接近距离传感器

p 　　江苏省前不久积极组织环境监测、城市污水处理、城市垃圾处理及危险废物处理、废弃电器电子产品处理等4类环保设施，接受公众参观。据统计，目前，江苏省已累计组织公众开放活动1300多场，参观人次超过7万人。让公众近距离感知环保，体现了“开放、透明、共建、共享”的理念，公众可以理解环保、支持环保、参与环保。江苏的实践表明，开放环保设施，能够收获多重利好，应积极推进。 /p p 　　敞开大门，向公众开放环保设施，有利于推动政府履职，促进企业环境自觉。将环保设施向公众开放，其实是让污染治理设施在公众的监督之下运行，展示的是政府开门理政、企业开门经营的自信和勇气，市民看到的是政府和企业接受社会监督的诚意。 /p p 　　环境监测中心作为环保部门的下属技术支撑机构，向公众开放监测设施，将督促环保人自我加压、勇于担当，鞭策环保人不忘环保初心，牢记使命，确保监测数据科学、严谨、准确，做好新时代答卷人。城市污水、垃圾处理厂敞开大门，接受群众监督，将促进污染治理企业更好地落实环保社会责任，提升污染治理水平，推动企业长远发展。只有自身过硬，才会有向公众开放的底气，才敢于把群众请到家里来做客、参观。 /p p 　　敞开大门，向公众开放环保设施，有利于解除公众疑虑，赢得信任。一直以来，由于信息的不对称，一些环境污染治理设施(如垃圾焚烧发电厂、污水处理厂等)给公众的感觉是污染物集中排放地，离得越远越好。因此，政府在建设污染治理设施时，会遇到邻避问题。 /p p 　　唯有了解，才能消除疑虑 唯有消除疑虑，才能赢得信任 唯有赢得信任，才能得到支持 唯有得到支持，才能调动公众积极参与。俗话说，耳听为虚，眼见为实。敞开大门，才能解开心结。再多苦口婆心的说教，都不如一次眼见为实的亲历更有效果。推进环保设施向公众开放，满足公众的知情权，保障公众的监督权、参与权，对于增强群众对污染治理工作的认可与信任，打造环保互信文化，有效化解和防范涉环保项目的“邻避效应”，具有重要意义。正如参观市民所说，近距离了解不仅拨开迷雾、答疑解惑，更对环保工作产生直观、深刻的感受，从了解走向理解，甚至影响生活习惯。 /p p 　　敞开大门，向公众开放环保设施，是最直观、生动、形象的环境教育。环境监测站、污水处理厂、垃圾焚烧厂等治理单位和设施，不仅是治理环境污染的基础设施，也可以作为重要的环境教育设施，是普及环保科学知识、展示环保发展成果的生动课堂，有利于加快形成全社会共同参与环境保护的良好氛围，加快建设现代环境治理体系，加快形成公众关心环保、参与环保、践行环保的格局，形成崇尚生态文明、共建美丽中国的良好风尚。 /p p 　　通过参观污水处理厂，公众可以了解污水处理设施运转情况，培养节约水资源、保护水环境的意识。通过参观生活垃圾焚烧发电厂，可以看到科技的力量，改变以往对垃圾处理厂脏、乱、差的印象，消除排斥感。通过参观废弃家电回收拆解机构，了解“城市矿藏”和防范重金属污染知识，改变胡乱丢弃小家电的做法。 /p p 　　目前，我国环保设施开放工作还处于起步阶段，开放数量、开放日活动都较少，离实现制度化、规范化、常态化开放还有一定距离。2017年11月召开的全国环保设施和城市污水垃圾处理设施向公众开放工作座谈会暨现场会，要求进一步完善制度、提高标准、形成规模，通过环保设施向公众开放活动，推动在环境治理和保护过程中，在政府、企业、市民之间形成互信共建的局面。从长远发展看，今后各地的工业园区、工业集中区的污染治理设施，甚至每个企业的污染治理设施都应向公众开放，这是建设美丽中国不应缺失的一个重要环节。只有这样，才能更加有效地保障公众的环境知情权、参与权和监督权，进一步激发公众参与环境治理的积极性和主动性，使公众成为监督企业污染排放的主体，从而凝聚广泛的社会力量，提高全社会的污染治理和环境保护水平。 /p

2010年11月4日，美国宇航局“深度撞击”探测器对“哈特利2”号彗星进行了近距离拍摄。当时探测器距彗星的距离约为700公里。“哈特利2”号彗星是一个短周期彗星，1986年由天文学家马尔科姆哈特利发现，其直径约为1.2千米至1.6千米，每6.47年绕太阳一周。专家认为，这颗彗星之前的轨道可能靠近木星，后来可能是受到撞击等原因，其运行轨道逐渐靠近太阳。

