主机中测量样品质量的微量振荡天平传感器主要部件是一支一端固定,另一端装有滤膜的空心锥形管,样品气流通过滤膜,颗粒物被收集在滤膜上。在工作时空心锥形管是处于往复振荡的状态,它的振荡频率会随着滤膜上收集的颗粒物的质量变化发生变化,仪器通过准确测量频率的变化得到采集到的颗粒物质量,然后根据收集这些颗粒物时采集的样品体积计算得出样品的浓度。5、重量法我国目前对大气颗粒物的测定主要采用重量法。其原理是分别通过一定切割特征的采样器,以恒速抽取定量体积空气,使环境空气中的PM2.5和PM10被截留在已知质量的滤膜上,根据采样前后滤膜的质量差和采样体积,计算出PM2.5和PM10的浓度。必须注意的是,计量颗粒物的单位ug/m3中分母的体积应该是标准状况下(0℃、101.3kPa)的体积,对实测温度、压力下的体积均应换算成标准状况下的体积。由于红外法测量PM2.5的传感器性能较差,且Beta射线法、微量振荡天平法、重量法三种方法的原理应用比较困难且价格较高,所以市面上比较多的是采用激光散射原理来测量PM2.5浓度的PM2.5传感器。 建大仁科空气质量变送器RS-PM-*-2是一款工业级通用颗粒物浓度变送器,采用激光散射测量原理,通过独有的数据双频采集技术进行筛分,得出单位体积内等效粒径的颗粒物粒子个数,并以科学独特的算法计算出单位体积内等效粒径的颗粒物质量浓度,以485 接口通过 ModBus-RTU 协议进行数据输出。可用于室外气象站、扬尘监测、图书馆、档案馆、工业厂房等需要PM2.5或 PM10浓度监测的场所。
  • 美2014年在5000米深海安装高科技传感器网
    地球表面约70%被海洋覆盖,但人们对于海洋还不够了解,研究也将继续。如何更加全面的了解海洋?尤其是神秘的海底世界?这就需要借助现代科技和高科技仪器设备。   传统的潜艇在水下停留时间有限,而卫星上的传感器对海底较深处的状况很难进行观测,这也使得海洋研究存在着一大瓶颈。目前美国科学家正计划在5000米深水的海底世界安装高科技传感器网,并已经做出了相关准备。   目前该项目已经投入1.53亿美元,由美国国家科学基金会资助,有望在2014年开始正常运转。研究人员借助特殊的机器人对太平洋西北地区5000米处的传感器网络的节点进行了检查,以确保该项目能够按计划进行。   该项目将会把科考船“托马斯?G?汤普森”号送到深达5000米的水下,研究该传感器列阵的进展。该列阵传感器将对海床、海面动静等进行监测。科学家将利用水诊器来监控波动情况,用地震检波器来追踪构造板块的运动情况,用高清相机和DNA取样器等进行数据采集,检测海水酸性等。此外还能够进行水下“吹雪机”拍照,研究这种巨大的自然现象。   一旦该项目完成启动,这将是一个具有深大意义的时刻。该海底高科技传感器网不仅能够推动海洋学的变革发展,测量海洋化学物质、生物学、物理和地质过程的变化,也将会为海底火山爆发等现象研究提供更多科学数据和资料。
  • 光纤传感器助力物联网发展市场容量将近万亿
    近年来,传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能 尽缘、无感应的电气性能 耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区或者对人有害的地区,如核辐射区),起到人的线人作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。   基本工作原理及应用领域   光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送进调制器,使待测参数与进进调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,在经过光纤送进光探测器,经解调后,获得被测参数。   光纤传感器的应用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的丈量。光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济和国防上所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了很多行业多年来一直存在的技术困难,具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:   1、市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松驰、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。   