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池塘水位传感器

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  • 水位|高海拔地区的地下水监测
    如果问你监测水质意味着什么时,您会想到哪些参数?温度、电导率、pH值、溶解氧和浊度这“五大”参数吗?追踪有害藻华的叶绿素和藻蓝蛋白?以我作为水质仪器经理的经验来看,每当我问这个问题时,“水位”很少是我得到的第一个答案。实际上,在一些圈子中,水位根本不被认为是水质的衡量,而是水量的衡量,被当作一个完全独立的话题来对待。无论你是否相信水位是一个水质参数,水位可能是最重要的,当然也是最广泛的。今天测量的参数,准确的水位测量对于地下水监测、河流和河流测量、湖泊/池塘水位分析、洪水水位记录、灌溉渠道、波浪和潮汐分析都非常重要...不胜枚举。我最近写了气候变化教育的重要性,而水位也与之息息相关。伴随气候变化引发极端天气事件,各地区应对暴雨和洪水、干旱和缺水、海平面上升以及其他与气候相关的问题。此系列文章将重点介绍凭借 Xylem的水位测量实现重要应用的以下三个项目: 地下水监测暴雨监测洪水监测01地下水监测第一个例子来自于我的同事James Chen。James作为YSI的资深水质监测专家,提供从现场应用到销售和业务开发的全方位服务,并曾在世界上最迷人的地方开展工作。例如,James在西藏的拉萨开展过一个项目,监测地下水。出于多种原因,监测地下水水位非常重要,其中包括了解在静态条件和抽水条件下的蓄水层水位、确定水位与当地地表水源的相互作用以及了解地表开发对蓄水层的影响。拉萨被称为“亚洲水塔”,在这样的情况下,James将协助客户监测拉萨的自然资源- 尤其是水质。James用一台EXO1透气式水位主机来完成这项任务。这种仪器的选择至少说明了关于地下水监测的两个非常重要的原则。在传统意义上,水质监测也是一个优先事项。为什么客户要求测量诸如比电导、温度、pH/ ORP和浊度等水质参数,而不仅仅是测量地下水水位?主要原因就是,水量丰富并不代表水源适合饮用。雨水或地表水在渗入地下时会接触受污染的土壤,从那一刻起,雨水或地表水就可能会被污染,并将污染从土壤带到地下水蓄水层。而当液态有害物质通过土壤或岩石渗入地下水时,地下水也可能受到污染。还存在许多其他类型的地下水点源和非点源污染,而在这个项目中,客户需要监测这些威胁。连续监测标准水质参数的变化是一种很好的方法,同时也证明了相比于水位记录仪,使用窄小直径 EXO1进行地下水监测的关键优势。第二个原则,该项目揭示了在某些情况下使用透气式水位深度传感器的重要性。拉萨是世界上海拔最高的城市之一。海拔超过3650米,拉萨的气压比海平面的气压低约35%。正如以下James提供的数据所示,这对水位的测量产生了巨大影响,尤其是在不使用透气式水位传感器的情况下。所以...什么是透气式水位测量,它和深度传感器有哪些区别?02深度vs.透气式水位YSI EXO配备的传感器分为深度和透气式水位两种。深度由一个非透气式的应变传感器进行测量的,这里我们将其称为压力传感器(也称之为“深度传感器”)。压力传感器与电阻相连接,当传感器隔膜片上的压力变化时就会发出电信号。隔膜的一侧暴露在水中,另一侧暴露于真空中。在真空侧,压力恒定不变。在水侧,压力随水压(Pw)的变化而变化,水压与水深成正比。因此,水量越多意味着压力越大,信号被转换成工程单位(磅/平方英寸-PSI 或深度,单位为m、ft或bar)。据此,您就可以知道压力传感器上方的水深。有时,这些测量值被称为绝对深度。我不是特别喜欢“绝对”这个词。因为我始终认为有可能存在极低的测量误差。我认为“绝对”代表的含义是:所有对传感器隔膜施加的压力都会被转换成电信号,然后这些信号由仪器的固件转换成深度,但如果是这样,情况就变得复杂了...如您所见,Pw则不再仅代表水施加的压力。它也代表大气施加在水面的压力,甚至水的密度,受诸如盐等溶质以及诸如温等环境条件的影响。对于许多应用,这些其他因素可以忽略不计。但是在浅水应用中,有两个因素可能会产生严重影响:盐度(也可解释为水的比重ρ)和大气压。在室温1个大气压(即海平面)下,纯水的比重为1。海水的比重则要高 50%,甚至还取决于温度。因此,考虑温度的盐度测量可用于补偿水位测量。其中一个重要的例子是与海平面上升相关的气候变化研究,如在佛罗里达州Clam Bayou案例的经典文章关于海平面上升的YSI应用指南所描述的。Clam Bayou案例研究也描述了第二个关键变量–大气压。特别是在水深较浅的应用中(YSI认为透气式水位主机中的压力传感器通过透气管与大气联通。当使用压差传感器时,这确保了整个测量中自动补偿了大气压力(Pair) 。有时气压会发生剧烈波动,例如在暴风雨期间。在生活中,您甚至可能认识一些可以感知这些变化的人,——也许他们会患上气压性头痛。海拔变化也会影响气压,这也是拉萨气压如此低的一个重要原因。因此,让我们从Clam Bayou向上爬升3,650米,看看大气压补偿有多重要。03高海拔水位的气压补偿 我的同事James在西藏拉萨的客户现场安装了一台 EXO1透气式水位主机。之后他的一位合作伙伴也访问了该地点,并在同一口井中安装了一台配有非透气式压力传感器的EXO2主机,他们也想在那里观察水质。这台非透气式主机的深度传感器只是在出厂前进行了校准。工厂校准可能仍然非常好(深度传感器相当稳定)。但是,俄亥俄州的金泉市海拔为260米,实际的传感器本身是在压力控制室中校准的。这也就是在部署之前深度传感器通常应该在室外现场进行校准的原因。在深水应用中,Pw远大于Pair,这可能无关紧要。但如果是在地表水应用,且使用我们的垂直剖面仪进行深度测量的情况下,则一定要进行现场校准。然而,James的合作伙伴起初并不想测量深度,因此他没有校准深度传感器。尽管如此,深度传感器仍在部署过程中进行了记录。10周后,James查看和分析数据时他注意到了一些显著的差异,如下图所示。James比较了他的EXO1主机和合作伙伴的EXO2主机的测量值。在下图中,左侧Y轴表示EXO1水位值,右侧Y轴表示EXO2深度值,两者均以米为单位:从另一个角度来看数据,James绘制了两条线之间的差值,且还是使用米作为Y轴上的度量单位。该图显示了两台主机所测得的水位值之间相差约6.5-6.85米,此外更重要的是它还显示了值在6.67至6.84 米之间的波动。这一点很有趣引起我们的注意,并还会在我们的最终分析中再次出现。我们已经暗示过,拉萨的低气压可能是引起两个探头测得的数据之间的波动和差值的一个原因,但是这一假设是否得到有力证据的支持?James在右侧Y轴上绘制了以百帕斯卡 (hPa) 为单位的气压测量值,并在左侧Y轴上绘制了两个探头所测的深度差 (m)。作为参考,海平面上的1个标准气压为1013.25hPa。除了这两条线看起来相互跟踪程度外,该图的右轴数据还显示出了气压非常之低,与拉萨的高海拔相对应。James继续评估了两个主机所测的深度差值(X轴、ΔDepth,以m为单位)与Y轴的气压之间的相关性。通过线性回归分析,大多数环境科学家认定它们之间存在非常强的相关性:这为在高海拔地区使用透气式水位测量进行地下水监测这一假设提供了有力的依据。04准确度规格当我看到这些数据时,我想到,如果想知道水是什么时候抽出或流入的,主要的深度测量可能不是最重要的,而是检测变化的能力。换句话说,假设EXO2主机测得的起点为9m实际上是错误的,但我仍然能够检测到几厘米的变化,就像我使用透气式水位主机一样。那么如果我有一台EXO2,又不想再买另一台主机,这样够用了吗?以下为来自EXO用户手册的规格信息:这项研究中使用的EXO2是中等深度 (100m) 主机,其准确度规格约为满量程的±0.04% ,即±4cm。相比之下,EXO1浅水透气式主机 (10m) 的准确度规格为满量程的±0.03% ,即±0.3cm。准确度足足提高了10倍以上!然而... 如果James的同事部署的并不是100m量程的主机,而是浅水不透气的EXO2主机,由于浅水非透气式主机(EXO1或EXO2)在10m量程范围内的准确度为±0.4cm,所以所得测量结果可能会与EXO1透气式水位主机的测量值更接近。当然,前提是已经在现场正确校准了EXO2。假设您打算进行校准,您可能会想,为什么还要这么费心使用透气呢?0.4cm我听着挺好的!请记住这些准确度规格是在受控的海平面条件下测得的。气压仍然是必须考虑的干扰因素。使用透气式水位主机,气压补偿将自动完成。但对于非透气式标准主机,必须从外部完成气压补偿,现在有另一个测量误差被引入总误差预估。这就意味着,在这个高度偏远的地区,气压的一些单独测量必须与探测器的水位测量同时进行,气压测量是可靠的,以最终进行大气压补偿,从而完成最终的水位测量。如果这听起来有点混乱,那是因为确实如此。当在拉萨James现场的百帕的变化相差2-4% (16hPa) 时,要做到这一点颇为困难:最后,相对于含水层的总体积,水位变化所代表的估计体积对于选择仪器时的理解也很要,这将提高应用所需的整体准确度。最终分析:这些有关系吗?所以在这个故事中,我们遇到了不同的状况。有两种不同类型的测量值:深度和透气水位。另一个现实是,EXO2主机没有进行现场校准,这进一步增加了深度测量的误差。但是,总体来说,如果James的客户选择信任这台EXO2主机的深度测量结果,而不是EXO1的透气水位测量结果,会发生什么?再看上图,气压变化在 648-632hPa之间波动,EXO1报告的水位变化约为6cm(3.045-2.985m)。但是EXO2报告的水“位”变化为20cm (9.98-9.68)。我们可以估计出,EXO2报告的约17cm的差异是由缺乏气压补偿导致(6.84-6.670m,来自上面的差异图)。如果未进行此补偿,操作人员怎么知道地表水流入、流出或其他因素正在发生呢?如需更多讨论和信息,请联系James.Chen@xylem.com 。05 Case Study此案例研究说明了为什么YSI建议您使用经过适当校准的透气式水位主机进行地下水水位测量。针对地下水监测的YSI标准建议如下:大多数地下水应用,需要使用高准确度的透气式水位传感器。无论是自动(通过透气)还是手动补偿,都建议在高海拔或气压易于出现明显波动的地方实施大气补偿。如果优先考虑其他水质参数,尤其是在可能需要盐度或比重补偿也是必要的,那么透气式水位的主机(而不是压力传感器)是最正确的解决方案。
  • 维赛仪器推出水位测量新品– Level Scout 水位跟踪者
    作为世界上知名的水质和流速流量测量仪器的供货商,维赛仪器(YSI)致力于水资源和环境生态保护事业。在不断推出针对地表水测量的水质、水量和流速仪器的同时,YSI推出了针对地下水水位测量的仪器 —— Level Scout 水位跟踪者。进一步丰富了YSI的产品线,为水环境的测量、监测、研究等领域的用户提供了新的工具。 Level Scout应用高精度的水位压力传感器技术,具有测量准确,坚固可靠等优点。其水位量程高达210米,误差仅为全量程的± 0.05%(水位高于3米时)。并具有两种大气压补偿装置可供选择:透气式补偿和非透气式配合气压记录仪(可选)。外壳可以选用钛合金或316号不锈钢,IP68防护等级。可储存多达600,000个数据记录,内置电池寿命可达三年。并可以线性、线性平均、事件触发、对数式多种方式进行采样。接口久经野外工作环境的考验,结实而耐用,可持续多年自动运行。 YSI Level Scout 数据监控软件用于管理数据,可同时运行、监控传感器达16套,通过串行接口或多路网络接口实现数据通信。通过简单地设置,实时或预设采集和显示数据;同时显示数据表格和图形;测量数据易于导出,可转换成Excel等格式等。 应用领域:地下水监测、水资源管理、研究、测井和含水层测量、土壤蒸气提取测试以及明渠、槽位等的测量。
  • Seametrics发布Seametrics水位水温记录仪Levelscout新品
    美国LevelSCOUT智能传感器集成了水位/温度测量,适用各种条件下的水位水温测量;采用工业化的Modbus协议,通用性高;该传感器具有极高的性价比。 产品特点 测量/存储水位计温度参数 低功耗—8年电池寿命(可快速更换电池) 兼容Modbus RTU协议,可与其他智能传感器组网使用 精度±0.05%FS 2.22cm小直径 5万条数据存储 应用领域 监测井水位评估 潮汐研究 地表水监测 地下水流量监控 含水层存储与恢复监测 技术参数 存储供电存储容量50000条数据内部电池一节1/2 AA 3.6V锂电池采样频率1x 秒预期电池寿命8年(取决于采样频率)软件赠送Aqua4plus2.0文件格式.CSV/.A4D压力外壳材质316不锈钢或二级钛敏感元件类型硅应变计温度敏感元件材质316不锈钢或Hastelloy C276敏感元件热敏电阻量程10,24,59,200米精度±0.1℃(-20℃-60℃)精度±0.05%FS分辨率0.01℃分辨率±0.001%FS创新点:LEVELSCOUT独创模块化设计、可现场便捷更换电池。更加胜任长期水位监测和抽水试验等大密度长时间监测的需求,避免了同类水位传感器电量耗尽就报废的情况。
  • 水位监测|从600LS升级到ProSwap Logger的7个理由