近日，借助2023第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI2023）契机，北京怀柔科学城管委会联合仪器信息网组织了大科学装置参观活动，几十位仪器企业、科研院所、科技服务机构等人员走进怀柔科学城，近距离感受高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置、多模态跨尺度生物医学成像设施等“国之重器”的魅力。参观综合极端条件实验装置综合极端条件实验装置，是国家重大科技基础设施建设中长期规划确定的“十二五”建设重点内容之一，也是怀柔科学城第一个开工的国家重大科技基础设施，2017年9月开工建设，2023年建成投入使用。 该装置是国际上第一个把极低温、超高压、强磁场、超快光场等极端条件结合在一起的用户装置。按研究方向，装置共分为四个科学实验平台，即位于北京的物性表征平台、量子调控平台、超快动力学表征平台以及位于吉林建设的高温高压大体积材料研究平台。装置能实现1毫开尔文的极低温、300吉帕斯卡的超高压、26特斯拉的全超导复合磁体强磁场以及约100阿秒的超快光场，并提供多种综合极端条件下的实验手段，将拓展物质科学的研究空间，助力相关前沿领域取得研究突破，促进新物态、新现象、新规律的发现。参观高能同步辐射光源高能同步辐射光源（High Energy Photon Source，HEPS），是国家重大科技基础设施建设“十三五”规划确定建设的十个重大科技基础设施之一，2019年6月开工建设，预计2025年建成投入使用。其主要建设内容由加速器、光束线站、配套设施等构成，工程目标为：建设国际领先的高能同步辐射光源，储存环能量达6GeV，亮度达1×1022phs/s/mm2/mrad2/0.1%BW，发射度小于0.06nm×rad，高性能光束线站容量不少于90个，可提供能量达300千电子伏的X射线；设施空间分辨能力达到10nm量级，具备单个纳米颗粒探测能力；能量分辨能力达到1meV伏量级；时间分辨达到ps量级，具备高重复频率的动态探测能力。 建成以后，HEPS将成为世界上亮度最高的第4代同步辐射光源，是我国的第5个同步辐射光源，也是我国能量最高的同步辐射光源，为基础科学和应用科学研究领域提供先进的实验平台，满足非平衡态、非线性、局域个体、复杂体系等前沿问题的研究需求。参观多模态跨尺度生物医学成像设施多模态跨尺度生物医学成像设施是“十三五”国家重大科技基础设施之一，也是第一个国家级生物医学成像设施，2020年3月开工建设，预计2024年建成投入使用。该设施分为四个装置，即多模态医学成像装置、多模态活体细胞成像装置（装置二）、多模态高分辨分子成像装置和全尺度图像数据整合系统。其融合光、声、电、磁、核素、电子等成像模态，提供从埃米到米，跨越10个空间尺度；从微秒到一年，跨越10个时间尺度，打通尺度壁垒、整合多模态信息，全景式揭示基因表达、分子构象、细胞信号、组织代谢及功能网络的时空动态和内在联系，精准描绘生命活动基本原理和疾病发病机制的全景图，全面开拓成像组学新学科，将为生物医学研究提供革命性的新工具、新技术、新方法，为阐明大脑认知的基本原理，了解疾病发病的机制，为生命科学基础研究、现代农业、生物技术、公共生物安全、人口与健康等生命健康各领域提供科学支撑。近年来，国家高度重视大科学装置建设，将其视为提升我国基础研究和应用研究水平、促进相关领域国际科技合作的重要支撑。据悉，作为国家批复的北京怀柔综合性国家科学中心的核心承载区，怀柔科学城正成为全球大科学装置最为密集的区域之一，截止目前，已围绕物质、空间、生命、地球系统和信息与智能五大科学方向，布局了40余个大科学装置、科教设施和交叉研究平台。本次参观活动，到场人员不仅切身感受到了大科学装置的魅力，了解到了最前沿的科技成果与科学动态，也近距离观看到了怀柔科学城的最新建设情况。

为普及质量知识，提升质量意识，进一步增加社会各界对船舶及海工材料质量检测及产业计量测试中心的了解，3月31日，珠海市质计所推出第一季度 “实验室开放日”活动，面向社会开放船舶及海工材料质量检测及产业计量测试中心实验室。此次活动吸引珠海市高登机械有限公司企业代表、珠海技师学院学生及市民等80余人前来参观，近距离接触“高精尖”仪器设备，现场观摩检测实验过程。活动现场，国家船舶及海工质检中心相关技术人员带领参观人员参观了扫描电镜实验室、电磁兼容室，声学屏蔽室等相关检测实验室，详细介绍了国家船舶及海工质检中心的发展历程和技术检测能力情况，讲解了多类金属材料的检测原理和操作流程，现场答疑解惑并演示了金属材料拉伸试验、冲击试验、弯曲试验及疲劳试验的工作过程。参观过程中，学生们排队实操了火花直读光谱仪使用方法，并通过高端扫描电子显微镜放大金属材料表面形貌。实验室技术专家耐心讲解，回答学生疑问。活动结束后，大家纷纷表示：“通过此次活动，大开眼界，增长了学识！”国家船舶及海工质检中心技术人员还与部分企业代表了解企业难题，帮助解决企业在实际生产过程中遇到的疑难问题，助推珠海企业实现高质量发展。

2021年11月1-3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、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的2021世界传感器大会-展览会在河南省郑州国际会展中心隆重举办！本次展览会近10000平展出面积，近200家国内外企业积极参展，展览会将以传感器研发创新为核心，以传感器系统集成与应用为切入点，涉及传感器应用、标准发展和相关元器件，产业链上下游的关联企业同台展示传感器产业生态圈。松下作为中国工业自动化生产的行业领军者，通过精研传感器科技、精化传感器生产进一步占领传感器产业发展高地，现场展示CMOS型微型激光位移传感器HG-C、接触式数字位移传感器HG-S、超高速・高精度激光位移传感器 HL-C2等最新成品和技术。西门子作为世界500强，这次参展的产品主要有压力、温度、流量，分析表等。在行业中应用广泛，比如石化、冶金、电力、水行业等。易福门展示的产品有位置类的：电感式接近开关，光电开关，激光测距传感器；过程类的：液位、压力、流量、温度传感器；以及R360移动控制器，安全光幕，安全继电器、振动传感器等新产品。万可现场展示了丰富的自动化控制技术产品、工业接口模块及采用笼式弹簧连接技术的轨装式接线端子等创新产品，可满足物流行业智能化发展对设备的自动化及电气连接提出的更高要求。作为电子测试测量行业的佼佼者，福禄克公司的6个事业部联合参展，将携众多重量级产品亮相此次展会。届时用户将有机会近距离的了解到福禄克高端产品，同时现场将会有专家为用户答疑解惑。作为大会东道主的汉威科技集团，本部坐落于河南郑州。本届大会上，汉威携各类优质高效的传感器及其检测方案、物联网解决方案及其行业垂直应用等在2021世界传感器大会 1003 展位上精彩亮相，吸引了众多嘉宾驻足。产品介绍，应用交流，使得这抹蓝色成为现场最具人气的展台。目前高通除了展示汉字库信息处理芯片以外，有6000多家应用案例，在这个应用案例的过程当中，接触到各行各业，高通并做了很多终端的产品和部件，如今物联网已经遍布全世界，而且物联网的应用会越来越广。现场直播逛展环节世界传感器大会已经连续成功举办三届，依托“一会、一赛、一展”等系列活动，吸引了一大批权威的院士专家和知名的企业关注郑州，聚集了智能传感器产业发展的郑州共识，促进了人才成果、项目研发机构、技术标准等创新资源的聚集共享，大会已经成为国内外传感器产业创新发展的知名盛会。