2、电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受电磁场的干扰,无法在这类场合中使用,只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时丈量空间温度场分布的高新技术,分布式光纤温度传感系统不仅具有普遍光纤传感器的优点,还具有对光纤沿线各点的温度的分布传感能力,利用这种特点我们可以连续实时丈量光纤沿线几公里内各点温度,定位精度可达米的量级,丈量精度可达1度的水平,非常适用大范围交点测温的应用场合。   在实际生活中,光纤传感器种类是非常多的,但是,我们将这些传感器类型归结为两大类型,即传感型与传光型。和传统电传感器进行比较,光纤传感器具有很多的优点,例如抗干扰能力较强、绝缘性好、灵敏度偏高,所以,当前在各个领域都有光纤传感器的身影。   光纤传感器助力物联网发展市场容量将近万亿   自出现光纤传感器后,它的优势与应用引起了各个国家人们的高度关注。并且对光纤传感技术进行了深入的研究。现如今,通过光纤传感器可以对位移、温度、速度、角度等物理量进行测量。现如今,很多西方发达国家将对光纤传感器研究的重点放在光纤控制系统、核辐射监控、民用计划等多个方面,同时已经取得了可喜的成绩。   我国对光纤传感器的研究起步较晚,有很多研究所、企业等对光纤传感器的深入研究促进了光纤传感技术的发展。在2010年,张旭平的关于&ldquo 布里渊效应连续分布式光纤传感技术&rdquo 通过了专家的鉴定。专家组都认为此技术有很强的创新性,技术已达到世界先进水平,因此,有广阔的发展前景。此技术的发展主要是应用了物联网技术,从而加速了我国物联网的发展。   传感器成为物联网极其重要的一组成部分。因此,传感器性能好坏决定了物联网的性能好坏。可以说,物联网获得信息的主要手段为传感器。这样一来,传感器所采集信息的可靠性与准确性都会对控制节点处理和传输信息产生一定影响。由此看来,传感器的可靠性、抗干扰性等都会对物联网应用性能发挥举足轻重的作用。   光纤传感技术在物联网中的应用   通过上述分析得知,物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数,从而为物联网更可靠的数据信息,再经过系统的处理,得到人们需要的结果。以下是对光纤传感技术在物联网中的应用进行详细的探讨。   目前应用最广的光纤传感器有四种,分别是光纤陀螺、光纤水听器、光纤光栅传感器和光纤电流传感器。其中,光纤陀螺有干涉型、谐振型和布里渊型三种类型,干涉型光纤陀螺是技术上很成熟的第一代商品化阶段,谐振光纤陀螺是处于实验室研究阶段的第二代,布里渊型光纤陀螺是在理论研究阶段的第三代光纤陀螺传感器 光纤水听器是在光纤、光电子技术基础上的一种水下声音信号传感器,这种传感器通过高度灵敏的光纤相干检测,把水中的声音信号转换成光信号,再通过光纤传到信号处理系统转换为声音信号,这种传感器按原理可以分为干涉型、强度型、光栅型等类型 在光纤光栅传感器的产品中包括应变传感器、温度传感器和压力传感器,其中光纤bragg光栅传感器是这几年的研究热点,它们大部分属于光强型和干涉型,并且各有利弊。自今年来电力的发展是突飞猛进的,这种情况下,面对着强大电流的测量问题,光纤电流传感器可以很好的避免一些由于电力过强而引发的事故。
  • 物联网产业链或进入爆发期 传感器率先受益
    6月11日,为期3天的&ldquo 2015中国国际物联网博览会&rdquo 开幕。工信部原副部长杨学山指出,物联网的发展与国家经济社会发展、转型升级密不可分,企业要围绕转型升级方向、战略布局物联网。交通运输部、住建部相关人士则透露,多部委正积极参与起草互联网+行动计划。   分析人士指出,物联网是链接一切的基础,也是互联网+的底层技术,随着智能设备的不断多样化,物联网的生态将逐步建立,物联网产业链或进入爆发期。   物联网爆发在即   今年政府工作报告提出,要制定&ldquo 互联网+&rdquo 行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。   目前,各部委正积极推进。交通运输部科技司处长邹力介绍,交通运输部正参与&ldquo 互联网+&rdquo 行动计划的编制,其中互联网+交通作为重要内容得到高度重视。   