    多年来,600LS一直是无人值守水位测量的首选仪器,但技术的进步将监测提升到了一个全新水平。随着2021年底的临近,YSI 6系列多参数水质仪家族成员之一退役了。取代600LS的是最新发布的ProSwap Logger,它基于实践验证的YSI技术,以更多功能和更好的数据来增强您的监控程序。让我们来看看升级ProSwap Logger的7大理由:1、600LS已停产在很大程度上,切换到ProSwap Logger最明显的原因就是YSI不再生产600LS水位仪。YSI始终致力于尽我们所能为客户提供最好的服务,因此我们将在购买之日起5年内继续为600LS提供支持,并进行任何必要的维修。尽管6系列多参数水质仪具有创新性,但在过去20年,水质仪器的重大进步带来开创性的EXO多参数水质仪平台的开发。 虽然EXO取代了6系列的大部分产品,但某些为特定目的制造的水质仪(如600LS)一直坚守在市场中。新上市产品ProSwap Logger,直接替代600LS,作为一种经济实惠的水位监测的解决方案。2、您喜爱的功能无需担心ProSwap Logger保留了600LS中您喜爱的的所有功能!ProSwap Logger是一款功能强大的小型仪器。细长的外形可轻松滑入大多数地下水井、部署管道或其他狭小空间(窄至 2英寸)。板载内存能够储存超过100,000个数据集(包括日期、时间、站点和参数),非常适合短期或长期部署。通过SDI-12通信的选项、散线适配器以及您选择的内部电池或外部电源,ProSwap Logger与现有系统的集成非常简单。ProSwap Logger还可以连接到ProSwap手持仪(或ProDSS)以查看数据或设置部署。此外,ProSwap Logger还能够安装进2英寸的井,连接到数据采集平台和手持显示器,并在长期部署期间进行内部记录。但为什么要到此为止?3、CTD和更多传感器选项虽然600LS可以选择增加电导率,但ProSwap Logger具有内置温度和深度传感器以及用于任何其它ProDSS水质传感器的单端口。如果需要对CTD(电导率、温度和深度)测量进行盐度补偿,则可以轻松添加电导率传感器,或者将其替换为浊度传感器、溶解氧传感器、总藻类或其他对项目更重要的参数。我们的数字智能传感器很容易来回更换,因为它们都使用相同类型的连接器,并储存它们自己的校准数据。它们还提供更快的读数、更好的通信和更高的准确性。ProSwap Logger有10个传感器和20多个参数可供选择。是将最先进的传感器技术添加到水位测量中以获得更全面数据的绝佳方式。4、经验证的数据质量人们长期以来一直依赖600LS的原因之一是水位测量的难以置信的准确性。在0-32.8英尺(0-10米)深度范围内,ProSwap Logger拥有和600LS相同的通气水位准确±0.01英尺(0.003米)。当然,你也可以信赖我们的电导率(0-100mS/cm,准确度为±0.5%和100-200mS/cm,准确度为±1.0%)、盐度或您添加到ProSwap Logger的任何其他参数。5、灵活部署ProSwap Logger虽小,但功能强大!PSL可轻松安装在2英寸的地下水井、部署管道和其他狭窄的空间中。提供多种电源和部署选项来定义您的系统。如果您选择无电池型ProSwap Logger,顶部电源组可以供电90天以上(以15分钟为记录间隔)。或者,如果希望将您的ProSwap Logger集成到数据采集平台中,我们还可以提供实现快速连接和设置的散线适配器。6、可靠连接有多种长度的电缆可供选择,包括通气式和非通气式。与600LS不同,该电缆是一体化电缆(不可拆卸),但这使得通信更加容易。现在,您只需连接ProDIGITAL手持仪即可下载数据,而无需从其部署位置移开水质仪。军用式锁紧连接器可确保快速、安全地将电缆连接到手持式仪器、外部电源组或用于散线或USB连接的电缆适配器。USB适配器可让您将ProSwap Logger连接到运行Kor软件的计算机,以便您校准水质仪和传感器、设置部署和下载数据。您还可以使用USB适配器为ProSwap Logger供电或充电!7、超强耐用性如果您的仪器设计成无人值守,用于长期监测项目,那么它们需要耐用性能。ProSwap Logger和所有数字智能传感器均采用密封钛合金外壳,以保护您的设备(和您的数据!)免受最具挑战性的环境的影响。这些超坚固的部件保证了设备未来的良好运行。即使是我们的手持仪也同样非常坚固、防水和符合人体工程学。我们为6系列多参数水质仪所提供的服务感到自豪!我们很高兴能够提供ProSwap Logger作为水位监测或CTD测量的现代替代品。如果您对ProSwap Logger有任何疑问或想要寻找适合您的仪器,请联系我们的区域销售经理或者拨打热线4008150062垂询!
  • OTT水位预警方案
    OTT水位预警方案背景水库、河道水情自动测报在水库防洪预警中起到关键作用,可以大大加速汛情、水情的传递速度,提高监测数据的准确性,并为水库防汛调度、防汛指挥提供科学依据。同时随着我国环境污染的日趋严重,人类活动导致水污染已从点状扩展到面状污染,使水质存在着较大的安全风险,常规污染物、有毒藻类、有毒污染物等也会对水源造成突发性污染,给水质安全带来极大的隐患。 在这种情况下,有必要对水库水资源进行包括水位和水质的全方位的在线监测,全面掌握优质水资源的分布情况、变化规律、水量、水质等相关指标。为科学用水、科学节 水提供可靠的监测数据,为水资源的开发利用决策提供支持。 为了更好的保护我们的水资源,将水库在线监测预警进行全面推广,OTT结合现场水质状况及水质监测指标,以OTT水位、水质在线分析仪为核心,在原先在位式水站的基础上增加了一套岸边小型水质自动监测站系统。该系统包括测量单元、数据采集与传输单元、辅助单元等,与中心站数据采集和控制系统一起组成水质自动监测系统。 技术方案水位预警自动监测站系统包括 OTT-PLS 压力水位计、Hydrolab 多参数水质分析仪、OTT netDL 数据采集器、Hydras3 数据接收、分析、显示软件等部分。 运用传感器、自动数据采集、专用数据分析软件和通讯网络构成的在线监测和预警系统。系统提供了水质监测的全套解决方案,体积小、功能强、投入少,适用于不同水体的长期连续在线监测,省却了征地、建立站房以及人员成本等费用。可以连续、及时、准确的监测目标水域的水质及其变化状况。采集的数据可以通过有线或无线(GPRS 等)的通讯方式远传,可以使监测者随时随地的获得真实准确的监测数据。 监测系统方案具有以下特点:集成化整个系统只需传感器和数采仪作为主要组成部分,硬件结构少,高度集成化,系统功耗低,安装调试简单方便。高性能水位参数采用易于安装调试的高精度压力水位计。水质参数采用 Hydrolab 多参数水质分析仪,PH、温度、电导率、溶解氧、浊度一体式测量,数据准确。灵活性系统组件安装简单方便,以独立小型测站的形式,在室外直接建设小型太阳能供电设施。安装成本低。多功能数据平台系统采用 OTT Hydras3 软件平台,实现多站点并行管理,地图显示,数据显示、分析、 处理、统计等功能,并可输出各种图表和数据报告。整个架构图
  • 苹果进军生命科学?将开发光学传感器监测血糖
    p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 据三位知情人士称,苹果公司已聘用了一个生物医学工程师小团队,在距公司总部数英里之外Palo Alto的一个办公室工作,开发可以非侵入性并持续监测血糖水平的传感器,以更好地治疗糖尿病。 /p p   他们是一个超级秘密计划的一部分,这一计划最初的设想来自苹果已故创始人乔布斯。 /p p   这样的一个突破将是生命科学领域的一座“圣杯”。很多生命科学公司曾经尝试,但都以失败告终,因为在不刺破皮肤的情况下准确跟踪血糖水平是非常具有挑战性的。 /p p   知情人士称,苹果一直在湾区的临床现场进行可行性试验,并已聘请顾问帮助其应对监管问题。这一计划已进行了至少五年。 /p p   乔布斯曾设想利用可穿戴设备,例如智能手表来监测人体的重要命脉,例如氧水平、心率和血糖。2010年,苹果悄悄地收购了一家名为Cor的公司。该公司当时的CEO鲍勃-梅塞施密特(Bob Messerschmidt)曾给乔布斯发过一份以健康传感器技术为主题的电子邮件,他后来加入了苹果的Apple Watch团队。 /p p   据一位知情人士称,苹果的生物医学团队一年前有大约30人,但自那以来苹果又从其他公司聘请了大约12名生物医学专家。该团队向苹果硬件技术高级副总裁Johny Srouji汇报。 /p p   据一位知情人士称,苹果正在开发光学传感器,让光线穿过皮肤来测量血糖适应症。准确监测血糖水平是一项极具挑战性的工作,这一领域的顶尖专家之一约翰-史密斯(John L。 Smith)曾将这成为“我职业生涯中遇到过的最困难的技术挑战。” /p
  • 科技引领!植入光纤传感器为电池做“体检”
    手机爆炸、电动汽车行驶或充电过程中的火灾事故在生活中经常可见,让人们在享受锂电池带来的便利的同时,也担心其在安全方面的重大问题。如何降低这一风险?近日,中国科学技术大学教授孙金华、研究员王青松团队与暨南大学教授郭团团队研制出一款可植入电池内部的高精度光纤传感器。相关研究成果日前在线发表于《自然-通讯》。“这款高精度光纤传感器可以在1000摄氏度的高温、高压环境下正常工作,同步测量出电池热失控全过程内部温度和压力,为快速切断电池热失控链式反应提供预警手段。”王青松向《中国科学报》介绍。破解国际性科学难题手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车中都有一个关键部件——锂离子电池。随着全球范围内能源危机的出现、“双碳”目标的驱动,锂离子电池产业迅速发展。然而,锂离子电池常常会发生爆炸,也就是热失控,这是威胁电池安全的“癌症”,是制约电动汽车与新型储能规模化发展的瓶颈。研究表明,电池热失控源于电池内部一系列复杂且相互关联的“链式反应”。“这可以从电池内部和外部两方面讨论。从内部来看,电池由正负极、电解液、隔膜等组成,其中电解液和隔膜都是易燃物,正负极和电解液在一定温度下又会产生化学反应,进而产生热量和可燃气体。也就是说,电池内部本身就是一个热不稳定的体系。”王青松说。从外部来看,电池在使用过程中容易出现各种外部滥用:电滥用,如过充、过放等;热滥用,如高温、局部发热等;机械滥用,如撞击、挤压等。这些外部滥用会造成电池内部材料发生一系列连锁化学反应,电池内部温度快速提升,最高可达800摄氏度,导致电池起火或爆炸。如何科学、及时、准确地预判电池安全隐患,是当前电池安全领域的国际性科学难题。为攻克这一难题,研究团队提出一种可植入电池内部的高精度光纤传感器,在国际上率先实现对商业化锂电池热失控全过程的精准分析与提早预警。《自然-通讯》的一位审稿专家评价道,“该研究有助于电池健康状态监测,并在不可逆损害前发出预警信号。”小巧光纤实时监测电池健康状态将光纤植入电池,并非王青松等人首创。因光纤传感器具备体积小、重量轻、耐受高温高压、耐受电解液腐蚀等优势,前人将其植入电池。但他们主要测量的是电池循环过程中的内部参数,从未涉足电池热失控监测领域。于是,王青松等人想将光纤植入电池内部,以监测电池热失控过程,并探索电池内部参数能否为电池热失控预警提供新思路。研究思路有了,做起来却非常难,因为现有的大多数光纤传感器无法在热失控过程中“幸存”。王青松解释说,电池热失控过程中,内部压力高达2MPa、温度高达500至800摄氏度,在这种高温高压的冲击下,光纤信号会中断,无法测得电池内部温度和压力数据。研究的关键是开发一款“健壮”的光纤传感器。他们与郭团团队联合攻关,多次改进光纤结构,开展热失控实验,反复修改和验证,最终通过对光纤进行套管保护,在保证内部信号传输的同时解决了光纤容易断的难题。“这款高精度光纤传感器总长度12毫米、直径125毫米,能够植入商业18650电池,实时监测电池热失控期间的内部温度和压力影响。”王青松向《中国科学报》介绍了光纤传感器的结构。相比现有的外部监测技术,内部光纤传感技术更具有及时性、灵活性。“就好比人们患病,当感知到疼痛时,往往为时已晚。这就像电池外部特征的变化一般都是滞后的。”王青松解释道,“而去医院体检,可以通过CT等看到内部器官变化,从而预知疾病的发生,并通过治疗手段阻止疾病进一步发展。但这种大型设备体积庞大,无法随时随地监测内部状态变化。如果在人体内植入芯片,就可以做到实时跟踪预警。就像在电池内部植入光纤传感器,可以做到实时监测预警。”值得一提的是,该研究通过解析压力和温度变化速率,首次发现温度和压力变化速率的转变点可作为电池热失控早期预警区间。该发现适用于不同电量的电池,能够在电池内部发生“不可逆反应”之前发出预警信号,保证了电池后续的安全使用。用于同时监测电池内温度和压力的FBG/FPI传感器工作原理适合大规模推行量产在王青松看来,光纤传感器尺寸小、形状灵活,具有抗电干扰性和远程操作的能力和适合大规模生产的标准制造技术,并且可以实现一根光纤在电池的多个位置同时监测温度、压力、气体组分、离子浓度等多种关键参数。光纤传感技术与电池的结合将在新能源汽车、储能电站安全监测等领域发挥重要作用。为此,研究团队将探索光纤传感器在大容量储能电池中的应用。“大容量储能电池热失控相比此次研究中的18650电池更加剧烈,并且其热失控特性和机理与小电池有所差异,这将是对我们研究的进一步考验。”王青松说。另一方面,团队将与电池制造商合作,希望在电池制作过程中植入光纤传感器,避免对电池二次破坏,加快光纤传感在储能和新能源汽车电池管理系统中的应用进程。相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41467-023-40995-3
  • 3D打印微针生物传感器用于糖尿病的持续监测