“原来月饼的检测需要30多个环节，我还以为实验室里的技术人员只看看就出结果呢。”昨天下午，珠海质监系统举办“实验室开放”集中展示月活动。在食品检测实验室里，面对技术人员专业的操作和先进的仪器设备，参与开放活动的公众发出如上感叹。 　　据珠海市质监局介绍，这次实验室开放集中展示，是国家质检总局部署的2010年“质量提升”活动和大质检文化建设的一项重要内容。昨天开放的活动中，来自珠海各界的公众第一次接触到专业领域的安全检测。其中设立在珠海的国家印刷及办公自动化消耗材料质量监督检测中心、金银珠宝检测中心、食品安全检测实验室、热工理化综合检测室、水表室等实验室首次向公众开放参观。 　　在食品安全检测试验室里记者看到，现在技术人员每天都需要加班加点展开月饼检验工作，按照检测要求，他们首先要对月饼的感官指标进行检测，包括形态、色泽、组织、杂质、滋味和口感，都需要一个个从抽检的样品中查看，对每一个月饼抽检样品，一共要进行34个参数检测。

仪器信息网讯 2011年11月9日至10日，“第四届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会（CIOAE 2011）”在北京国际会议中心成功召开。在本届论坛的报道中，仪器信息网特别开设了视频报道形式，让广大网友跟随我们的镜头，近距离地了解本次论坛上各大仪器厂商展出的在线分析仪器新产品与新技术。以下是英国仕富梅集团亚太业务中心总经理朱玮郁（Frank Zhu）先生介绍该公司给中国客户带来的新传感器技术的视频。 　　朱玮郁先生介绍说，仕富梅是顺磁氧传感器的发明者，具有五十多年的历史，目前是世界上排名第一位的顺磁氧传感器生产商。为了适应国家政策所支持的节能、环保领域的发展，仕富梅公司在这次展览会上给各位客户介绍了具有世界领先地位的仕富梅传感器的产品。最后朱玮郁先生表示，希望中国本土的分析仪器生产厂商能够选用仕富梅的产品，从而缩短与国外品牌的差距。 　　仕富梅 　　作为气体分析领域的世界级专家，仕富梅已经在全球范围多种工业应用领域内成为可靠、精确和稳定的气体测量方案的顶级供应商。 　　50多年来，仕富梅一直作为气体分析技术的创新者而备受赞誉。仕富梅是顺磁感应技术的创始人和世界领先者，同时还在开发氧化锆、光度测量、厚膜以及PED技术方面拥有极好的声誉。公司开发了一系列高可靠产品，从便携式气体分析仪到复杂过程的解决方案，力求实现高性能、高性价比的气体分析。

近日，上海微系统所传感技术国家重点实验室采用微纳加工技术制备了一种基于氮空位（NV）色心的微型光电一体化集成钻石量子磁传感器。相关研究成果于2022年5月9日以“Amicrofabricatedfiber-integrated diamond magnetometer with ensemble nitrogen-vacancy centers”为题发表在当期的Applied Physics Letters上。 钻石，不仅可以作为珠宝装饰品，更是具有极高研究价值的新型量子材料。氮空位缺陷——NV色心，是钻石晶体结构中最常见的点缺陷，由氮原子取代碳原子和相邻空穴而形成，利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可以进行精密磁测量。NV色心在常温下也具有稳定的量子态，可以在非制冷的室温下工作。同时，钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势，在近场微观磁共振、磁异常探测、生命科学等领域具有重要的应用前景。 小型化、集成化、便携化是钻石量子传感器取得实际应用的重要条件。该团队基于晶圆级微机电工艺平台，利用标准微纳加工技术，制备出钻石量子磁传感器的核心——钻石芯片。芯片内部集成了微波辐射结构，实现了原位微波量子态操控。采用金属热压键合技术实现了钻石单晶与硅晶圆的异质集成，确保了机械稳定性。钻石芯片耦合带有梯度变化折射率透镜的光纤模块，实现了“光进光出”的工作模式，大大缩小了探头尺寸，实现了钻石磁强计探头的高集成度。并进一步指出，采用双频共振技术可以同时进行磁场和温度场的同步实时测量，不仅通过温漂抑制提高了磁场测量的信噪比，还确保了传感器的温度稳定性。 该团队提出的制备工艺可以在晶圆级进行拓展，具有批量化制备的潜力，为建立高一致性、高灵敏度的可穿戴传感器阵列提供了可能性。目前钻石量子磁传感器整体尺寸仅有20×15×1.5 mm3，灵敏度达到2.03nT/√Hz。同时，该钻石磁传感器可以对小于0.5 mm（甚至更小）的目标区域进行近距离测量，具有在心磁、脑磁等弱磁信号探测场景的应用潜力，为后续实用化的可穿戴生物磁传感器提供了良好的研究基础。 该论文的第一作者单位和通讯单位为中科院上海微系统所，第一作者为博士研究生谢非，通讯作者为武震宇研究员和陈浩副研究员。该工作得到中国科学院战略性先导科技专项（XDC07030200）、国家重点研发计划（2021YFB3202500）、中科院科研仪器装备研制（YJKYYQ20190026）等项目的支持。 论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0089732