物联网作为互联网+的底层技术,一直是政策扶持的重点。工信部、发改委等多个部门设有物联网专项基金,相关部委推出了一批示范项目。   物联网在国际上也是各家抢占的高地。美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一,欧盟制定了促进物联网发展的十四点行动计划,日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一,韩国的IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一。   近日有消息称,新成立的WG10物联网标准工作组,将同步转移原中国主导的物联网体系架构国际标准项目(ISO/IEC 30141),并由无锡物联网产业研究院专家继续担任该体系架构项目组主编辑。这标志着我国继续拥有国际物联网标准最高话语权。   移动互联网的发展更催生物联网产业的发展。分析人士指出,如今智能硬件层出不穷,从智能手环到智能手表,从智能盒子到智能家居,无不是在强化硬件的远程操控力。智能化硬件之间的连接,让数据、信息、控制实现互通,而硬件本身提供的各种服务又帮助人们实现方便简单的智能化生活。这实际上就是物联网。   据Gartner预测,2020年全球将有260亿个联网对象(不包括PC、智能手机和平板),大约是2015年48.8亿个的5倍之多,物联网将迎来前所未有的发展。   传感器率先受益   目前,互联网巨头纷纷收购相关物联网技术公司,如Google收购Nest,Nest收购Dropcam,三星收购SmartThings,Facebook收购Oculus,赛普拉斯收购Spansion,高通收购CSR等,一系列与物联网应用相关的并购案,从IT、设备商延伸到了半导体和电子元器件等领域。分析人士指出,与物联网相关的收购案例集中爆发,反映出企业对物联网未来发展的普遍看好。   业内人士介绍,从网络结构上划分,物联网可分为感知层、网络层和应用层。感知层位于物联网三层结构中的最底层,是物联网的数据和物理实体基础。没有感知就没有物联数据的采集,也没有网络上物体的特征数据,感知是物联网的先行技术,也是物联网应用的核心。   感知层中的基本硬件包括各类传感器、RFID标签、GPS和识读器等基本标识和传感器件。目前A股中有航天电器、汉威电子、上海贝岭、远望谷等超过10多家上市公司涉足其中,另有多家A股公司有进军传感器领域的打算。   国内传感器市场呈现快速增长趋势,2009年到2013年市场年均增长速度超过20%,2014年市场规模达到860亿元,预计2015年市场规模或达到1100亿元以上。
  • 托普仪器成为国家传感器网络标准工作组正式成员
    物联网主要分为感知层、传输层和处理层,通过三者之间的联系,实现物与物之间的信息交换和联通。其中,感知层是物联网的基础,通过传感器采集大量信息,因此做好传感器技术攻关仍是重点工作。 在信息产业里往往是标准引领技术和产业的发展,传感器网络标准的制定工作至关重要。为尽快在物联网核心技术方面有所突破,2009年9月11日,国家传感器网络标准工作组经国家标准化管理委员会、工业和信息化部批准正式成立,负责组织开展传感器网络相关标准的研究和起草工作。 图为:国家传感器网络标准工作组成员单位证书 2010年,托普仪器开始拓展农业物联网领域,核心的传感器产品经过自主研发、生产和项目实践,现已形成标准化、规范化、智能化的传感体系。公司目前的传感器产品包括三大类,分别为:环境监测类、土壤监测类和植物生理监测类,可实现农业领域信息的实时采集。经过不懈努力,公司最终荣获“浙江省科学技术一等奖”,也正因为托普仪器的专业技术和雄厚实力,2014年5月,托普仪器正式成为传感器网络标准工作组一员。 业精于勤,托普仪器将本着求真务实的态度,不断探索传感器网络新技术、加快研究成果转化,配合制定符合我国需求的标准工作,为加速传感网标准的制修,进一步提高我国传感网技术水平而不断学习与实践。
  • 【2023世界传感器大会】无源无线传感与智能微系统分场活动成功举办