    糖尿病是一种流行慢性代谢性疾病,具有多种临床表现和并发症,是死亡的主要原因之一。连续血糖监测可加强糖尿病管理,通过及时了解血糖水平波动情况来调整治疗方案,可减少住院次数并节约医疗费用,减少无效药物的使用从而挽救生命。微针系统在糖尿病的持续和实时监测方面有着巨大的前景,其可在不触及痛点的情况下到达真皮,并且可以降低感染的可能性,有着更高的安全性。已有不少研究者开发出了用于糖尿病监测的微针生物传感器。然而,这些传感器的血糖检测范围仍然有限,这使得对血糖水平高的患者的监测不准确,且对实时的葡萄糖浓度的反映不够灵敏。此外,目前尚未有相关传感器将工作电极、参比电极和计数电极集成在同一芯片中。近日,北京大学崔悦课题组首次展示了集成微针生物传感装置对糖尿病的连续监测。该装置采用3D打印工艺、电镀工艺和酶固定化步骤制造。将该装置插入小鼠皮肤真皮层,对正常或糖尿病小鼠皮下葡萄糖水平的监测具有准确的传感性能。检测结果与商业血糖仪的检测结果水平相当。这项研究有望为糖尿病的监测和治疗提供有效的途径,同时也为皮下电子设备的基础研究开辟道路。相关研究结果以“Continuous monitoring of diabetes with an integrated microneedle biosensing device through 3D printing”为题发表于《Microsystems & Nanoengineering》。文章链接:https://doi.org/10.1038/s41378-021-00302-w图1 微针生物传感器件整体方案及材料表征。其中使用了不同设备打印了不同尺寸的锥形微针阵列,如图e, f所示。图e中的微针高度约为0.8 mm,底部直径为0.4 mm,间距为0.2 mm。(SprintRay Technology Ltd., China)图f中的微针高度约为0.5 mm,底部直径为0.1 mm,间距为0.4 mm。(nanoArch S140, 摩方精密)该工作设计并使用面投影微立体光刻技术(nanoArch S140, 摩方精密;MoonRay, SprintRay Technology Ltd.)打印了9×9的微针阵列,单个微针的结构为锥形。微针阵列确保工作电极和皮肤之间有足够的接触面积,通过减小器件尺寸,形成稳定的传感器-皮肤界面。微针生物传感器采用双电极结构,包括普鲁士蓝涂层的Au工作电极和Ag/AgCl计数器/参比电极。每个电极占据一定的微针阵列,使用磁控溅射在微针表面镀上Au或Ag,Ag/AgCl层由Ag层的氯化作用得到,Au电极上的普鲁士蓝涂层采用电镀工艺制得。最后,将葡萄糖氧化酶固定在传感器的Au工作电极上。整个传感器构建完成后,将微针插入小鼠皮肤真皮层。在皮下葡萄糖的存在下,工作电极上的酶促反应产生H2O2,从而产生电流信号响应。该生物传感装置在缓冲溶液、等离子体和模拟ISF中显示出可靠和稳定的葡萄糖检测,微加工和电化学镀步骤使传感器能够线性和灵敏地检测葡萄糖,且检测范围得到拓宽。进一步地,将传感器插入小鼠皮肤真皮层,传感器在小鼠进食或被注射胰岛素的情况下,能够准确地连续实时监测皮下葡萄糖水平。图2 微针阵列传感器的制备工艺及其检测H2O2的性能。图3 生物传感装置在不同环境下的选择性和稳定性。图4 用生物传感装置对不同溶液中的葡萄糖进行体外传感。图5 用生物传感装置对小鼠皮下葡萄糖进行体内监测。
  • 促销——美国维赛(YSI),美国奥利龙(ORION),水质检测仪,欢迎致电
    便携式气体检测仪水质检测仪 欢迎致电咨询:010-52745610 联系:张经理 我公司代理美国维赛(YSI),美国奥利龙(ORION),各种便携式,在线式水质检测仪,现在特价优惠,欢迎有意向者致电洽谈。 北京宏昌信科技有限公司销售部 YSI 6820V2 / 6920V2型 多参数水质监测仪 YSI 6600V2型 多参数水质监测仪 YSI 600OMS V2 光学监测仪 ,YSI 600OMS V2 光学监测仪 外形小巧、轻便耐固、耗电低,一个光学端口,可随时安装、更换YSI出品的光学溶解氧、浊度、叶绿素、罗丹明WT和蓝绿藻中的任一传感器,以满足各种应用需求。这是一款使用灵活、操作方便的光学监测仪,既是理想的便携测量仪,又可用于长期野外监测。 YSI 600XLV2/600XLMV2 多参数水质监测仪 YSI 6820/6920型 多参数水质监测仪 YSI 6820EDS/6920EDS型 常规五参数水质 YSI 600XLV2/600XLMV2 多参数水质监测仪,600XLM V2 是6600V2-4的精简型,同样可精确测量电导率、温度、酸碱度/氧化还原电位、水位,但在同一时间只能监测光学溶解氧、浊度、叶绿素、罗丹明WT与蓝绿藻中的一个参数。配有电池室与非散失性内存。为长期现场监测与剖面分析提供了一个低成本方案。 YSI 6920DW/600DW型 饮用水多参数安全监测仪 YSI 600CHL型 叶绿素监测仪 YSI 600CHL型 叶绿素监测仪 YSI 58型 实验室溶解氧测量仪 YSI ProODO 光学溶解氧测量仪 YSI ProPlus型 手持式野外/实验室两用测量仪,多种参数选择:溶解氧、BOD、pH、ORP、电导率、氨氮、硝氮、氯化物和温度 YSI 9600型 硝酸盐监测仪 YSI 6500 是水质监控的一种经济有效的选择,有效替代多台单参数设备,可减少安装和操作所需的人力物力 连续监测溶解氧、电导率、温度和酸碱度 YSI 6500与YSI 6系列多参数仪主机连接,可以提供不间断的数据。 YSI 650MDS型 多参数显示和记录系统 用来记录实时数据、校准6系列仪器、设置仪器以及上传数据到计算机等,专为野外使用而设计。YSI 650MDS配有防撞击外壳,符合IP67防水标准,即使掉入水中也能自动浮起。 YSI 600QS可同时测量溶解氧(%空气饱和度和毫克/升浓度)、温度、电导率、酸碱度、氧化还原电位(可选)、深度(可选) YSI 600LS型 高精度水位仪 可精确测量水位、流量、温度和电导率,可与YSI 650MDS、便携式电脑或数据采集平台配合使用。 YSI 600xlm/600xl多参数水质监测仪,各参数为:溶解氧(%空气饱和度与毫克/升浓度)、温度、电导率、比电导度*、盐度*、酸碱度、氧化还原电位、深度或水位、总溶解固体*和电阻率* YSI 600TBD型 浊度监测仪 是在YSI 600OMS光学监测系统平台上,以YSI 6136型 浊度传感器 为核心的浊度监测系统,用于河流、湖泊、池塘、河口及饮用水源水中悬浮固体状况的研究、调查和监测。该监测仪亦可同时测量温度、电导和深度或透气式水位。 YSI 600CHL型 叶绿素监测仪 是在YSI 600OMS光学监测系统平台上,以YSI 6025型 叶绿素传 感器为核心的叶绿素监测系统,用于河流、湖泊、池塘、海洋调查、养殖业、饮用水源、藻类和浮游植物状况的研究、调查和监 测。该监测仪还可同时测量温度、电导和深度或透气式深度。 YSI 6820EDS/6920EDS型 常规五参数水质监测仪 是一个特别设计直接投放在水体中用于长期在线监测的五参数仪。该常规五参数仪既可单独使用,亦可作为水质在线自动监测标准站的五参数仪部分集成到系统中。 YSI 6920DW/600DW型 饮用水多参数安全监测仪 应用于城市自来水供应管网系统中,连续采集水质数据以确认饮用水安全送达社区。 YSI 6820/6920型 多参数水质监测仪 是一个适用于多点采样、长期现场监测与剖面分析的经济型数据记录系统。用户可以自定数据采集的时间间隔期,存储读数可达150,000个。 YSI 6600主导型 多参数水质监测仪,巡测和剖面分析应用的最佳选择 YSI 6600是一款适用于多点采样测量、长期现场监测与剖面分析的多参数仪器,可同时监测多达17个参数。具有90天电池寿命与9组探头结构,其中包括两个供浊度、叶绿素或罗丹明探头同时安装的光学口。操作水深达200米 YSI Level Scout 水位跟踪者 ,透气 或 非透气式 不锈钢 或 钛合金材料 2MB或4MB内存 YSI Level Scout 水位跟踪者 拥有高精度的水位传感器技术,并融合了高精度的压力传感器技术与电源稳定微机电路系统 YSI 556MPS型 多参数水质检测仪,多探头系统成功地结合了便携式仪器与多参数系统的特点,其性能如下: 可同时测量温度、电导、盐度、溶解氧、酸碱度和氧化还原电位以及总溶解固体;所有数据同时显示在屏幕上 YSI 85型 溶解氧、电导、盐度、温度测量仪,3米电缆 YSI 85型 溶解氧、电导、盐度、温度测量仪,7.5米电缆 YSI 85型 溶解氧、电导、盐度、温度测量仪,15米电缆 YSI 85型 溶解氧、电导、盐度、温度测量仪,15米电缆 YSI 85D型 溶解氧、电导、盐度、温度测量仪(不带探头) YSI 55型 溶解氧、温度测量仪 ,手提式操作,亦可肩挂或腰悬 ,不锈钢探头,能抵御更严峻的野外条件;另外,金属的重量让探头更易于沉入水中 ,备有3.7米、7.5米和15米三种电缆长度可供选择 另有低电量显示 YSI 手提式酸度测量仪(60型、63型)是特别为野外测量而设计的专业酸度测量仪器,它克服了一般酸度计电极在野外应用的缺点。 使用特殊电缆屏蔽设计,突破传统酸度计电缆长度的限制,测量水深范围达30米 电极接头全封闭防水,整个探头可插入水中测量 探头加固保护,可抵抗轻度的碰撞 可更换式电极,经济、便于现场维护 ;检测酸度,盐度,电导,温度 YSI 550A 便携式溶氧仪,采用全水密(IP67防水等级)、防撞击仪器外壳,并启用创新性可于野外更换的溶解氧电极模块。使用YSI久经考验的极谱法技术和YSI全球高精密温度典范的热敏电阻法技术,可同时测量溶解氧和温度。新一代PE盖膜提供更快的反应时间和更低的搅拌依赖性。 YSI DO200便携式溶氧,温度测量仪, YSI公司最新推出一系列轻巧、便携式水质测量仪器,以高性价比提供准确的数据。仪器的人机界面友好,操作简单方便(可单手操作)。YSI DO200 可同时测量溶解氧(空气饱和度与毫克/升浓度)与温度。 YSI 58实验室溶解氧测量仪, 系统规格 溶解氧 (%空气饱和度) 测量范围分 辨 率 准 确 度 0至200%空气饱和度 0.1%空气饱和度 ± 0.3%空气饱和度 YSI ProODO 光学溶解氧测量仪 YSI ProPlus型 手持式野外/实验室两用测量仪,多种参数选择:溶解氧、BOD、pH、ORP、电导率、氨氮、硝氮、氯化物和温度 YSI 9600型 硝酸盐监测仪 YSI 6500 连续监测溶解氧、电导率、温度和酸碱度 YSI 6500与YSI 6系列多参数仪主机连接,可以提供不间断的数据。YSI 6500 是水质监控的一种经济有效的选择,有效替代多台单参数设备,可减少安装和操作所需的人力物力。 YSI 650MDS型 多参数显示和记录系统 用来记录实时数据、校准6系列仪器、设置仪器以及上传数据到计算机等,专为野外使用而设计。YSI 650MDS配有防撞击外壳,符合IP67防水标准,即使掉入水中也能自动浮起。 AQ4EK1移动实验室水质分析仪 AQ4000精密型多参数水质分析仪 AQ4EK1水质全参数移动实验室 AQ4001 COD 测量系统 AQ4500精密型浊度仪 AQ3010便携式浊度仪 AQ3070余氯总氯比色计 AQ4000 AQUAFAST IV COLORIMETER多参数比色计AQUAFAST IV AMMONIA (HIGH RA Aqua Tint全自动色度仪 AQ4001 COD测定仪 THY-AQM60空气质量监测仪 AQ3700 总磷、总氮、COD等多参数水质分析仪 AQ4CBL AQ4000比色计RS232线缆 欢迎致电咨询:010-52745610 联系:张经理
  • 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。
  • 广州生物院研制出基于血糖仪定量检测汞离子的传感器平台
    p   近日,中国科学院广州生物医药与健康研究院曾令文研究组成功开发出一种基于介孔硅纳米颗粒可控葡萄糖释放体系与血糖仪检测汞离子的生物传感器。该方法在汞离子存在下,T-T错配的双链核酸形成,介孔硅上吸附的单链核酸从而脱落,介孔硅的孔洞打开,葡萄糖得到释放,随之加入核酸外切酶Ⅲ,酶反应将从平端的3’-5’的方向降解一条核酸,剩余的单链会继续与介孔硅上吸附的核酸杂交,形成循环,放大信号,最后用常规的血糖仪来检测葡萄糖含量,再换算为样品中汞离子的含量(如下图)。同时也将血糖仪的优点引入该检测方案,如价格便宜、体积小、操作简单、能够及时快速地提供定量的结果。 /p p   该方法灵敏度高,特异性好,可用于实际样品检测,其检测限可达到0.1 nM,线性范围为0.1-80nM。由于摒弃了传统的基于色谱、抗体或特异核酸序列为基础的检测方法,为重金属汞离子的现场检测提供一种新的手段。该成果于2015年12月16日在线发表于国际化学杂志Chemical Communications。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/3da0528f-55bc-4f4e-aea0-56b575720abd.jpg" title=" W020160115463583188910.jpg" / /p p style=" text-align: center " 基于血糖仪定量检测汞离子的传感器平台 /p p br/ /p
  • 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)
  • 【HORIBA学术简讯】电池、材料、传感器、食品、上下转化材料领域 | 2021年第31期
    “学术简讯”栏目旨在帮助光谱技术使用者时时掌握新发表的科学研究前沿资讯。我们将每周给您推送新增学术论文:包括但不限于主流期刊Nature index、ACS、RSC、Wiley、Elsevier等。帮助您了解全球范围用户使用 HORIBA 光谱技术的新动态,为您的科学研究提供新思路,激发学术灵感。如您对本栏目有任何建议,欢迎留言。本周我们推荐5篇前沿学术成果,针对电池、材料、传感器、食品、上下转化材料领域,涉及拉曼、荧光技术。电池材料传感器食品上下转换材料更多光学光谱文献,欢迎访问Wikispectra 文献库。
  • 台湾一大学团队用蜘蛛丝开发光纤传感器 万分之一秒测血糖