全世界领先的电气传感器和内安防爆元件制造商倍加福于2010年2月成功收购西门子接近传感器业务，以此添加了电感式传感器以及光电传感器产品线的产品组合，同时加强了倍加福在工厂自动化中超声波传感器技术的市场地位。 　　2010年2月27日，倍加福在曼海姆与地处纽伦堡的西门子工业自动化部签署了一项关于收购西门子工厂自动化接近开关业务的协议。首先，双方商定在整合期内，西门子将全面筹备业务的移交工作，在此期间，西门子将继续接受和执行接近传感器所有订单。整合期结束后，这一职责将转移到倍加福，以此保证交货不受影响。今年年中，这一交接将全面完成。 　　西门子接近开关业务的并购提升倍加福超声波传感器的市场地位 　　“我们希望能够受益于技术的多元交流，高素质人才的吸收，以及西门子强大的市场地位，使我们能在超声波传感器领域中具有更强的竞争力并获取更多利益。”Gunther Kegel博士，倍加福公司首席执行官说道。 　　“倍加福，作为在电气传感器和自动化行业元件的运作专家，为进一步发展我们目前的二元传感器业务提供了夯实根基。”Hans-Georg Kumpfmüller，西门子工业自动化分支传感器与通讯业务部总裁说道。

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p style=" text-indent: 2em " 目前，传感器产业已被国内外公认为具有发展前途的高技术产业，它以技术含量高、经济效益好、渗透力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。我们国家工业现代化进程和电子信息产业20%以上速度高速增长，带动传感器市场快速上升。 /p p style=" text-indent: 2em " 企查查数据显示，目前我国共有传感器相关企业4.9万家，广东省以超过9700家的企业数量排名首位，江苏、浙江分列二三名。2019年，相关企业新注册超过7600家，同比增长17.22%，今年上半年新增企业数量为2369家。此外，全行业68%的企业注册资本低于500万。 /p p style=" text-indent: 2em " 接近传感器(也称为检测器)是电子设备，用于通过非接触方式检测附近物体的存在。因此，它们可以被用于多个行业，包括机器人技术，制造，半导体等。据工作原理，接近传感器可以分为：电感式接近传感器、电容式接近传感器、磁感应传感器等。 /p p style=" text-indent: 2em " br/ & nbsp & nbsp & nbsp 其实在智能化场景中常用的两种接近传感器是电感式接近传感器和电容式接近传感器。电感式接近传感器只能检测金属目标。这是因为传感器利用电磁场，当金属靶进入电磁场时，金属的电感特性改变了场的特性，从而警告接近传感器存在金属靶，根据金属的感应方式，可以在更大或更短的距离处检测目标。 br/ & nbsp br/ 　　电感式接近传感器也叫涡流式传感器，由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。电感式接近传感器是核心是振荡器和放大器，用于检测金属材质的物体。但是不同的金属的衰减，标准的检测物体是铁，但是不锈钢、铝合金、铝、铜等等都会有不同的衰减程度。由此可见，这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。 br/ & nbsp br/ 　　电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测转物理量或机械量换成为电容量变化的一种转换装置，实际上就是一个具有可变参数的电容器。电容式传感器结构简单，易于制造和保证高的精度，可以做得非常小巧，以实现某些特殊的测量；能工作在高温，强辐射及强磁场等恶劣的环境中，可以承受很大的温度变化，承受高压力，高冲击，过载等；能测量超高温和低压差，也能对带磁工作进行测量。 br/ & nbsp br/ 　　由于电容式传感器带电极板间的静电引力很小，所需输入力和输入能量极小，因而可测极低的压力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很灵敏，分辨力高，能感应0.01μm甚至更小的位移。 br/ & nbsp br/ 　　据统计数据显示，2019年中国传感器市场规模达2188.8亿元，预计到2021年市场规模将达到2951.8亿元，行业将保持17.6%的快速增长速度。值得注意的是，随着物联网技术的发展，对传统传感技术又提出了新的要求，产品正逐渐向微机电系统(MEMS)技术、无线数据传输技术、红外技术、新材料技术、纳米技术、复合传感器技术、多学科交叉融合的方向发展。 br/ & nbsp br/ 　　传感器作为智能制造的重要设备，电子产品的发展已经进入到数字化时代，传感器的需求越来越广泛。如何在传感器领域实现突破？业内人士纷纷表示，原材料、技术、工艺等方面均存在“突破口”。 br/ & nbsp br/ 　　接下来，国内传感器企业需要从自身出发，加大科技创新投入力度，继续优化技术和工艺细节，实现这些领域与进口产品对比的突破。与此同时，发挥在国内市场应用、服务、渠道、价格、产业生态系统等领域的固有优势，实现整体实力提升，积极推进市场化应用。 br/ & nbsp br/ 　　在政策鼓励、资金扶持、技术进步等多种利好因素的作用下，相信国内传感器产业发展将取得更多成果，并造福于产业升级和社会民生。 br/ br/ /p