    11月5日-7日,由河南省人民政府和中国科学技术协会主办的2023年世界传感器大会在河南郑州举行。中国移动研究院联合中国仪器仪表学会、无源物联网技术联合创新中心、清华大学-中国移动联合研究院承办了无源无线传感与智能微系统分场活动,来自政产学研用各界千余人次参会。会议邀请了加拿大工程院沈卫明院士、河南省科学技术协会王继芬副主席、郑州市政府陈立志副秘书长致辞。来自中国科学院、清华大学、北京大学武汉人工智能研究院、意大利国家应用物理研究所、电子科技大学、上海交通大学等多家国内外学术机构的专家学者发表主题演讲。沈卫明院士在致辞中阐述了智能微系统的发展趋势和尚存技术挑战,强调了智能微系统发展离不开产业通力合作,共同探索新场景新模式。河南省和郑州市政府领导在先后致辞中强调了学术交流是科学创新的重要源泉,倡导各界加强交流,启迪智慧,推动无源无线与智能微系统的发展。来自中国科学院的载人航天工程空间应用系统副总师钟红恩、意大利国家应用物理研究所主任Anna MIGNANI分享了航空航天、食品分析等场景下对于无源无线传感器的需求以及痛点问题,并提出了针对性的解决方案。清华大学仪器科学与技术研究所所长赵嘉昊介绍了智能微系统集成化关键技术和最近研究进展,提出智能微系统未来向微型化和系统化发展,基于先进封装技术,实现低功耗、高密度、异质异构集成。北京大学武汉人工智能研究院执行院长吴志强教授介绍了智能感知和数据智能在社会治理中的重要意义,通过人工智能、大数据、云计算、互联网等信息技术的加持,将会为每一座城市带来更加智能化的社会治理方式。电子科技大学李建教授介绍了无源标签通过集成感知能力、通信能力和标识能力,将在泛在感知、泛在智能的数字化场景中具有广阔应用前景。上海交通大学文玉梅教授介绍了基于RFID的无源自采能技术,通过采集环境中的射频能,转换为电能供传感器工作,实现了传感器终端的去电池化,解决了基于有线或电池的传感器终端存在的难以维护的行业痛点。最后,中国移动通信研究院物联网技术与应用研究所所长肖善鹏作了题为《无源无线智能微系统 构筑数实融合新时代》主题演讲,从无源化、无线化、集成化、智能化等方面,阐述了智能微系统变革的方向,并介绍了无源无线智能微系统融合创新实践。会上同步发布了《先进感知技术白皮书(1.0版)》,中国移动携手产业上下游共同探索传感前沿和传感融合最新的代表性技术,旨在更好的服务产业,加快先进感知技术的研究突破和落地应用。与会专家就智能微系统技术、产品及应用的未来发展进行了充分研讨,一致希望共同推动我国物联网传感器与智能微系统技术创新与应用落地,共建良好的产业发展生态,深度赋能产业数字化转型与升级,携手构筑数实融合新时代。
  • 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。
  • 小身材大作为:光纤传感器应用前景及场景剖析
    p   光纤传感器是近年来势头正猛的“科技新贵”,因为它有极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、能与数字通信系统兼容等优点,已被广泛应用于电网系统、道路监控、轨道交通、食品安全等领域。 /p p   紧贴时代发展趋势,由中国光学工程学会光纤传感技术专家工作委员会、中国光纤传感技术及产业创新联盟组织的2019第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会将于2019年8月5日-7日在北京国家会议中心组织召开。 /p p strong   科技新贵之光纤传感器 /strong /p p   光纤传感技术是一种新型传感技术。通过光的反射、折射和吸收效应,光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等,可使光波的振幅、相位、偏振态和波长等参量直接或间接地发生变化,因而可将光纤作为敏感元件来探测各种物理量。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 404px height: 263px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/b0818f87-2205-4c37-9840-bd1f8c595af5.jpg" title=" 113.jpg" alt=" 113.jpg" width=" 404" height=" 263" / /p p   中国已成为全球光纤传感器消费最大国,在国产化进程有一定的突破。据了解,以南京大学、深圳中科传感为代表的大学及研究院等机构,基本掌握了全套的光纤传感器方案。而在光纤传感系统的核心部件上,厦门彼格的窄带光源、世维通的铌酸锂波导等为代表相关的器件,都不甘落后争相实现自主研发。 /p p   纵观整个行业市场,目前中国光纤传感器的自主研发仍是“短板”,总体市场化水平仍落后外国。据统计,中国传感器新品研制率落后美日等国近10年,产业化水平落后10-15年。