    据台湾“中央社”报道,台湾阳明交通大学团队运用人面蜘蛛吐出的蜘蛛丝,开发出一款光纤糖度传感器,能在万分之一秒(0.1ms)内有效测量糖度,并应用在测量人体血液中的糖浓度,帮助糖尿病管理。据报道,台湾阳明交大23日发出新闻稿,生物医学工程学系教授刘承扬及硕士鄂暄蓓等人组成的团队,以蜘蛛丝为材料开发光纤糖度传感器,研究成果登上9月份的国际生物医学光学期刊Biomedical Optics Express,并获选为编辑精选。报道称,刘承扬等人看重的是蜘蛛丝有良好的延展性、光波传输等物理性质,且有别于用玻璃、塑料制成的光纤,蜘蛛丝还有高度的生物兼容性,相当适合用于人体。研发团队尝试不同品种的蜘蛛,甚至在校内捕捉蜘蛛做实验,可惜蜘蛛丝质量都不甚稳定,经过多方尝试,才选定人面蜘蛛为主要取丝对象。团队从活蜘蛛取得天然的蜘蛛丝后,先是利用光固化树脂稳定结构,再用斜向薄膜溅镀技术,在固化的蜘蛛丝表面溅镀一层薄薄的纳米金薄壳,以增加蜘蛛丝光纤对糖浓度的灵敏度,最后做成了一根直径约略为头发,肉眼可视的光纤传感器。据报道,通过“表面电浆子共振(SPR)”的光学物理原理,科学家可计算出不同糖类在金属上的折射率,借以得知浓度变化。刘承扬团队研发的光纤传感器经实验证实,感测功能在一年内都能保持相同灵敏度,且在室温与人体温度下都能正常运作。刘承扬表示,糖尿病患者需要餐前餐后监测血糖,一款可以长期适用于人体内,且实时精准测量血糖的传感器,不仅解决病患的难题,也能达到精准医学的目标,造福更多的慢性病患。
  • 第11届全国化学传感器学术会议日程
    第十一届全国化学传感器学术会议第三轮通知   各位参会代表:   2011年是国际化学年。好消息!金秋时节,由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业委员会主办,湖南大学、上海师范大学和江苏江分电分析仪器有限公司联合承办的2011年第十一届全国化学传感器学术会议定于10月22-25日在湖南长沙市芙蓉华天大酒店召开。现将有关与会的具体安排通知如下:   一、大会学术安排   10月22日:全天报到   10月23日:大会开幕式,大会报告   10月24日:大会报告,闭幕式   10月25日:代表离会或参加考察   二、大会报告安排   1、陈洪渊 院士 南京大学 细胞图案化与细胞传感研究   2、张玉奎 院士 中科院大连化学物理研究所 色谱分离与蛋白质组学的最新研究进展   3、庄乾坤 国家自然科学基金委员会 (NSFC) 国家自然基金委分析化学学科发展战略与项目资助情况   4、杨秀荣 中科院长春应用化学研究所 双偏振干涉测量技术研究生物分子相互作用:基于功能化脱氧核酸实时无标检测小分子   5、周飞艨 加利福尼亚州州立大学洛杉矶分校,中南大学电化学和光谱学方法用于生命体系中动态过程研究   6、王柯敏 湖南大学 基于氧化石墨烯的DNA聚合酶检测新方法   7、周道民、章宗穰 美国Second-Sight公司,上海师范大学 生物医学植入器件的刺激电极和传感电极   8、陶农建 Arizona State University,USA Plasmonic-Based Electrochemical Current and Impedance Imaging and Applications   9、鞠熀先 南京大学 纳米生物传感新策略   10、钟传健 State University of New York at Binghamton Biomolecular Recognition with Functional Nanoprobes   11、庞代文 武汉大学 量子点标记多靶单病毒示踪研究流感病毒侵染动态过程   12、谭蔚泓 湖南大学 生物传感的基石:分子识别   三、会务安排   1. 报到   报到时间:10月22日8:00—22:00, 会议代表在报到处确认注册后,领取代表证、会议指南、论文集、就餐券、纪念品等。   报到地点:芙蓉华天大酒店,地址:长沙市湖南省 芙蓉区五一大道176号   电话:(0731)84401888。   2. 住宿   会议期间与会人员住宿费用自理,住宿费标准:芙蓉华天大酒店单人间,标准间:268元/间 银河大酒店双标间:160元/天,豪华双标:200元/天。   四、会议注册   与会代表的食宿统一安排,差旅、住宿费用自理。注册费包括资料费、会务费和餐费等,报到时以现金交付。会议代表每位900元(在读研究生代表每位600元,注册时请出示学生证件)。   五、会议日程安排   请见本通知附件及会议网站,如有疏漏、问题或希望调整,望及时反馈,谢谢!   六、会议联系方式   会议主页(http://huiyi114.cn)   联系人:吴海龙 庞新宇   联系方式:0731-88821848 传真:073188821848   E-mail:cbsc@hnu.edu.cn   七、会议考察   会议协助旅行社安排三条考察线路,费用自理。   八、友情提示   1. 由于参会代表较多,会务组无法安排接送,对此我们深表歉意。   2. 提供交通信息如下:   (1)、从火车站乘坐 113路(或 7, 118, 104, 105, 111, 117, 12), 乘2站在 曙光路口站 下车 或沿五一路步行约10分钟   (2)、从高铁火车站乘148路公交车至终点火车站,乘坐 113路(或 7, 118, 104, 105, 111, 117, 12), 乘2站在 曙光路口站 下车 或沿五一路步行约10分钟 打出租车约25-30元。   (3)、从机场乘坐机场大巴到终点站:民航大酒店,步行横穿五一路人行通道即到。打出租车约70元。   中国分析仪器学会化学传感器专业委员会   第十一届全国化学传感器学术会议组委会   2011年10月 10日 第十一届全国化学传感器学术会议 会 议 程 序 初 步 安 排 2011年10月22日 星期六 全天 报到注册 时间 内容 地点 08:00-22:00 注册 芙蓉华天大酒店 18:30- 晚餐 (自助餐) 21:00- 学术委员会会议 2011年10月23日 星期天 上午 时间 内容 地点 07:00- 早餐 08:20-08:50 会议开幕式 主持人:章宗穰 芙蓉华天大酒店---华天全厅 08:50-09:20 合影酒店正门前 主持人:杨秀荣、王柯敏 时间 类型 报告人 单位 报告题目 09:20-09:45 PL1 陈洪渊 院士 南京大学 细胞图案化与细胞传感研究 09:45-10:10 PL2 张玉奎 院士 中科院大连化学物理研究所 色谱分离与蛋白质组学的最新研究进展 10:10-10:35 PL3 庄乾坤 国家自然科学基金委员会 (NSFC) 国家自然基金委分析化学学科发展战略与项目资助情况 10:35-11:00 PL4 杨秀荣 中科院长春应用化学研究所 双偏振干涉测量技术研究生物分子相互作用:基于功能化脱氧核酸实时无标检测小分子 11:00-11:25 PL5 周飞艨 加利福尼亚州州立大学洛杉矶分校,中南大学 电化学和光谱学方法进行生命体系中的动态过程研究 11:25-11:50 PL6 王柯敏 湖南大学 基于氧化石墨烯的DNA聚合酶检测新方法 11:50-12:15 PL7 周道民、章宗穰 美国Second- Sight公司,上海师范大学 生物医学植入器件的刺激电极和传感电极 12:10- 午餐 (自助餐) 14:00-18:00 报展 I (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 2011年10月23日 星期天 下午 第一分会场: 主持人:李根喜、于聪 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL1 李根喜 南京大学 基于蛋白质电化学研制的若干生物传感器 14:20-14:40 IL2 于 聪 中国科学院长春应用化学研究所 核酸诱导的小分子探针的集聚及自组装 14:40-15:00 IL3 郑建斌 西北大学 生物电化学与生物传感器的研究 15:00-15:20 IL4 王进义 西北农林科技大学 微流控芯片细胞分析 15:20-15:30 OP1 贾能勤 上海师范大学 基于有序介孔材料的生物传感应用 15:30-15:40 OP2 李钟卉 南京大学 基于蛋白质芯片的雌激素受体药物多靶点筛选方法 15:40-15:50 OP3 赵伟洁 浙江大学 基于多孔硅光子晶体的微流控体系实现细胞的实时非标记分析 15:50-16:00 OP4 赖国松 湖北师范学院 基于银沉积电化学溶出分析的高灵敏多通道免疫传感 16:00-16:10 茶歇 主持人:叶邦策、袁若 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL5 袁 若 西南大学 电化学蛋白质生物传感器的研究 16:30-16:50 IL6 叶邦策 华东理工大学 生物纳米传感器设计及在生化分析中的应用 16:50-17:10 IL7 胡乃非 北京师范大学 可开关的生物电催化与生物传感 17:10-17:20 OP5 董俊萍 上海大学 基于硅钼酸柱撑水滑石复合材料的电化学传感器研究 17:20-17:30 OP6 李珏瑜 浙江大学 HA修饰对细胞捕获的影响 17:30-17:40 OP7 甘 峰 中山大学 基于镍纳米线的过氧化氢传感器的研究 17:40-17:50 OP8 汪庆祥 漳州师范学院 基于一步电沉积壳聚糖-ZrO2-CeO2复合膜的DNA电化学传感器 17:50-18:00 OP9 陈建平 漳州师范学院 基于富勒烯衍生物修饰玻碳电极的电化学免疫传感器 18:00-18:10 OP10 李周敏 南京大学 基于纳米银生物探针的IgE可视化检测方法的研究 第二分会场: 主持人:由天艳、朱俊杰 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL8 朱俊杰 南京大学 量子点功能化与电化学生物传感 14:20-14:40 IL9 蒋兴宇 国家纳米科学中心 基于微纳尺度技术传感器的应用研究 14:40-15:00 IL10 许丹科 南京大学 生物微阵列芯片检测新方法的研究 15:00:15:20 IL11 由天艳 中国科学院长春应用化学研究所 电纺碳纳米纤维及其复合材料在电分析化学中的应用 15:20-15:30 OP11 刘清君 浙江大学 中华蜜蜂化学感受蛋白阻抗传感器的研究 15:30-15:40 OP12 孙兆辉 华侨大学 基于石墨烯增敏的印迹电化学传感器的制备 15:40-15:50 OP13 荆 莉 华东师范大学 基于链接反应的碳纳米管功能化及其应用 15:50-16:00 OP14 曹 忠 长沙理工大学 钆掺杂纳米二氧化钛修饰平板金电极测定火腿肠中微量亚硝酸根 16:00-16:10 茶歇 主持人:施国跃、王坤 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL12 牛 利 中国科学院长春应用化学研究所 石墨烯纳米组分电化学传感器应用 16:30-16:50 IL13 王 坤 江苏大学 基于介孔TiO2修饰电极实现多巴胺的选择性测定 16:50-17:10 IL14 施国跃 华东师范大学 新型复合纳米材料的电催化行为研究及其在活体分析中的应用 17:10-17:20 OP15 吴 硕 大连理工大学 虾中4-己基间苯二酚的高灵敏电化学检测 17:20-17:30 OP16 崔 亮 厦门大学 基于变构探针设计的荧光偏振技术用于小分子的高灵敏检测 17:30-17:40 OP17 彭 晖 华东师范大学 PEDOT修饰的微通道硅电极用于多巴胺、抗坏血酸及尿酸的同时测定 17:40-17:50 OP18 孙芳洁 大连理工大学 基于YSZ和Au敏感电极的混合电位型NO2传感器的特性 17:50-18:00 OP19 赵 路 南京师范大学 氯霉素复合分子印迹膜的制备及电化学研究 18:00-18:10 OP20 羊小海 湖南大学 一种基于G四聚体自身猝灭能力的新型单标记DNA探针用于Hg2+及半胱氨酸的检测 第三分会场: 地址: 主持人:杨黄浩、屠一锋 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL15 王振新 中国科学院长春应用化学研究所 功能化金纳米粒子的合成与应用 14:20-14:40 IL16 何治柯 武汉大学 规模合成水溶性低毒量子点用于疾病诊断及可视化检测 14:40-15:00 IL17 杨黄浩 福州大学 基于切刻内切酶的荧光型核酸适体传感器用于放大检测蛋白质 15:00-15:20 IL18 屠一锋 苏州大学 基于纳米增敏电化学发光的氧传感技术 15:20-15:30 OP21 姜大为 华东师范大学 氮掺杂二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能的研究 15:30-15:40 OP22 王 颖 南京大学 一种新颖的基于银纳米粒子荧光增强的适配体传感器 15:40-15:50 OP23 张 妍 福州大学 多壁碳纳米管表面茶碱印迹材料的制备与吸附性能 15:50-16:00 OP24 代 昭 天津工业大学 固相有机合成对基于无机纳米材料的荧光DNA探针微结构的控制作用 16:00-16:10 茶歇 主持人:冯锋、赵睿 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL19 赵 睿 中国科学院化学研究所 以石英晶体微天平研究尿液中三聚氰胺与三聚氰酸层层自组装相互作用 16:30-16:50 IL20 徐静娟 南京大学 新型电致化学发光生物传感器研究 16:50-17:10 IL21 冯 锋 山西大同大学 基于表面等离子体共振技术用鸡蛋黄抗体IgY测定转铁蛋白 17:10-17:20 OP25 姜 晖 东南大学 CdSe纳米颗粒的电化学发光动力学及其检测应用 17:20-17:30 OP26 李 慧 南京大学 聚合纳米银荧光探针检测人IgE的新方法 17:30-17:40 OP27 李 娟 福州大学 以氧化石墨烯为平台研究多肽和蛋白质的相互作用 17:40-17:50 OP28 王 荣 上海师范大学 基于TPAA载体的Fe3+离子选择性电极研究 17:50-18:00 OP29 陈荣生 武汉科技大学 核壳结构TiO2/C纳米纤维阵列的制备、微观结构及电化学行为 18:00-18:10 OP30 杨海峰 上海师范大学 钯纳米粒子修饰电极对过氧化氢电催化性能研究 时间 内容 地点 14:00-18:00 报展 I (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 18:30-20:00 欢迎晚宴 20:30- 专业委员会和刊物编委会联席会议 2011年10月24日 星期一 上午 时间 内容 地点 07:00- 早餐 8:00-12:00 报展 II (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 第一分会场: 地址: 主持人:双少敏、张文 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL22 张 文 华东师范大学 双酶传感器对大鼠血清与腹腔巨噬细胞内葡萄糖和胆固醇的同时检测 08:20-08:40 IL23 双少敏 山西大学 基于酶固定的新型抗坏血酸传感器的研究 08:40-09:00 IL24 王利兵 湖南出入境检验检疫局 一种测定双酚A的弛豫开关免疫传感器09:00-09:20 IL25 王升富 湖北大学 电化学生物传感器用于Fenton反应产生羟自由基对蛋白质损伤的监测研究 09:20-09:30 OP31 刘文娟 山西大学 基于酶固定的新型抗坏血酸传感器的研究 09:30-09:40 OP32 韩根亮 甘肃省科学院传感技术研究所 碳纳米管增强的谷氨酸生物传感器 09:40-09:50 OP33 艾仕云 山东农业大学 基于石墨烯-纳米金-锁核酸修饰的分子信标及酶催化放大反应的电化学microRNA传感器的设计 09:50-10:00 OP34 李 臻 浙江大学 用于微生物快速检测的微通道免疫分析芯片 10:00-10:10 茶歇 主持人:夏兴华、何品刚 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL26 夏兴华 南京大学 生物分子的界面行为及生物传感 10:30-10:50 IL27 杨小弟 南京理工大学 石墨烯和碳纳米管修饰电极间接测定生物体液中的铝 10:50-11:10 IL28 何品刚 华东师范大学 基于重氮功能化直立碳纳米管阵列的核酸适配体传感器的制备及其应用于凝血酶的检测 11:10-11:20 OP35 丁应涛 漳州师范学院 基于靛蓝胭脂红为杂交指示剂的高选择性电化学DNA传感器 11:20-11:30 OP36 胡涌刚 华中农业大学 伪狂犬病毒抗体磁性免疫传感器的研制 11:30-11:40 OP37 刘志敏 河南工业大学 基于石墨烯-纳米金复合物的乙酰胆碱酯酶生物传感器于马拉硫磷的测定 11:40-11:50 OP38 高峰 安徽师范大学 A DNA Sensor Based on FRET between Fluorescent Silica Nanoparticles and Gold Nanoparticles 11:50-12:00 OP39 张旋 漳州师范学院 空心球状CeO2–ZrO2–壳聚糖在金电极表面的一步电沉积及DNA传感分析应用 12:00-12:10 OP40 嵇海宁等 湖南大学 基于纳米金颗粒增强/猝灭荧光效应的多目标物检测及其逻辑门操作 第二分会场: 地址: 主持人:刘松琴、李景虹 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL29 李景虹 清华大学 石墨烯的电化学传感器研究 08:20-08:40 IL30 刘松琴 东南大学 掺氮碳空心微球制备及其电催化性质 08:40-09:00 IL31 胡文平 中国科学院化学研究所 自组装纳米材料与纳米器件/分子器件的研究? 09:00-09:20 IL32 宋世平 中国科学院上海应用物理研究所 生物传感器与生物芯片在现代分子诊断学中的应用? 09:20-09:30 OP41 陈旭 北京化工大学 新型石墨纳米材料修饰电极电化学生物传感研究 09:30-09:40 OP42 何婧琳 长沙理工大学 结合金纳米的层层自组装膜用于致癌基因c-myc蛋白的检测 09:40-09:50 OP43 丁亚平 上海大学 基于石墨烯氧化钴萘酚膜修饰玻碳电极的L-色氨酸电流型传感器 09:50-10:00 OP44 杨园园 西南大学 基于聚甲基丙烯酸-聚咔唑杂化型分子印迹聚合物的手性电化学传感器 10:00-10:10 茶歇 主持人:杜丹、杨荣华 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL33 杨荣华 湖南大学 茎部可控核酸探针设计策略 10:30-10:50 IL34 徐国宝 中国科学院长春应用化学研究所 三联吡啶钌电化学发光免疫分析和核酸测定? 10:50-11:10 IL35 杜丹 华中师范大学 磷化蛋白phospho-p5315的电化学免疫传感器 11:10-11:20 OP45 龚静鸣 华中师范大学 纳米增效型固相提取剂在典型环境污染物的净化和电化学检测中的应用 11:20-11:30 OP46 华亮 上海师范大学 碳纳米管复合材料修饰电极对芦丁和抗坏血酸的同时检测 11:30-11:40 OP47 王海霞 山西大学 基于β-环糊精接枝的磁性纳米共聚物修饰电极对色氨酸的化学传感器研究 11:40-11:50 OP48 费俊杰 湘潭大学 葡萄糖氧化酶在-环糊精共价键修饰SWCNTs/CTAB复合膜中的直接电化学及电催化 11:50-12:00 OP49 亓秀娟 福州大学 一种简单、快速、高灵敏检测痕量铜离子传感器的研制 12:00-12:10 OP50 马嘉悦等 湖南大学 基于大孔/中空碳球修饰玻碳电极的硝基苯高灵敏电化学传感研究 第三分会场: 地址: 主持人:杨朝勇、赵书林 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL36 杨朝勇 厦门大学 An Agarose DropletMicrofluidic Approach for Highly Efficient Single Molecule mplification and Its Application to Aptamer Selection 08:20-08:40 IL37 赵书林 广西师范大学 基于CdTe/CdS量子点与金纳米粒子的荧光共振能量转移测定三聚氰胺 08:40-09:00 IL38 肖丹 四川大学 金纳米颗粒的绿色制备及其在生物传感器中的应用 09:00-09:20 IL39 李向军 中国科学院研究生院 表面等离子共振法研究β淀粉样蛋白和金属离子相互作用 09:20-09:30 OP51 秦利霞 华东理工大学 CdTe/ZnS 量子点的表面修饰及在细胞中的应用 09:30-09:40 OP52 徐章润 东北大学 PDMS气动喷射混合器用于微流控芯片量子点合成 09:40-09:50 OP53 卢丽敏 江西农业大学 基于电聚合荧光素的高灵敏度和高选择性亚硝酸盐电化学传感器的研究 09:50-10:00 OP54 张海娟 浙江大学 基于离子液体修饰的多孔硅光学气体传感器 10:00-10:10 茶歇 主持人:谢青季、卢小泉 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL40 卢小泉 西北师范大学 Photoelectrochemical Study Based On The Functionalized-Metalporphyrin 10:30–10:50 IL41 谢青季 湖南师范大学 生物传感和生物燃料电池研究 10:50-11:10 IL42 徐景坤 江西科技师范学院 基于导电高分子复合材料的抗坏血酸氧化酶电化学生物传感器的开发和农业应用 11:10-11:20 OP55 汪海燕 华东理工大学 基于纳米通道传感技术对老年痴呆症致病蛋白的结构特性研究 11:20-11:30 OP56 马 巍 华东理工大学 选择性识别糖-蛋白作用的荧光传感器 11:30-11:40 OP57 余 刚 湖南大学 交流电沉积自组装金铂和金钯合金纳米线及传感性能 11:40-11:50 OP5, 8 邬建敏 浙江大学 基于多孔硅的光学传感器研究 11:50-12:00 OP59 魏广芬 山东工商学院 基于压缩传感的气体传感器检测技术新框架 12:00-12:10 OP60 张晓兵 湖南大学 新型荧光化学生物探针研究 12:10- 午餐(自助餐) 时间 内容 地点 8:00-12:00 报展II (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 2011年10月24日 星期一 下午 主持人:谭蔚泓、鞠熀先 时间 类型 报告人 单位 报告题目 15:00-15:25 PL8 陶农建 Arizona State University,USA Plasmonic-Based Electrochemical Current and Impedance Imaging and Applications 15:25-15:50 PL9 鞠熀先 南京大学 纳米生物传感新策略 15:50-16:15 PL10 钟传健 State University of New York at Binghamton Biomolecular Recognition with Functional Nanoprobes 16:15-16:40 PL11 庞代文 武汉大学 量子点标记多靶单病毒示踪研究流感病毒侵染动态过程 16:40-17:05 PL12 谭蔚泓 湖南大学 生物传感的基石:分子识别 17:05-18:00 会议闭幕式 主持人:吴海龙 总结、颁奖、下一届代表发言 18:30- 晚餐 (自助餐) 2011年10月25日 星期二 全天 时间 内容 地点 06:20- 早餐 市外考察: 7:00 出发 选项 项目 备注1.市外考察I 韶山 (1天) 详见会议网站 2.市外考察II 凤凰 (2天) 详见会议网站 3.市外考察III 张家界 (3天) 详见会议网站 4.市内考察 长沙市内 附件:报展目录.doc
  • 画在皮肤上的智能传感器
    加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究人员正在对这种特殊的油墨进行研究,相关的成果将发布在《高级医疗材料》杂志上。他们发现,采用葡萄糖氧化酶作为油墨的成分时,可以检查血糖。采用酪氨酸酶(tyrosinase)做油墨时,可以检查到常见的酚类污染物。为了使这种生物墨水具有导电能力,他们加入了一些石墨粉末做电极。他们还说:壳聚糖,常用于止血绷带中的凝血剂,可以帮助墨水附着于物体表面。用木糖醇代替糖类,用于帮助参与反应的酶增强稳定性。还有生物溶剂聚乙二醇,能够使得所有以上物质能够溶解于墨水中。 科学家将这种特殊墨水注入笔中,就能够用笔绘制出一个血糖值检测的传感器。当血液与绘制出的传感器相接触,墨中的酶与血液中的葡萄糖反应,就能测量血液中的血糖了。 同时,该团队还声明,这些生物传感器能够重复使用。更重要的是,这种检查无需将手指扎破,让血液流出来,而知需要将墨水画到皮肤上。在论文中,他们详细介绍了这种诊断方式:只需要在皮肤上用该墨水进行标记,就能在对应的蓝牙设备上读取血糖结果。每只笔中的墨水容量能够支持500次血糖检测(绘制500次)。 这种笔可以利用对苯酚敏感的油墨,对苯酚污染物进行检测。只需要注入不同类型的油墨,就能够用于不同对应物质的检测,如:重金属和一些杀虫剂(农药残留)。除了绘制在人体皮肤上,还能够在不同材质表面进行使用,如电话和建筑物的窗户。 UCSD的研究人员还指出,这种特殊的笔可以方便人们在任何地方设置传感器,随时随地的进行相关检测。下一步的研究包括无线传感器如何与相关的监控设备进行连接,以及怎样提高有机油墨在极端条件下(极端温度、湿度、长期光照等)的适应性、持续性。
  • 基于SERS技术的新型可穿戴超薄传感器
    目前的可穿戴传感器,已经可以实现在日常条件下跟踪佩戴者的运动和生命体征,例如步数、血压、血氧和心率,并且也已逐渐发展出以非侵入性方式对佩戴者的生物流体(如汗液、唾液、眼泪和尿液)进行原位化学传感(in situ chemical sensing)的技术。但是,传统的可穿戴传感器通常无法在一次测量中同时区分不同的化学物质。如果想要设计成可用于测量多种化学物质,则需要更大的尺寸和非常昂贵的成本。能够检测多种化学分子和生物标志物对及时、准确和全面了解佩戴者复杂的生理和病理状况至关重要。为此,东京大学的研究团队开发出一种基于表面增强拉曼光谱(SERS,Surface-Enhanced Raman Spectroscopy)技术的新型可穿戴超薄传感器。该研究成果发表在6月22日的Advanced Optical Materials杂志,题为“高度可扩展、可穿戴的表面增强拉曼光谱”(Highly Scalable, Wearable Surface-Enhanced Raman Spectroscopy)。拉曼技术对可穿戴生物监测具有重要意义,因为它们拥有无需分子标记即可进行灵敏和多路化学分析的能力。困难在于,生物系统的固有的拉曼信号较为微弱,需要将目标分子结合到合适的底物上,以放大拉曼响应。研究团队选择了黄金作为基底。金是一种已知可有效用作SERS基底的材料,多个研究项目已经研究了在实际SERS平台中使用金属的不同方法。研究团队的灵感来自于制造镀金聚乙烯醇 (PVA) 纳米纤维的最新进展,该纳米纤维用于可长时间佩戴在人体皮肤上的电子传感器。团队成员 Limei Liu 解释,“这些 PVA 装置由涂有金的超细线纺制而成,因此可以毫无问题地附着在皮肤上,因为金不会以任何方式与皮肤发生反应或刺激皮肤。”这种可穿戴传感器由纳米网格状的PVA纤维制成,在纤维上覆盖150纳米的金层,将涂覆的纤维纳米网附着到目标表面(例如人体皮肤),然后用水将 PVA 溶解掉,只留下完整的金纳米网在目标表面。纳米线的尖锐边缘作为局部SERS效应的“热点”(hot spot),研究人员通过减小纳米线的直径来优化单位体积中的热点数量,同时保持足够的机械强度以实现耐磨性。在概念验证试验中,志愿者佩戴该贴片,并暴露在不同的化学物质中,然后用商用785纳米拉曼光谱仪进行检测。实验证明,该系统能够检测尿素和抗坏血酸等生物分子,并识别水中的微塑料污染。还可以检测到常见的滥用药物,以及应用于执法。该系统目前需要外部光源和光谱仪配合使用,但研究人员未来将把半导体纳米激光器和纳米光谱仪通过直接键合的方式,集成到可穿戴式SERS传感器中。助理教授Tinghui Xiao表示:“目前,我们的传感器需要进行微调以检测特定物质,我们希望在未来进一步提高灵敏度和特异性。有了这个,我们认为像血糖监测这样的应用是可能的,非常适合糖尿病患者,甚至可以用于病毒检测。”