2013年10月23-26日，HORIBA将联合旗下科学仪器(欧美产线、日本产线）、过程&环境两大事业部门共同参与第十五届BCEIA展。 作为分析测试行业的盛会，HORIBA Scientific专程从国外运来了多款全新的光谱仪，这些仪器是在中国亮相，之后将会分布在国内的各大应用技术中心，用以支持国内的分析测试行业发展。大家可以在此次展会中与这些产品近距离接触，也可以与我们的工程师共同探讨产品与解决方案。 为了答谢大家的厚爱，HORIBA还在现场准备了神秘的活动及礼品，欢迎各位莅临HORIBA展台：2号馆2047-2052。 部分新品： &diams Mic OS 显微PL/EL光谱测量 &diams XploRA ONE 智能型拉曼光谱仪 &diams PP-TOFMS 等离子体飞行时间质谱仪 &diams LA960 X射线荧光光谱仪 &diams MESA-50 X射线荧光光谱仪 &diams LAQUA TWIN 小型水质计 关注我们 邮箱：info-sci.cn@horiba.com 新浪官方微博：HORIBA Scientific 微信二维码：

近年来，随着鼓励绿色出行政策的实施和共享单车的兴起，自行车出行比例显著提高。在机动车与非机动车共用道路的混合交通状况下，对骑车者来说，常常面临着严峻的挑战。今天，小菲就给大家讲述新西兰奥克兰市成功解决骑行安全的案例，我们可以从中获得哪些启示呢？安全事故频发，交通混乱亟待解决新西兰奥克兰市塔马基大道是一项标志性的城市便利设施，也是奥克兰市具吸引力和知名的公路之一。塔马基大道是出入市区的主要通道，也是当地社区和城市的游憩资源，对毛利人具有重要的文化意义。汽车驾驶员、骑车人、公共交通运营者、行人和游客共用该区域，因此，对行人、公共交通和停车设施等提出较高要求。在过去几年，交通繁忙的塔马基大道曾发生数起自行车事故，导致骑车人受伤严重甚至死亡。为了应对塔马基大道持续升级的自行车安全问题，奥克兰交通局决定采取一系列广泛的自行车安全措施，其中包括集成基于FLIR热成像技术的自行车报警系统，旨在降低车速和让驾驶员更容易察觉到接近的骑车人。传统自行车检测存在漏洞应该如何收集自行车检测信息仍是一个亟待解决的问题。奥克兰交通局并刚开始采用FLIR公司的ITS技术。该机构使用FLIR技术历史悠久，比如，奥克兰维多利亚隧道和惠灵顿隧道采用交通事件检测技术，奥克兰哈斯里/甘特部署的车辆检测传感器，和在13个交叉口的部署行人检测传感器。但是，奥克兰交通局利用FLIR传感器检测自行车还是首次，而且FLIR传感器是在调查其它方案不够理想之后才引起他们注意的。奥克兰交通局调查的一个方案是利用可见光视频检测技术（非FLIR品牌）。Michael Deruytter 评论道：“传统视频检测技术在自行车和汽车检测方面效果不错，但是在昏暗或黑夜条件下区分自行车和机动车很困难，因为骑车人不一定使用自行车上安装的照明灯。”调查的第二个方案是集成到自行车道的地感线圈检测器。这些地感线圈分析自行车轮的电磁特征信号，因为这样能提供自行车存在的信息。奥克兰交通局道路安全与干路运营经理Karen Hay称：“这项技术不够理想，因为骑车人不总下意识地在自行车道骑行，这使他们完全脱离地感线圈检测器，此外，由于碳纤维自行车缺乏能触发地感线圈传感器的金属材料，导致地感线圈检测器无法总能收集到碳纤维自行车的存在信息。”闪烁警示灯，效果较低塔马基大道上的一个重点位置是汽车驾驶员能从塔马基大道主干道右拐驶入Ngapipi路的岔口。经证实，该位置是汽车与自行车发生碰撞的高风险区域。Karen Hay评论道：“我们需要一种能提高塔马基大道骑车人安全性并增强他们对右转弯汽车可见性的解决方案，我们曾一度在寻找这样一款系统：能使汽车驾驶员更清晰地意识到他们正与即将到来的骑车人共用道路，同时也要让骑车人知道他们的安全性得到了重视。我们需要一款能够直观验证和快速检测骑车人且可以区分自行车与车辆的系统。最终，我们从FLIR公司找到了答案。”FLIR公司业务拓展经理Michael Deruytter表示：“警告灯确实很有效，能增强司机意识并以能降低撞到骑车人风险的方式影响司机的行为，但是，传统做法是连续不断地闪烁警示灯，这样会降低效果，因为驾车人接收不到任何有助于改变驾驶行为的真正刺激。而基于检测的警告信号则不同，因为这种警告信号能根据检测到的骑车人而激活。”ThermiCam自行车检测传感器幸运的是，在FLIR关于ITS技术新进展的培训课上，奥克兰交通局了解到一种能克服上述问题的新型解决方案：FLIR ThermiCam车辆和自行车检测传感器。Michael Deruytter解释道：“FLIR ThermiCam是一款集热像仪和探测器于一体的车辆和自行车存在检测与计数解决方案，可用于控制交通信号灯以及交通警示信号，FLIR ThermiCam基于这些道路使用者发出的热信息检测车辆和自行车，然后将其检测到的信息，通过触点闭合或IP传输到交通灯控制机。这使得基于自行车实际信息动态控制警告信号成为可能。”基于热信号检测24/7全天候自行车检测FLIR ThermiCam交通热传感器的一大优势是它能利用自行车和车辆始终存在的热能在两者之间做出明确区分。此外，FLIR ThermiCam能够在漆黑的夜晚从远距离处检测自行车。因此，它使交通管理者能够24小时不间断检测骑车人，无论光照度如何。最重要的是，FLIR ThermiCam能在传统可见光相机难以检测的各种条件下（如眩光、湿滑路面、汽车头灯、阴影、雪或雾等）提供可靠的车辆和自行车存在检测信息。Karen Hay表示：“经证实，安装在塔马基大道上的ThermiCam传感器非常有效，它能快捷又精确地检测自行车，无论检测的是否是碳纤维自行车，这是我们最喜欢的工具，我们将在众多技术中考虑它”。ThermiCam使交通管理者能够24小时不间断检测骑车人，无论光照度如何，无论骑车人处于自行车道还是主车辆车道FLIR ThermiCam系列产品改变了世界各地的道路交通管理方式随着FLIR ITS技术的进步创新出了针对不同需求的新产品：ThermiCam AI、ThermiCam2、ThermiCam V2X等