未来,中国光纤传感市场产业化格局有待提升,物联网技术的加持,将推动中国光纤传感市场走向新一轮发展高峰。 /p p    strong 光纤传感器应用场景分析 /strong /p p   物联网俨然已经成为光纤传感器国产化的重要推手。物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数,从而为物联网提供更可靠的数据信息,再经过系统的处理,得到人们需要的结果。可见,光纤技术在物联网中有很广阔的应用前景。 /p p   正是敏锐捕捉到光纤传感器技术在上述领域日益紧密的行业风向,第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会致力于全面拓展光纤传感器科技应用领域终端,聚焦智能电网、矿山安全、轨道交通、海洋与环境、地质与水利等各个应用行业,展现国内巨头企业相应的创新综合解决方案。 /p p   光纤传感器在智能电网领域起到重大作用。利用光纤传感技术对输电线路进行安全监控,通过对输电线路上发生的触碰光缆、接头盒、光芯等扰动的实时监测,采集和分析信息,判定扰动发生的位置、类型、强度,以帮助线路维护人员及时发现输电线路的破坏行为,有效解决对线路损毁的预警监测,为电力系统提供告警、智能分析和辅助决策支持。 /p p   光纤传感器也同样发力道路安全领域。伴随着工业与交通运输的发展,桥梁的跨度增加以及结构的复杂趋势,使得其安全隐患受到更多的关注。把光纤传感系统埋入水泥结构形成能够感知应力和断裂损伤的能力。同时,利用张力传感器感受隧道容易发生塌方的局部的变形情况,这些信息可以与互联网相结合,实现对这些基础设施的长期稳定的实时监测,减少事故的发生。 /p p   光纤传感器在轨道交通领域的作用也不容小觑。以中国自主研发的高铁列车代表作——和谐号380AL为例,一辆列车里的传感器数量多达1000多个,平均每40个零部件里就有一个是传感器。它们承担着状态监视、故障报警、车载设备控制等功能。中国工程院院士、中车株洲所总经理丁荣军曾一语道破光纤传感器的重大作用,它对于收集列车的运行状态信息、高速综合检测列车、钢轨探伤、轨道状态远程监测、室内外环境综合传感等方面都起到了不可或缺的作用。 /p p   strong  行业翘楚荟萃 看点十足 /strong /p p   第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会目前已进入倒计时,诚邀您八月相聚北京国家会议中心,感受这个绽放出耀眼科技光芒的盛会! /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 514px height: 295px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/f9808917-ffd1-4382-89fa-a8893f2e65a4.jpg" title=" 115.png" alt=" 115.png" width=" 514" height=" 295" / /p p   strong  看点一:大咖领衔名企云集 定义光智造未来 /strong /p p   会议将邀请清华大学教授廖延彪、北京航空航天大学张惟叙教授、加拿大皇家科学院院士鲍晓毅及国内光纤传感领域的优秀研究团队等亲临现场助阵。会议内容涉及光纤传感系统在轨道交通、海洋与环境领域应用、矿山安全、智能电网、地质与水利工程中的应用等。 /p p   strong  看点二:匠心巨制 同期展会争奇斗艳 /strong /p p   会议现场将同期举办第十一届光电子· 中国博览会,会议还将呈现激光智能制造、全球高校· 研究所· 重点实验室创新技术、红外微光技术及应用、智能信息、光学制造、精密光学与光电检测六大主题展,吸引了从光学元器件到终端用户应用的众多行业龙头企业及科研机构参展。 /p p    strong 看点三:精准孵化采购新商机尊享高端定制贵宾服务 /strong /p p   第十一届光电子· 中国博览会将为光电行业的高管及专业买家提供新产品、新资讯、新方向、新商机贵宾导向服务,提升买家参观体验感,使买家豪享高端定制上中下游产品的一站式采购服务。 /p p   本届光博会展商参展/参观登记/参会注册均已全面上线,欢迎登陆展会官网或官方微信预约登记。 /p p   展会报名地址:http://www.cipeasia.com/ /p p br/ /p
  • 分场活动|传感器是物联网成功的关键!物联网与传感技术发展应用专场圆满举办!