  • 美开发出能使大脑直接控制义肢的光学传感器
    据英国《新科学家》网站10月18日(北京时间)报道,美国科学家研发出一种能接收神经脉冲等光学信号的传感器,可进一步改进人体神经系统与义肢之间的连接,使通过大脑神经直接控制义肢的梦想朝现实迈进了一大步。未来,通过该传感器,大脑能够直接控制义肢的运动,被植入者也可通过义肢感受到压力和热度。   目前,义肢中的神经接口都是电子的,其中的金属零件可能会被身体排斥。而美国南卫理公会大学的马克克里斯滕森和同事正在研发一些可以捕捉神经信号的光学传感器。他们使用的材料——光纤和聚合物与金属相比,不仅不太可能诱发身体的免疫反应,而且也不会被腐蚀。   这种传感器建立在一个聚合物的球壳上,这些球壳同一束光纤偶联在一起,光纤将发送一束光,经过球壳内部。光在这些球壳内“旅行”的方式被称为“回音壁模式”,其灵感源于英国伦敦圣保罗大教堂的回音壁。在圣保罗大教堂,声音可以通过凹形墙壁的不断反射而持续传播,因此传播得更远。   该传感器的设计理念是,与神经脉冲相连的电场会影响聚合物球壳的形状,球壳内部光线的共振也随之改变,因此,神经系统会变为光子电路的一部分。从理论上讲,光线的共振变化能够向仿生手发送指令,比如告诉仿生手,大脑想要移动一根手指等。通过在光纤顶端放置一个反射器,引导一束红外线照射并刺激神经系统,其发出的神经信号也能够被带往其他方向。   研究人员表示,这种传感器目前还处于原型研制阶段,而且尺寸太大,暂时无法安装在人体内,不过,随着尺寸不断缩小,这种传感器将可以在生物体内发挥作用。该科研项目获得了美国国防部高级研究计划局(DARPA)560万美元的资助。研究人员计划2年内将工程样品在猫或狗身上进行试验。在此之前,研究人员需要将这种传感器的大小从几百微米缩小到50微米。   该传感器工程样品在使用前,研究人员还需要将神经连接具体地绘制出来。例如,要求病人试着举起他残缺的手臂,以便将相关的神经连接到义肢上。   克里斯滕森表示,总有一天,这些传感器和光纤可以像“跳线”一样,形成从大脑直到腿部的神经回路,绕开受损的身体组织,最终让脊髓受损患者重新恢复运动能力和知觉。   不过,也有专家认为,这种传感器所使用的材料虽然都具有很大的生物相容性,但它们是否能够完全避免人体的排异反应依然存疑。
  • 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。
  • 工业智能传感器企业志奋领科技获近千万美元A+轮融资
    近日工业智能传感器解决方案提供商「志奋领科技」宣布完成近千万级美元A+轮融资,顺为资本领投、怡合达联合投资。势能资本担任独家财务顾问。本轮融资将主要用于两个方面。一是研发方面,公司将持续扩建底层研发团队,支撑光电底层器件和芯片、光学研发,同时建设精密光学等5个实验室,升级智能化车间、提升产能;二是业务方面,持续升级公司各部门业务流,新增6个外地办公室,形成能支撑200家核心经销商、4万家用户的服务网络,进一步提升客户体验和服务速度,提供更全面的工业智能传感器解决方案。志奋领科技成立于2010年,主要聚焦工业级智能传感器的开发,面向3C电子、新能源、半导体制程、医疗电子和服务机器人行业,提供包括高精度定位、图像识别、精密测量以及避障安全在内的精密智能和AI传感解决方案。近年来,工业物联网的高速发展大大刺激着工业传感器市场的爆发,其中智能传感器作为工业领域的重要器件之一,可广泛应用于3C电子、锂电/光伏、智慧物流、半导体、医疗检测、工程机械等领域,国产替代需求显著增长。据MarketsandMarkets报告数据,全球工业传感器市场规模预计将从2021年的206亿美元(约1380.4亿人民币)增长到2026年的319亿美元(约2137.6亿人民币),从2021年到2026年期间,该市场预计将以9.1%的复合年增长率增长。但一直以来,全球工业传感器市场主要被欧姆龙OMRON、松下Panasonic、西克SICK、基恩士KEYENCE等国外品牌占据,加之他们在半导体新材料与核心技术专利的布局积累,我国工业智能传感器市场的国产化率较低,约30%左右,面临着缺乏核心技术、低端产品过剩、产品同质化严重等挑战。在志奋领科技创始人&CEO唐可信看来,工业智能传感器除了做好底层技术之外,还需要提升品牌力,构建销售网络。他表示,公司成立最初以代理德国工业传感器品牌为主,2011年成立了明治传感器(meijidenki)品牌,与中国台湾SCAN公司战略合作,形成了最初的产品线,并在2014年开始自主研发工业光电传感器产品。如今,志奋领科技已构建精密定位传感器、深度学习、精密测量传感器、安全避障传感器四大产品线,覆盖14个品类和93种不同系列。其中,公司最为核心的是精密定位传感器和精密测量传感器两大品类。例如,在动力电池制程中,明治传感器可以提供动力电池极片的厚度测量、颜色识别、单双张检测、微米级激光纠编、涂层厚度测量产品,基于深度学习的瑕疵、划痕检测,智能读码和安全防护的AI传感方案,同时还可以支持禁铜场景、耐高温感应以及干燥强酸环境等特殊场景应用的传感器定制化服务。唐可信谈道,公司的核心竞争优势在于拥有领先的光电技术、AI底层研发力、工业级传感器研发能力、光学正向设计能力、精密工艺平台支撑力,覆盖芯片、算法、材料、光学和精密工程等方面,其产品能更好应对恶劣的工业环境。此外,志奋领科技的封装工艺能很好提升产品的一致性,保证产品在工业现场的稳定使用。“与同行相比,我们是一家理念驱动,能击穿底层和拥有正向研发能力的工业级传感器企业,我们的差异化是不仅能提供高品质、高精度、智能一体化的工业传感器产品,还能提供一站式的用户体验。”唐可信说。这一系列能力的实现与志奋领科技的团队息息相关。公司团队规模将近300人,研发人员占比超30%,核心团队来自西门子、华为、英特尔、霍尼韦尔、伊顿、西克、基恩士等知名企业,汇聚了一批业界优秀的科学家和工程师,在工业传感领域拥有20年产业及技术经验。如今,志奋领科技已拥有超120余项核心专利,在深圳和长沙设有研发中心,年产能达千万只。其中,仅今年,明治传感器出货量将超600万只,全球代理商已超过200家,客户遍布在60个国家及地区,合作客户达1.6万家以上。许多知名制造商、供应商和集成商均使用公司产品以确保所生产的产品符合用户的质量要求,这些用户包括苹果、华为、富士康、三星、比亚迪、ATL、三一重工等企业。营收方面,2021年公司收入持续增长,已实现近亿元营收,其中60%以上来自3C电子和新能源市场,预计今年总营收将增长120%。同时,志奋领科技的国际市场也在快速发展,2021年国际市场营收占比将近20%。体系方面,志奋领科技正在全面提升新产品开发上市、生产制造发货、销售服务的业务流,通过主流程的梳理,明晰各部门的权、责、分工。“清晰明确的业务流是志奋领科技成为行业破局者的重要保障。”唐可信说。“尽管疫情对供应链造成了一定影响,但我们正在通过建立安全库存来缓解供应链压力。”唐可信提到,从另一方面看,疫情也加速了智能制造领域的无人化和自动化发展,一定程度上将利好行业成长。接下来一年,志奋领科技将基于自研芯片、实验平台和工艺体系,陆续推出微米级激光位移、精密TOF测距光电、高精度光纤放大器、颜色传感器、智能读码器和视觉传感器、IO-link系列传感等产品,进一步升级产品的一体化、高精度、易操作和经济性等特点。此外,公司还将基于客户需求,加快定制化产品的开发,为工业领域客户提供一站式的智能传感器解决方案。顺为资本投资副总裁马艳新表示:“工业传感器是自动化领域的底层器件,是智能制造的感知基础。工业传感器需求场景的碎片化、使用安装等多样化,初创企业冷启动难、规模化难、品牌化难。我们很高兴看到志奋领经过多年积累,已在规模化和品牌化上取得突破,期待公司能抓住发展契机,在工业传感器领域持续精进,成就国产工业传感器领先品牌。”怡合达董事长金立国表示:“志奋领作为国产传感器主流供应商,一直非常重视产品建设,每年投入大量的资金在新产品的设计研发,也在品牌塑造和海外市场推广上持续发力。依托中国完善的产业链的优势,在确保产品品质同时又能很好的解决产品的交付问题。我们相信,在国产替代的大背景下,随着其产品线不断丰富和性能的稳定,志奋领将在这条赛道上走得更远更坚实。”
  • 生物传感器迎快速发展期 山东谋局抢“传感”市场
    “随着智能制造、工业互联网、健康医疗产业的发展,作为其核心技术的生物传感器产业也随之迎来庞大的市场需求,山东省生物传感器重点实验室将加快产业化应用,抢夺市场先机。”山东省科学院副院长刘孟德在14日举行的生物传感器技术及产业发展论坛上表示。市场蛋糕巨大当日,国内生物传感器领域的专家齐聚济南,围绕临床检验、家庭医疗、环境监测、工业过程和生化反恐等诸多领域的生物传感器技术及相关产业,探讨以山东省生物传感器重点实验室和山东省生物传感器技术研究推广中心为载体,组建生物传感器工程技术中心,加速推动产业化发展。  山东省科学院生物研究所所长、山东省生物传感器重点实验室主任史建国告诉记者,从20世纪80年代起,生物传感器在生物医学检验、疾病诊断与治疗、食品分析、环境监测、工业过程检测与控制、毒物检测及战争生化预警等领域得到广泛应用,并成为现代分析仪器的前沿科技领域和国际市场竞争的热点。“我国在生物传感器新原理、新方法和新结构方面已取得一系列国际先进或国际领先的科研成果,但研究成果向产业转化进程还比较缓慢。”中国科学院生物物理研究所研究员张先恩告诉记者,2010年全球生物传感器市场销售额突破了100亿美元,预计2020年将达到225亿美元。其中临床检验占44.9%,家庭诊断20.2%,环境监测14.3%,实验室10.7%,工业过程6.6%,生化反恐3.3%。但我国目前生物传感器产品的国际市场份额不超过10%。根据全球知名市场调研公司PMR发布的一份新报告,未来6年,全球生物传感器市场将经历快速增长,该市场2014市值为129亿美元,到2020年将达到225亿美元,复合年增长率为9.7%。由于医疗保险普及率的不断扩大、人口基数大以及卫生保健系统的不断升级,亚太地区将成为增长最快的地区。  “当前慢性病及生活方式相关疾病发病率上升、不断增长的老龄人口、生物传感器在各行业的广泛应用、纳米技术在医疗保健领域的应用,推动了生物传感器市场的快速增长。”张先恩表示。推动产学研协同创新山东在生物传感器领域的技术和产业化已经走在了前面。据史建国透露,山东省科学院生物研究所意欲借助其工业生物传感器研究和产业化应用的科技平台,组建跨部门、跨行业、跨区域的生物传感器研发布局和协同创新体系。据了解,山东省科学院生物研究所是我国惟一实现生物传感器产业化应用的科研单位,已先后研制出葡萄糖、还原糖、乳酸等多种生化分析传感器,建立了生物传感器在工业环境下运行的实验方法、操作规程、配套试剂及培训服务体系,产品占国内市场95%以上(其余5%为进口产品),在我国食品发酵、生物医药等科研及产业领域实现了广泛应用,突破了传统生产过程只依赖于物理和化学传感器的落后局面,打破了国外技术封锁,为我国生物工业的过程控制提供了先进的技术支撑。“以氨基酸发酵产业为例,全国年产量300多万吨,年总产值超过400亿元 生物传感器应用于氨基酸生物反应器的系统优化、葡萄糖流加控制、产物分离提取等过程,可提高产率10%-15%,年增经济效益达40亿元以上。按照整个工业生物技术产业应用情况计算,年增经济效益可达100亿元以上。”史建国说。  据史建国透露,山东省科学院生物研究所将与中科院及相关企业合作,利用生物传感器研发布局和协同创新体系,开发新的酶分子元件,增加生物传感器检测指标,实现对多种代谢产物的检测 将生物传感器与物理、化学传感器融合,研发多传感器分析模块,建立工业生物过程的在线检测与自动控制系统 生物传感器与信息技术、物联网技术结合,构建新型的智能化工业生物过程控制与运行模式。  “当前山东工业转型升级的焦点和瓶颈问题是缺乏关键的核心技术对传统产业进行产业升级,山东省科学院组建生物传感器研发布局和协同创新体系是有益的探索。”山东省经信委科技处处长封宗庆当日表示,我省将积极推动此类产学研协同创新。
  • ChinaPlas现场直击:Labthink首度携自主传感器核心技术成果亮相