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

2019年9月4日-7日，中国国际光博会（CIOE 2019）在深圳成功举行。本次滨松中国在展会中主要以激光加工、激光雷达、光通信、工业计测、气体分析、民用消费、光谱检测、检验医学八个方向为主，进行了产品技术的呈现。久经市场考验的经典产品，以及最新曝光的新品都同台出现，获得了众多参观者的驻足。展会现场激光加工# 激光加工联合实验室展品：激光并行加工模块2019年7月，湖北工业大学-滨松中国-金顿激光共同建立的“激光加工联合实验室”正式成立。目前主要进行着基于空间光调制器的精密激光加工方案（钻孔、切割、打标等）的研究，包括不同应用的相位图计算算法、光路系统的搭建与优化、不同材料和应用的实验工艺验证等等。激光并行加工模块是联合实验室的一个小小的首秀。内部配置了滨松空间光调制器（LCOS-SLM）。激光入射到SLM上，在软件内预先设置的多焦点全息图，随后激光通过独特设计的光路，最终在相机靶面上产生多光束。在光调制时，该模块使用了带反馈的迭代算法。相机采集的多个光束的能量分布首先经过算法优化，再迭代入GS算法迭代循环中，经过不断迭代循环，最终得到了能量分布均匀的多个光束。这在实际的加工中，是十分必要的。利用这套激光并行加工模块可以进行10*10阵列多光束打孔、多光束并行蚀刻加工、多光束字母打孔等作业。现场亦展示了多个使用该模块进行加工的样品。除了光调制技术以外，联合实验室计划逐渐拓宽研究范围，滨松的更多产品和技术也将参与其中。以行业需求为导向，更好的促进我国智能激光加工行业的发展。加工样品通过便携显微镜可看到样品上的打孔细节# 下一代激光加工模块：JIZAI此次CIOE，首次曝光了滨松下一代激光加工引擎JIZAI的信息。JIZAI是基于滨松隐形切割技术（独有技术，拥有全球专利）以及空间光调制技术开发而出的产品。灵活性极强，可以根据不同的应用选配其中的器件，进行自由定制。模块可以实现任意形状的加工光束，比如多点并行加工、像差校正、平顶光束等等。紧凑轻巧，可自由移动，在多点打标、内部打标、玻璃打孔、微通道成型等众多激光加工作业中都可应用。JIZAI概念图使用JIZAI进行的玻璃打孔作业激光雷达 # 面阵红外近距离传感器低速及特殊场景下的应用，是激光雷达目前的落地热点之一。智能工厂、智慧物流、智能仓库等场景中，都少不了它的存在。新系列的面阵红外近距离传感器，主要就是面向针对此类应用的激光雷达的。新产品增大了像素尺寸，提高了饱和上限，并在内部设置了补偿电路，增强了抗环境光干扰的能力，更加适合于强背景光环境（如：室外环境）下的近距离测距。同时该器件还具有低成本的特点。目前推出了3种不同像素数量的器件，也可根据具体需求进行定制。# VCSEL固态Flash LiDAR被普遍看做是当前LiDAR发展阶段的下一个台阶。在探测器和激光器的选择上，都将有很大的变化。激光器方面，旋转式中普遍使用的边缘发射激光器（EEL）已经不再完全适用于Flash式的雷达，高功率垂直腔面发射激光器（VCSEL）将成为最理想的选择。随着3D摄像头的热潮，VCSEL成为了近几年的热点话题，在大众熟知的人脸识别、手势识别等应用中都扮演了重要角色。但面向激光雷达的产品，对其各方面性能都有了新的要求，而此次滨松展出的940nm的VCSEL也是特别针对此应用开发的。除了本身光斑形态好的特点外，滨松新展出的VCSEL还具有光功率密度高、光电效率转换高、稳定性好的优点。带封装（金属）的滨松VCSEL产品,特定要求下，裸片产品的提供也可探讨光通信# 面向5G前传和数据通信中心光模块应用CIOE中，滨松呈现了面向中长距5G前传25G/50G光模块，以及100G/200G/400G数据中心互联光模块的全系列探测器方案。包括正照式/背照式、单点/阵列（pitch250/500/750μm）的InGaAs PIN PD，满足不同项目应用的需求。系列产品的特点在于，其采用了独特的设计结构，在保证高灵敏度、低终端电容的同时，也具备极高的可靠性。整个系列产品均可支持非气密封装。工业计测# 应用于编码器的光电探测方案展会中主要展出了目前编码器应用中比较具有代表性的产品，PD阵列、LED光源，以及集成光发射和探测的整体模块产品。实际上滨松探测器覆盖从可见光到近红外几乎全波段，可为LED光源匹配最合适高灵敏度的探测器，实现整个系统的高信噪比。滨松一贯是全线In-house设计和生产，无论是半导体设计及制造工艺，还是封装工艺都拥有丰富的技术储备，可以很好的应对针对编码器应用的各种定制化需求，打磨出最优的产品方案。民用消费# 针对广泛消费类应用的全波段产品“光”是无处不在的，不光是在生产制造、科研学术中，更是在生活的方方面面。滨松则希望通过自身的光电技术，为与我们息息相关的种种生活中的应用，带来更好的可能。让它们变得更加便捷、智能、环保。CIOE中滨松展出了多类光电半导体产品，其中包括可用于屏下，辅助屏幕亮度控制的接近传感器；可装配在便携式设备或独立体温计中，实现无探测位置限制的高精度温度测量，且低成本、环境友好的InAsSb探测器等等。滨松能为民用消费应用提供高一致性、高可靠性的产品。但最为重要的是，以60余年光电技术的沉淀，可以为具体的客户需求提供高定制化的服务，以及产品技术建议。成就更有竞争力的性能，抢占更新市场的先机。目前滨松中国除了北京总部外，在深圳和上海均设有分公司，拥有本土的销售、市场、产品团队，亦可以为中国客户提供更快速有效的服务。在CIOE中我们展现的产品技术和应用仅是冰山一角。实际上，滨松一直希望被看做是一个光子技术的提供者，以和客户更紧密的交流沟通，以及更深入的相互理解，来促成最佳的应用技术诞生。