    物联网作为新一代信息技术的重要组成部分,有着非常广阔的发展前景。2021年11月2日,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、河南省发展和改革委员会、“一带一路”智能传感与物联网合作联盟项目组、智汇工业承办的2021世界传感器大会分场活动之物联网与传感技术发展应用专场会议圆满举办。物联网与传感技术发展应用专场会议现场本次论坛邀请了国内外传感器与物联网领域专家及企业代表汇聚一堂,围绕智能传感技术、传感器与物联网发展趋势和机遇等,以创新视角共谋智能传感技术发展,为构建万物互联时代、助推大数据智能化发展建言献策。汉威科技集团有限公司董事长 任红军论坛在汉威科技集团有限公司董事长任红军的主持下正式开始,河南省发展改革委创新和高技术发展处副处长贾争争为本次论坛致辞。河南省发展改革委创新和高技术发展处副处长 贾争争贾争争处长指出,河南省以智能制造为主攻方向,强调技术变革及产业升级,推动制造业产业模式和企业形态根本转变。爱尔兰利默里克大学光纤传感器研究中心主任Elfed Lewi教授爱尔兰利默里克大学光纤传感器研究中心主任Elfed Lewis教授的主题演讲为《物联网在海洋和淡水中的光纤传感》。Elfed Lewis教授提到,我们更需要了解支配我们环境的过程,以便更好的管理海洋环境。在海洋环境下的光纤传感器有很多优点,它们非常适合海洋环境,只依赖于监测点的光能,适用于水面和水下的监测。松下神视电子有限公司总经理 林和彦松下神视电子有限公司总经理林和彦先生带来《松下传感助力智慧制造》主题报告。他介绍到,现场问题,用自我监控传感器”解决。自我监控传感器不仅是“正确执行”系统、而是“能够确认是否正确执行的”系统。武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室研究员、湖北省楚天学者特聘教授、国家自然科学基金杰出青年基金获得者 杨明红武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室研究员,湖北省楚天学者特聘教授,国家自然科学基金杰出青年基金获得者,英国工程技术学会会士(IET Fellow), IEEE Sensors Journal期刊副编辑,国际光纤传感技术委员会委员杨明红,分享了《面向环境和能源应用的光纤传感技术》。他表示,物联网、两化融合、大数据、互联网+ 、工业4.0等发展需要数字化、智能化、微型化的新型传感器,基于光纤传感的物联网技术在恶劣环境监测中具有独特优势。宁波爱氪森科技有限公司副总经理李德虎宁波爱氪森科技有限公司副总经理李德虎作了《智能气体传感技术行业应用解决方案》的主题分享。他介绍到,爱氪森从安全、环保、健康三方面提供多维度细分市场个性化解决方案。固态聚合物电化学传感技术是电化学检测领域的一次革命性创新,基于电化学催化反应原理,检测不同气体的电化学反应输出信号,通过信号量准确测量气体浓度。通过人工嗅觉+智能传感应用实现智能检测技术。易福门电子(上海)有限公司产品经理 黄胜达易福门电子(上海)有限公司产品经理黄胜达为与会嘉宾分享了《基于IIoT物联网平台的预测性维护解决方案》。他认为,预测性维护的关键是要预测出一套设备的可能性故障,除了从设备数据中整理出关键的指标,还要结合更多的历史事件进行分析,最终形成一个与设备对应预测性维护模型。预测性维护的复杂性在于这套基于机器学习的生产系统模型必需随着时间而改变。研华科技工业物联网事业群区域经理 王举研华科技工业物联网事业群区域经理王举作了《精准感知——数据赋能应用让物联网赢在起点》的主题分享。他表示,作为全球产业电脑领导者,研华以刺猬三圆圈企业理念携手合作伙伴共创工业物联网产业新格局,把握工业互联网平台新机遇,推动企业升级转型,以数据采集及全面感知构造工业物联网基础,拥抱AIoT时代。达索系统大中华区技术咨询部技术总监 冯升华达索系统大中华区技术咨询部技术总监冯升华以远程在线形式,分享了《从数字孪生到虚拟孪生的物联网与传感技术》主题报告。他认为,人类认识世界和改造世界的各种方式都离不开感知,未来的万物互联,尽在虚拟孪生。