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 24日,第32届中国国际塑料橡胶工业展览会(ChinaPlas2018)开幕。济南兰光机电技术有限公司 (Labthink)首度携自主传感器核心技术成果亮相,位于5.2F35的展位人头攒动,汇聚了来自英国、澳大利亚、韩国、泰国、印度等全球各地的客户。Labthink作为中国包装检测仪器领域自主传感器技术的探路者之一,拥有深厚研发实力的企业更加受到国外客户的青睐,让世界进一步读懂中国“智”造和自主创“芯”! /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/24071f0b-9e55-4a83-a889-6f99ca3c16da.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong   自主传感器技术 擎画国产包装检测仪器研发新图景 /strong /p p   美国的芯片“禁售令”愈演愈烈,给中国制造业敲响了一记警钟:只有自行掌握核心技术,企业发展和市场竞争的主动权才会掌握在自己手中。Labthink早在3年前就开始布局发展自主传感器技术。今年,是Labthink产品和技术大爆发的一年。Labthink国内总部和美国总部的研发中心共同研制成功了自主专利的传感器核心技术,搭载了这颗强劲的引擎,Labthink将陆续推出一系列触及现阶段测试极限的高端包装阻隔性检测仪器新品,精度和稳定性将优于进口品牌仪器。 /p p style=" text-align: center " strong   搭载自主传感器技术 阻隔新品测试能力大幅提升 /strong /p p   这次,Labthink带来了基于自主专利传感器技术的C系列包装阻隔性检测仪器。主要包括基于库伦氧气分析传感器和等压法测试原理的C230氧气透过率测试系统, 以及基于红外法水分分析传感器的测试原理的C390水蒸气透过率测试系统。两款仪器为高、中、低阻隔性材料提供了宽范围、高效率的氧气/水蒸气透过率检测试验。产品拥有Labthink专利的一体式3个测试腔,高精度传感器,内置专用计算机控制系统。提供精确的温度、湿度、流量的调节与控制,具有非常高的测试灵敏度和重复性。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/30db9458-30cf-41c2-9c45-e5bfca4f4cb1.jpg" / /p p   现场吸引了众多食品饮料行业、医药行业、质检机构、科研院校用户,一睹阻隔仪器新品全貌,纷纷点赞Labthink自主核心传感器技术!吸引了三沙卫视记者的关注,对Labthink做了一场即兴的橡塑展现场报道。 /p p style=" text-align: center " & nbsp /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/392c13bf-7720-46b2-a28f-4b9a1370e4fa.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/3d3ef35d-5425-4245-830b-7ef9e1808881.jpg" / /p
  • “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
  • 李培武院士团队唐晓倩:生物毒素生物传感器的发展趋势:原理、应用和前景
    今天介绍一篇于2023年8月发表在Trends in Analytical Chemistry(IF=13.1)上的一篇综述性文章。该综述简要介绍了生物毒素(真菌毒素、海洋毒素和细菌性食物毒素)的流行、毒理学特征和分类。同时,总结了近年来针对生物毒素的高灵敏度生物传感器的重要技术进展并介绍了这些方法不同的传感模式。最后,基于生物传感器面临的各种挑战,为改进食品安全技术提供了重要见解。中国农科院油料所唐晓倩副研究员为第一作者,硕士研究生左家思为共同一作。中国农科院李培武院士和张奇研究员以及浙江大学平建峰教授为通讯作者。成果简介生物毒素,特别是真菌毒素、海洋毒素和细菌性食物毒素,已成为食品、饲料、海鲜和医学领域的主要威胁。它们对人类具有潜在的致癌、致畸和致突变作用,偶尔会导致高死亡率和高发病率。其中一个明显的问题与快餐的使用越来越多以及对预制食品的需求有关,而没有适当认识到相关毒素。因此,开发更好的生物毒素监测方法具有重要意义。近年来,生物传感器因其检测过程简单快速、样品体积小、成本低等优点而得到越来越多的应用。本研究旨在总结近年来生物传感器在生物毒素检测中的应用,特别是其在光学、电化学、压电和光热方面的应用。此外,不同的检测平台被集成为生物毒素的多模式组合生物传感器,以满足高精度技术的要求。这项研究考察了生物传感器面临的主要挑战,并为改进食品安全技术提供了新的见解。研究亮点1.总结了生物毒素的流行、病理学和分类。2.介绍了生物传感器在光学、电化学和光热等方面的生物毒素检测的应用。3.针对生物传感器所面临的挑战,对食品安全技术的改进提供了新见解。图1.常见生物传感器的示意图。图2.(A) M13噬菌体作为纳米酶容器的化学修饰,增强比色免疫分析。(B)智能手机-ICA检测ZEN的原理图。(C)基于智能手机与PCFNs-FICA集成的AFB1检测的读取系统方案和图像。(D)水分散铅笔合成原理图图3.(A) 基于表面等离子体偶联CL(SPCC)策略的三种真菌毒素多重免疫测定的示意图。SPCC免疫传感器阵列包含3*12个传感位点,主要分两步可同时检测36个样本。(B) 用于MC-RR检测的CL适体传感器示意图。(C) 用于谷物OTA检测的BPE-ECL生物传感器的示意图。(D) 用于OTA检测的基于CdSe/CdS量子点的ECL适体传感器的制备。图4.(A) 核壳合成采用的策略Au@AgNPs和Ag@AuNPs以及抗SEA抗体的共价生物偶联和SEA的检测。(B) AFM1的基于SERS的侧流免疫传感测定的图解。图5.(A) DON适体传感器的制造过程示意图和PtPd NPs/PEI-rGO制备步骤的简化图。(B) 基于适体的传感器和QCM检测系统的检测原理。(C) 多信号读出系统的构建过程。(D) 掺入Ru(bpy)32þ(SAQDsRu)的金黄色葡萄球菌生物合成量子点的制备工艺示意图和SAQDsRu双模ICA的检测原理。研究结论 考虑到生物毒素对人体健康和食品安全的有害影响,迫切需要研究探索生物毒素生物传感器的开发。在本研究中,我们简要介绍了生物毒素的流行、毒理学特征和分类。此外,我们总结了用于生物毒素的高灵敏度生物传感器的最新重要技术发展,并强调了它们与常见传感器类别相关的传感模式,如荧光、比色、化学发光、ECL、SERS、SPR、LSPR、电化学和PZ传感器。尽管目前可用的生物传感器在生物毒素分析方面有着广阔的前景,但仍有一些挑战有待解决。因此,今后的研究应侧重于以下问题。(1) 应为快速生物毒素分析过程制定更简单的提取和清理程序,以省略精密仪器的使用。(2) 应使用公差特异性识别材料进行单组分特异性检测,或应使用公差通用识别材料检测一类物质,以克服食品样品基质的影响。应提高生物材料和靶标的识别效率,包括界面材料的生物相容性、生物材料的改性等。(3) 由于信号分量的大批量变化,现有的信号放大策略往往导致检测结果不准确。重点应该是开发一种合成过程简单、稳定性好、信号放大率高的黄金策略。应开发近红外区域的纳米材料以避免自发荧光。(4) 利用光谱等方法建立样品中生物毒素的实时检测,无需样品预处理。(5) 开发便携式、小型化的现场检测仪器。随着检测技术、便携设备和大数据的发展,智能生物传感器可能会继续在生物毒素检测中发挥关键作用,以满足市场应用和政府监管的需求。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.trac.2023.117144
  • 脱发竟与甲醛有关?新房子把你的头发吃掉了!_甲醛传感器
    人这一生除了生死,恐怕最害怕的就是脱发啦!有句扎心的话是这么说的:虽然你还没有脱贫脱单,但你已经在脱发了啊。梳头时,你会发现梳子上满是缠绕的发丝 写文案伸个懒腰时,键盘上总有几根头发横七竖八的趴在那里 翻看以前的照片时,现在的你果然和以前不一样了:头发少了、发际线高了。关于治疗脱发的方法,你大概尝试过很多:早睡早起作息规律,黑芝麻、海带、黑豆吃了个遍,用有防脱功能的梳子按头皮,丧心病狂者还会把姜汁、蜂蜜涂在脑袋上~其实不止常见的这些脱发原因,还可能是缺乏蛋白质,或是维生素,甚至是某些微量元素等等。但是,如果你出现脱发的时候,刚巧家里最近装修,或买了大量新家具,脱发也有可能存在甲醛的原因。那是不是说甲醛导致脱发呢?我们都知道,甲醛是一种对人体有很大危害的化学物质,长期接触到甲醛,对皮肤黏膜是有刺激作用的,如果头部的皮肤对甲醛比较敏感,那么甲醛的确会影响脱发的。其实不仅装修材料里含有,像人造板材,还有一些纺织品,比如窗帘、墙布等都有可能还有甲醛。而甲醛释放周期一般在3-15年,我们不能杜绝与生活中的这些家居的日常接触,我们需要做的,就是尽量隔离甲醛。为了确保室内空气环境安全,我们可以用甲醛传感器对室内甲醛含量进行监测。甲醛传感器由壳体、探头、输出线组成。室内的空气被探头吸入变送器内部,经里面的传感器监测并计算出甲醛的浓度,然后再通过GPRS/4G的通讯方式将数据发送至使用者的手机上,实现远程查看。采用电化学传感器具有测量精度高、响应速度快、使用寿命、长稳定可靠的特点,设备输出分辨率可达 0.01ppm 、可长期 24 小时在线监测。甲醛传感器壳体采用王子壳壳体,具有很好的密封性,安全防护等级高,防水防灰尘,确保精确的检测结果,安装采用壁挂式安装方式,并且可以将数据上传至手机或电脑端,多终端实时查看。甲醛传感器采用流体力学设计,空气从进风口吹入变送器内,通过传感器,再由出风口流出,形成一次完成室内甲醛浓度监测。甲醛变送器配置进口品牌电化学气体传感器,反应迅速灵敏,再经过我司独有的补偿算法,能够快速监测出室内甲醛浓度。甲醛传感器每30s上传一次数据,云平台接收到新数据后会自动更新;若室内的甲醛超标,云平台上甲醛数值显示字体为红色。在使用初,通过云平台将报警限制设置为0.08mg/m3,若室内的甲醛含量到达此数值,云平台上的字体变为绿色,并给用户发送甲醛含量安全信息。物理通风是最有效的长期去甲醛的方法,在南北对流、通风效果好的地方,甲醛会很快被稀释。如果通风不好、常闭门窗,效果会大打折扣。自然风不好的话,还可以借助空气净化器、摇头电风扇等帮助通风。也可以通过种植吊兰、绿萝这些吸收空气中甲醛来达到去甲醛的目的。
  • 西安光机所等在表面功能化光纤传感器研究中获进展
    近日,中国科学院西安光学精密机械研究所与西北大学合作,在表面功能化光纤传感器研究方面取得重要进展。研究基于通信单模光纤开发出一种免标记、高灵敏度、高选择性的法布里-泊罗(Fabry-Perot)型干涉探针。该探针具有测试便捷、成本低、温度稳定性高等特点,在生物大分子光谱检测方面具备广泛应用前景。   胆固醇是细胞膜、脂蛋白、神经细胞和脑细胞中的重要脂质大分子,其浓度与心脏病、高血压、动脉硬化、中风等疾病密切相关。因此,胆固醇水平检测备受关注。与目前常用的电化学法、酶分析、液相色谱、质谱等检测方法相比,光纤光谱检测方法具有体积小、抗电磁干扰、成本极低、免标记等突出特点,在生物化学检测领域备受关注。   传统的光纤光谱检测器件(如长周期光栅、倾斜光栅、表面刻蚀布拉格光栅等)受到制备仪器要求严格、温度及形变交叉敏感等困扰,在实用性上有较大局限。   该团队从光纤干涉理论及光与物质的相互作用理论出发,采用单模光纤和光纤插芯制备光纤光谱检测器件,通过范德瓦耳斯力在光纤插芯端面依次贴覆环氧树脂-氧化石墨烯(GO)-β环状糊精多层功能膜,基于最外层β环状糊精的疏水型空心分子结构与胆固醇的靶向性吸附结合原理,实现对胆固醇分子的高灵敏度光谱浓度检测,并在尿素、葡萄糖、抗坏血酸、人体血红蛋白等生化分析领域常见干扰物作用下可以呈现出强选择性,具备可重复制备和可重复检测特性,检出限达到3.5M, 灵敏度为3.92 nm/mM。该成果为表面功能化光纤器件在生化光谱分析领域的应用提供了新的思路和手段。   此外,研究通过X射线光电子能谱(XPS)探究EDC/NHS活化GO羧基对分子间键合相互作用影响以及β环状糊精和胆固醇分子的成键作用特性,对检测机制进行了验证分析。   相关研究成果发表在Analytica Chimica ACTA上。西安光机所为第一完成单位及通讯单位。图1.(a)为实验装置,(b)(c)为干涉结构。图2.(a)胆固醇检测光谱;(b)参杂/未参杂样本检测波长的Langmuir拟合;(c)选择性;(d)器件制备重复性测试。图3.XPS结果。(a) EDC/NHS未活化/活化羧基传感器的XPS光谱;(b)活化羧基传感器的N 1s光谱;(c)(d)分别为经过/未经过EDC/NHS活化羧基传感器的C1s光谱,(e)(f)分别为其O1s光谱EDC/NHS处理的传感器 (g)EDC/NHS活性羧基示意图。
  • 我国研发成功新型电化学发光纳米生物传感器
    随着科技的进步,传感器和光学元件都将趋于小型化和集成化。有机低维纳米材料由于其独特的结构和新颖的物理、化学性质,在生物传感、纳米光子学领域中展现出广阔的应用前景。近日,据国际知名期刊《Advanced Materials》报道,中国科学院化学研究所光化学院重点实验室利用高比表面积的一维纳米材料,制备出一种更加灵敏的电化学发光纳米生物传感器。该项研究也为低维纳米材料制备生物传感器提供了重要的理论和实验依据。   从细菌到人,所有生物都在使用&ldquo 生物分子开关&rdquo 来监测环境。此类&ldquo 开关&rdquo ,即由RNA或蛋白制成、可改变形状的分子。这些&ldquo 分子开关&rdquo 的诱人之处在于:它们很小,足以在细胞内&ldquo 办公&rdquo ,而且非常有针对性,足以应付非常复杂的环境。受到这些天然&ldquo 开关&rdquo 的启发,纳米生物传感器应运而生。   据中科院相关人员介绍,生物传感器是用固定化的生物体成分,如酶、抗原、抗体、激素等,或者是生物体本身的细胞、细胞器、组织等作为传感元件制成的传感器。按所用分子识别元件的不同,生物传感器可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等 按信号转换元件的不同可分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等。其中,电化学生物传感器由于具有体积小、分辨率高、响应时间短、所需样品少、对活细胞损伤小等特点,广泛应用于医药工业、食品检测和环境保护等领域。   如今,纳米技术的介入更是为电化学生物传感器的发展提供了新的活力。纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等,使得其表现出奇异的化学、物理性质。例如常见的碳纳米材料,特别是碳纳米管、石墨烯等,就表现出优良的力学性能、导电性能、表面性能及独特的电化学性质。此前,研究人员就曾用琼脂糖将葡萄糖氧化酶和连接了二茂铁的单壁碳纳米管固定在玻碳电极表面,实现了对葡萄糖的快速灵敏检测。碳纳米管的引入还能够显著提高电化学敏感膜中电活性物质的氧化还原可逆性,同时消除了溶解氧对测定的干扰。纳米材料应用于电化学生物传感器领域后,不仅提高了传感器的检测性能,而且提升了传感器的化学和物理性质以及它对生物分子或细胞的检测灵敏度,检测时间也得以缩短,与此同时还实现了高通量的实时分析检测。   随着纳米技术和生物传感器交叉融合的发展,越来越多的新型纳米生物传感器涌现出来,如量子点、DNA、寡核苷配体等纳米生物传感器。未来纳米生物传感器的发展方向应该是集成多功能、便携式、一次性的快速检测分析机器,它可以广泛用于食品、环境、战场、人体疾病等领域的快速检测。例如,食品和饮料中病原体或者农药残留成分的快速灵敏检测 环境中污染气体或者污染金属离子等远程检测和控制 人体血液成分和病原体的快速实时检测,以及战场生化武器和爆炸物的快速检测。   但是与此同时,新一代纳米生物传感器同样面临诸多挑战,如更高灵敏度、特异性、生物相容性、集成多种技术、检测方法简化、制备工艺、批量化生产、成本效益等。对此,这一生物传感器的研发课题组专家表示,分子自组装加工工艺简单可控,可以实现快速复制,而且成本较低,对生物传感器的发展有很重要的促进作用,有利于高灵敏度、低成本、一次性纳米生物传感器的发展。而生物分子自组装技术更值得关注,它具有天然的生物兼容性、优异的结合性能,或将成为生物传感器发展的另一个全新领域。