2010年4月14日，梅特勒托利多公司在天津天宇大酒店成功举办了&ldquo 2010梅特勒托利多热分析技术交流会&rdquo 。会议得到当地各大中型企业、研究所、高校的积极响应，如PPG涂料、合成材料研究所、化工研究院等，有近90位代表积极参与了此次会议。 会上，梅特勒托利多热分析技术专家向大家介绍了梅特勒热分析技术的最新发展，如TGA/DSC传感器的重大突破、测量灵敏度接近微量热仪的独一无二的DSC传感器技术，先进的多频温度调制DSC技术TOPEM的理论及应用、热分析在聚合物、药物、无机物、石油化工等行业中的应用，除此之外，中科院长春应用化学研究所刘振海教授还详细阐述了热固性树脂固化反应的热分析表征。 会议在热烈的氛围中圆满结束，很多代表对梅特勒托利多先进的热分析技术及成熟的应用表示认可及称赞。今后我们也会经常为客户提供这样的交流平台，近距离的拉近彼此之间的了解，争取为客户提供更为贴身的服务。

|作者：彭金波1,2,† 江颖3,4,††(1 上海交通大学 李政道研究所 )(2 上海交通大学物理与天文学院 )(3 北京大学物理学院 量子材料科学中心 )(4 北京大学轻元素先进材料研究中心 )本文选自《物理》2023年第3期摘要：扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜，其利用尖锐的针尖逐点扫描样品，可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性，改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来，qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平，为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理，然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用，最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。关键词：扫描探针显微镜，原子力显微镜，qPlus力传感器，高分辨成像，原子分辨01原子力显微镜的诞生显微镜是人类认识微观世界的最重要工具之一。光学显微镜的诞生让人们第一次看到了细菌、细胞等用肉眼无法看到的微小物体，从而打开了崭新的世界。然而，由于光学衍射极限的限制，光学显微镜的空间分辨率一般局限于可见光波长的一半左右(约300 nm)，很难用于分辨纳米尺度下更细微的结构，更无法用于观察物质最基本的原子结构排布。要想进一步提高探测的空间分辨率，一种途径是减小探测波的波长，比如扫描电子显微镜就是利用波长更短的电子波来进行成像。另一种途径是采取近场的局域探测，比如近场光学显微镜及其他基于局域相互作用探测的扫描探针显微镜。可以想象，要想获得更高的空间分辨率，就需要对样品的探测更加局域，即“探针”尖端足够尖，最好只有探针和样品最接近的几个原子能够发生相互作用，“感受”到彼此。这种相互作用可以是电子波函数的交叠或者原子作用力等。1981年，Binnig和Rohrer发明了扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope，STM)，STM是基于探测针尖和样品之间的隧道电流来进行空间成像的工具。由于隧道电流正比于针尖尖端几个原子与衬底原子的电子波函数的交叠，对针尖与样品之间的距离非常敏感，因此可以获得原子级的空间分辨率。STM的发明，使得人们可以在实空间直接观察固体表面的原子结构，因此荣获1986年的诺贝尔物理学奖[1]。然而，STM依赖于隧道电流的探测，无法用于扫描绝缘样品，因此使用范围受到了极大的限制。有趣的是，在早期的STM实验中，研究人员发现当针尖和样品比较近而出现隧道电流时，会同时产生较强的相互作用力。Binnig意识到通过测量针尖与样品原子之间的相互作用力也可用来对样品表面成像。1986年，他提出了基于探测针尖和样品之间原子作用力的新型显微镜——原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)[2]，并随后与Quate和Gerber搭建出了第一套可以工作的AFM[3]。三人于2016年获得了Kavli纳米科学奖。AFM是基于针尖与样品之间原子作用力的探测，不需要样品具有导电性，因而可以用于研究包括金属、半导体、绝缘体等多种材料体系，大大弥补了STM的研究局限。此外，AFM还可以在大气和液体环境中工作，具有很好的工况条件和生物体系兼容性。这些优势使得AFM成为纳米科学领域使用最广泛的成像工具之一。然而，AFM并不像STM那样在发明之初就获得了原子级分辨率，而是直到5年之后(1991年)，惰性固体表面的原子分辨成像才得以实现[4，5]。