华为技术有限公司高级规划经理 李江岭华为技术有限公司高级规划经理李江岭以远程在线形式分享了《基于光感知的在线监测及物联网应用探索》。李江岭提到,数字化是行业发展必经之路,万物互联加速数字化转型。华为开放生态打造行业智能体,联合伙伴基于光+AI根技术优势探索光感知技术应用。把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织构建万物互联的智能世界。本次会议邀请国内外传感器与物联网领域专家及企业代表汇聚一堂,围绕智能传感技术、传感器与物联网发展趋势和机遇等,以创新视角共谋智能传感技术发展,为构建万物互联时代、助推大数据智能化发展建言献策。
  • 智能传感器创新联盟成立,清华副校长尤政任理事长
    p   日前,“智能传感器创新联盟”成立大会在北京举行。大会审议通过了理事单位及理事、理事长,联盟理事长为尤政、常务副理事长为吴幼华,大会颁发了理事长、副理事长及理事代表证书,同时审议通过了聘任指导委员会委员名单,专家委员会主任委员为西安交通大学教授蒋庄德,审议通过了聘任中国仪器仪表学会常务副秘书长张彤为联盟秘书长。 /p p   工信部科技司毕开春巡视员、清华大学副校长尤政院士、西安交通大学蒋庄德院士、中国仪器仪表学会吴幼华常务副理事长共同为智能传感器创新联盟揭牌。 /p p   记者在采访中获悉,本联盟从提升我国智能传感器产业的技术创新能力与核心竞争力出发,以“促进企业、高等院校和科研院所在战略层面有效结合,突破相关产业发展的技术瓶颈和体制约束”为宗旨,以大学、研究所、企业及各类非盈利组织等差异化发展的创新主体,整合创新资源,聚焦产业发展存在的突出问题和薄弱环节,促进学术界与企业界进行有效的深度合作,加强各方面的交流合作,协同研发竞争前关键共性技术,共同培养各层次人才,推进基础研究的成果转化,以建立并完善我国传感器领域的创新体系。将以发起单位为纽带,通过各成员单位的优势互补和协同创新形成一种长效、稳定的利益共同体。联盟由指导委员会、专家委员会、理事会、秘书处等机构组成。 /p p   “传感器行业要充分认识智能传感器的关键基础作用,一定要下力气攻克核心技术。智能传感器创新联盟成立是传感器行业的一件大事。”毕开春在发言中指出,传感器是发展工业互联网、物物联网、车联网和工业大数据的关键器件,更是人工智能产业的核心产品,实施《中国制造2025》,尤其是智能制造工程是紧密扣合数字化、网络化、智能化发展,智能传感器是信息感知和数据采集的源头,其重要性不言而喻。智能传感器产业技术创新对于加快建设制造强国和网络强国,具有强基固本的作用,组建创新联盟十分必要。 /p p   他希望,智能传感器创新联盟的成立,让市场在产业技术创新中起决定性作用,在更好地发挥政府作用中,担负起政府和企业之间的桥梁和纽带功能。 /p p   会上,尤政在“智能传感器与中国制造”的主旨报告中称,要实现我国从“制造大国”向“制造强国”的跨越式发展,必须加强传感器的整体布局,把智能传感器列为“国家目标”,成为“国家战略”项目。传感器产业的技术进步不能一蹴而就,根本需要传感器在自身的产业链上整体提升。各企业在制定自身发展战略时,要注重企业优势,充分立足国内的产业基础,在良好基础上实现创新和突破。 /p p   紧扣智能传感与智能制造这条主线,联盟规划了今年重大活动的路线图。中国仪器仪表学会常务副理事长吴幼华对11月12日-14日在郑州举办的 “2018年首届世界传感器大会”的筹备情况作了详细介绍。据了解,大会将发展多层次、多角度、多领域全球传感器科技交流、产业推广和示范应用的最新成果展示。 /p p   据了解,为了促进协同创新、跨界融合、联合互补、合作共赢,面向我国国民经济、国家安全和社会发展等领域的重大战略需求,统筹我国传感器领域的创新资源,智能传感器创新联盟是在工业和信息化部、中国工程院的指导下,由清华大学、西安交通大学、中国仪器仪表学会、重庆大学、苏州工业园纳米产业技术研究院有限公司、香港城市大学等单位共同发起成立,广泛联合了智能传感器领域的生产制造企业、科研院所、高等院校、用户等单位。 /p
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