  • 湖南科技大学携手湖南省传感器产业促进会破解传感器产业发展难题
    “当前全球产业加速数字化、智能化变革,传感技术正在成为数字化发展的重要推动力,但是从传感器国家工程研究中心公布的《中国传感器发展蓝皮书》数据显示,传感器产业突破面临重重难题,我国传感器仍有很长的路需要走。”3月9日下午,在湖南科技大学和湖南省传感器产业促进会召开的主题为“校企携手,智联未来”产学研合作交流会上,湖南科技大学副校长廖湘岳向与会者们报告传感器产业发展的现状。会议现场为进一步发挥高校科研优势,构建传感器产业产学研用联动机制来化解产业发展难题,促进产业发展,湖南科技大学主动携手湖南省传感器产业促进会举办交流合作会。唐智科技湖南发展有限公司等省内13家传感器企业、科研机构的负责人和学校专业的科研人员聚集一堂,集思广益,交流传感器产学研用各个环节的难题、经验和见解,共同致力于化解传感技术发展制约因素,推动传感器产业发展,为推进数字中国建设提供更可靠的产品和技术。廖湘岳表示,希望借湖南省传感器产业促进会搭建的桥梁,通过校企之间的深度融合合作,让课题合作、技术创新、人才就业等“产业+高校科研人才+企业”的模式真正落到实地。让专家学者手中先进技术与理论能够运用到产品生产一线,让前端产品反促专家学者研究进程,攻克前沿技术难题,进而提升传感器行业的凝聚力和技术创新力。廖湘岳表示,希望借湖南省传感器产业促进会搭建的桥梁,通过校企之间的深度融合合作,让课题合作、技术创新、人才就业等“产业+高校科研人才+企业”的模式真正落到实地。让专家学者手中先进技术与理论能够运用到产品生产一线,让前端产品反促专家学者研究进程,攻克前沿技术难题,进而提升传感器行业的凝聚力和技术创新力。会上,湖南科技大学物理与电子科学学院院长王俊年教授详细介绍了学院的教学科研情况,他期待进一步拓展深层次、宽领域、全方位的合作交流,加强产学研深入合作,促进学院相关研究“走出去”,推荐学生到相关企业就业。企业家代表们就企业在传感器及其他信息技术领域存在技术难题进行了交流,并表达了与学校进行产学研合作的迫切愿望。湖南科技大学信息与电气工程学院书记卢明、物理与电子学院党委书记易贵元、副院长许英、副院长詹杰等多位专家学者与会的各位企业代表就相关技术问题进行了讨论。惠诚控制总经理周农建、海德威董事长张正慧、中航科技总经理易孟良、天联数控董事长曾建祥、湖南航天智能传感器技术研究院院长姚锐、中大智能硬件部部长雷彬、湘依铁路总工程师李克、阿秒光学研发经理黄晋等企业负责人代表,促进会秘书长吴怀化等先后发言,围绕企业需求、产学研合作项目、科研成果转化、人才培养等进行深入探讨。与会人员还参观了湖南科技大学智能传感与新型传感材料省重点实验室。据悉,湖南科技大学物理与电子科学学院拥有智能传感器与新型传感材料湖南省重点实验室等多个国家、省部级学科科研平台,设有现代物理研究所、特种光电器件研究等研究所。学院教师瞄准学科前沿,围绕国家重大战略需求,面向社会经济建设开展科学研究,形成了教书育人与科研创新交织互融的人才培养体系。近五年来,获湖南省自然科学二等奖1项、三等奖2项、湖南省教学成果奖2项、学校教学成果奖3项;学院承担国家自然科学基金项目等国家级项目20余项、其他省部级科研、校企合作及教研教改项目100余项,在国内外权威学术刊物及国际学术会议上公开发表论文300余篇,获国家发明专利30余项。
  • “雷磁”携手中仪学分析仪器分会化学传感器专家组设立“中国化学传感器成就奖奖励基金”
    p   strong  仪器信息网讯 /strong 以奖励在我国化学生物传感器科研领域取得优秀成果,并对我国化学生物传感器事业发展做出突出贡献的中国科研工作者,中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专家组(原专业委员会)将在第十四届全国化学传感器学术会议(14th SCCS)上颁发首届“中国化学传感器成就奖”学术奖项。 /p p   为了保证该学术奖项的持续性,大会组委会特设立“中国化学传感器成就奖奖励基金”。上海仪电科学仪器股份有限公司作为该基金的赞助方,携手中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专家组(原专业委员会),于2019年8月8日假上海市松江区绿地铂骊酒店举办合作签约仪式,设立“中国化学传感器成就奖奖励基金”。仪电科仪秉承“雷磁”品牌的“务实、创新、求精、致远”的发展宗旨,为中国化学传感器事业的发展贡献力量。 /p p   合作协议的签订,由化学传感器专业委员会主任委员、14th SCCS组织委员会主席、湖南大学吴海龙教授和仪电科仪董事长兼总经理汤志东签署。由化学传感器专业委员会原主任委员、湖南大学原化学计量学与化学传感技术教育部重点实验室主任、二级教授沈国励老先生、中国仪器仪表学会分析仪器分会关亚风理事长、刘长宽常务副理事长、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会曾伟秘书长、上海市科委张露路处长、上海科学仪器产业技术创新联盟、上海市分析测试协会马兰凤秘书长等专家,以及上海仪电科学仪器股份有限公司副总经理殷传新、金建余,雷磁传感器公司总经理何海东等人共同见证。 /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/d1ed5a03-4998-4985-9797-e94353fc23da.jpg" title=" 微信图片_20190809004300_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/0578fbe2-94b5-4f6b-8906-0108585449dd.jpg" title=" 微信图片_20190809004215_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 吴海龙教授与汤志东董事长签署合作协议 /strong /p p   中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专家组(原专业委员会)成立于1985年,目前为第六届,由吴海龙教授为组长、俞汝勤院士为主编,分别组成新一届“化学传感器专家组”和《化学传感器》编委会。组织机构有汪尔康、俞汝勤、姚守拙、陈洪渊、张玉奎、董绍俊、马立人、程京、谭蔚弘等9位顾问,其中5位为中科院院士。由其主办的全国化学传感器学术会议(SCCS),从最初的全国离子选择性电极学术交流会到如今的全国化学传感器学术会议,SCCS学术会平均每三年一届,迄今已成功举办十三届,反映见证了我国化学传感器研究领域的发展历程。 /p p   “雷磁”是上海仪电科学仪器股份有限公司的自主品牌,创建于1940年,是中国pH计和玻璃电极的诞生地,也是国内分析仪器的发源地。长期以来专注于电化学分析仪器事业,历经七十多余年发展,雷磁逐步发展成为集研发、生产、销售、应用、集成、服务为一体的高新技术企业。以“为提高人们的生活质量,提供高科技产品和优质服务”为企业目标,创新驱动、转型发展,成为不断进步的科学仪器制造商和检测溯源系统解决方案与运行服务的提供商。 /p
  • 石墨烯生物传感器:中国SCI发文量全球第一
    石墨烯,是当前世界上最薄、最轻、最硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料。它的强大能力常常令人咋舌。一块1厘米厚的石墨烯板,能够让一头5吨重的成年大象稳稳站在上面 用石墨烯做的手机电池,一秒内就能把电充满 以石墨烯为材料的平板电脑,可以随意折叠成手机大小放在口袋里。在电子、航天军工、新能源新材料等领域也有着广泛应用。  11月25日,在中科院文献情报中心产业情报研究中心主办的第20期《产业技术情报》发布会上,研究人员详细梳理了石墨烯在超级电容器和生物传感器方面的应用情况,首次将两个发布主题聚焦于同一领域,并基于权威数据库分析,对两者未来的发展趋势作出研判。  石墨烯超级电容器技术:中国处于快速增长期  当今能源及环境问题日趋严重,以新能源电动汽车为代表的绿色交通工具的发展需求越来越大。而解决其制动能量回收系统的问题是产业发展的关键之一,因此产业对兼顾高能量密度与高功率密度的电化学储能器件的需求越来越迫切。与此同时,超级电容器因具备使用寿命长、充电时间短等优点,被赋予较大期待。石墨烯超级电容器主要研究领域包括:用于电极材料的过渡金属氧化物、活化煤以及氮掺杂石墨烯、集电器表面等方面,涉及技术包括氧化石墨烯单体、过度金属氧化物、氮掺杂、煤活化等。  随着2004年英国曼彻斯特大学物理学家发现石墨烯的分离制备方法,石墨烯在超级电容器中的应用也逐渐开始迅速发展,专利年发表数量快速增长,于 2012年达到峰值每年280项。目前相关技术专利平均在每年250项左右。中国的石墨烯超级电容器领域技术的发展2009年起迅猛增长,年申请量迅速超过每年100项,于2012年达到峰值,此后基本保持在每年120项以上,处于快速增长期。  记者发现,在石墨烯超级电容器技术专利权人排名中,前25名专利权人中数量最多的是来自中国的机构(17家)。排名前5位的依次是:海洋王照明科技股份有限公司、中国科学院、韩国三星公司、美国Nanotek仪器公司和浙江大学。  “从产业技术情报发布的内容来看,我们国家在石墨烯领域的论文和专利的数量还是比较可观的,这些数据充分反映了我们国家的科技活力。”清华大学化工系教授骞伟中说。  他介绍,目前石墨烯的主要制造市场和应用市场均在中国,国内的众多机构在该领域进行了专利布局。北京和江苏已分别成为国家石墨烯发展和研发较为集中的地区,未来5年到10年这些地区还将在石墨烯领域进行大力布局。  “从产业化角度来看,目前石墨烯电容器领域技术更多地集中在高校实验室,离产业化还有一段路要走。我们国家应推动高校和企业的衔接,大力推动石墨烯电容器的产业化发展。”骞伟中建议。  石墨烯生物传感器:中国SCI发文量位列第一  石墨烯因其特殊的纳米结构,优良的光学、电学等特性以及良好的生物相容性,迅速成为生物传感器研究中的热点材料,并成功检测多种生物小分子、DNA、酶、蛋白质以及细胞等。  “生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向,已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。但石墨烯生物传感器目前处于实验室阶段,还未实现产业化。”国家纳米科学中心博士研究生史济东说。  据中科院文献情报中心研究人员介绍,石墨烯用于生物传感器领域研究的重点集中在以下两个方面:一是石墨烯电化学生物传感器,包括安倍型传感器、电化学发光型和场效应晶体管型等,涉及酶传感器(用于检测过氧化氢、葡萄糖、抗坏血酸、多巴胺、尿酸等)、免疫传感器(用于检测病毒、细菌、癌症标志物等)、DNA传感器、蛋白质传感器等 二是石墨烯光学生物传感器,包括荧光传感器和基于共振能量转移传感器。  石墨烯用于生物传感器领域的SCI论文发文年代分布呈现出如下特征:2005 年至2009年发文量相对较少,年发文量不超过100篇,主要来自美国和中国,研究进展相对缓慢,处于技术孕育期 随着2010年英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫因在石墨烯材料方面的研究获得诺贝尔物理学奖,全球石墨烯用于生物传感器领域的SCI发文量增长趋势逐渐明显,其中 2015 年SCI发文量突破了2300篇,相关技术进入快速成长阶段。  统计数据显示,全球共有85个国家和地区开展了石墨烯用于生物传感器的相关研究,其中中国、美国、印度等10个国家和地区在石墨烯用于生物传感器领域的SCI发文量占总量的81.61%。其中中国在该研究中占有明显优势,发文量占全部论文的47.76% 位居第2位的是美国,发文量占全部论文的 9.39%。  在高被引论文方面,石墨烯用于生物传感器领域的SCI论文属于ESI高被引论文有345篇,来自35个国家和地区。其中ESI高被引论文主要来自中国(176篇)、美国(86篇)、新加坡(39篇)、韩国(23篇)和印度(15篇)。  值得一提的是,前10位ESI高被引SCI论文中,有6篇发文来自中国福州大学、中科院长春应用化学研究所、清华大学和中科院上海应用物理研究所4家机构,可以看出中国在该技术领域拥有一定的技术优势。
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