近年来，由于qPlus力传感器的引入，AFM的空间分辨能力得到了极大的提升。通过针尖修饰，人们可以更加容易地获得原子级成像，甚至实现氢原子和化学键的超高分辨成像。接下来，本文将简要介绍常见AFM的基本工作原理，然后着重介绍基于qPlus力传感器的AFM(简称qPlus-AFM)及其在各种体系中的应用，最后展望qPlus-AFM在物理和其他领域的潜在应用和面临的挑战。02常规AFM的原理和工作模式介绍2.1 AFM工作的基本原理目前使用最为广泛的是激光反射式AFM，其典型的结构示意图如图1(a)所示[6]。最核心的部分是力传感器，它一般是一个由微加工技术制备的可以振动的悬臂(常用的材料是硅或者氮化硅)，悬臂的末端有一个与悬臂梁一体的尖锐针尖，悬臂的背面镀有一层金属以达到镜面反射。当一束激光照射到悬臂上，光斑被反射到一个对光斑位置非常敏感的光电探测器上。当针尖扫描样品表面时，由于针尖与样品之间存在相互作用力，悬臂将随样品表面形貌的起伏而产生不同程度的弯曲形变，因而反射光斑的位置也会发生变化。通过光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。图1 AFM工作的基本原理[6] (a)典型激光反射式AFM的结构示意图；(b)超高真空下针尖与样品的相互作用力Fts及各成分力与针尖—样品距离z的关系2.2 原子力的分类在超高真空环境中，针尖与样品之间的相互作用力(Fts)与针尖—样品距离z之间典型的关系曲线如图1(b)所示。Fts大致可以分为长程力和短程力，长程力通常包括范德瓦耳斯力和静电力等，其衰减长度一般为几纳米或者几十纳米。短程力主要包括来自针尖和样品之间形成化学键的作用力和由于针尖—样品电子云交叠产生的泡利排斥力，其衰减长度一般约为0.1 nm左右。长程力对距离不敏感，很难分辨较小的表面起伏，要想获得较高的空间分辨率，需要让短程力的贡献占主导。在特殊的环境下，针尖和样品之间的相互作用力还包括机械接触力、毛细力、磁场力、卡西米尔力、水合力等。2.3 AFM的主要工作模式AFM有多种工作模式，通常分为静态模式和动态模式，后者包括非接触模式和轻敲模式两种(图2(a))。在静态模式下，针尖以拖拽的形式在样品表面扫描并记录表面的形貌起伏变化，因此也叫接触模式。悬臂的形变量为q=Fts/k (k为悬臂的劲度系数)，为了提高力探测的灵敏度，一般使用较软(k较小)的悬臂。为了避免较大的吸引力引起针尖发生“突跳”现象，静态模式主要工作在短程的排斥力区间(图2(b))，因此空间分辨率较高。但这种模式下针尖和样品之间的相互作用力较大，容易对较软的样品产生破坏。图2 AFM的工作模式[6] (a)接触模式、非接触模式和轻敲模式的示意图；(b)不同模式的大致工作范围(区分并不严格)；(c)悬臂在频率调制和振幅调制模式下的共振曲线。人们也经常把振幅调制模式称为轻敲模式，把频率调制模式称为非接触模式在动态模式下，悬臂被压电陶瓷励振器驱动以共振频率振动，当振幅A足够大使得回复力k∙Amax(Fts)时可以避免“突跳”现象的发生。动态模式有轻敲模式和非接触模式两种。轻敲模式类似于盲人使用手杖行走，其振幅比较大，一般从几纳米到一百多纳米，主要的力的贡献来源于针尖距离样品很近甚至接触的时候。这种模式对样品的损坏小，适用于不同的材料，是目前AFM使用最为广泛的模式。但是这种模式由于包含较多的长程力贡献，因此一般较难获得原子级分辨。此外，由于轻敲模式下振幅较大，测量振幅变化的信噪比较高，这种模式一般使用幅度调制(amplitude modulated，AM)，即以固定频率和振幅的激励信号来驱使悬臂振动，针尖和样品的作用力会引起悬臂振幅(及相对于激励信号的相位)的变化，将测量的振幅(或相位)的变化作为反馈信号可以获取样品表面的形貌信息(图2(c))。非接触模式的振幅一般是几纳米或埃的量级，针尖在振动过程中不会接触样品，因此可以避免对样品的扰动或者破坏。非接触式AFM除了可以使用AM模式外，还能以频率调制(frequency modulated，FM)模式工作。这其实与收音机的AM和FM模式原理类似，只是工作的频段不同。在FM模式下，悬臂保持相位和振幅不变，针尖和样品的作用力引起悬臂振动频率的变化，测量振动频率的变化可以得到样品表面形貌的信息(图2(c))。AM和FM模式下悬臂的共振频率变化的响应时间[7，8]分别约为τAM=Q/(πf0)，τFM=1/(2πf0)，其中Q是悬臂的品质因子，f0为悬臂的本征振动频率。由此可见，AM模式的响应时间会随Q因子的增加而线性变大，而FM模式的响应时间不受Q因子的影响。在超高真空低温环境中，悬臂的Q因子会比大气环境下增加几十倍，这使得AFM对力的敏感度及信噪比会有很大提升，但也会使得AM模式下AFM的响应时间大幅延长，导致扫描成像需要很长的时间。因此，AM模式(轻敲模式)主要被用于大气或者液体环境中。Q因子的增加对FM模式下AFM的响应时间没有影响，所以FM模式是超高真空环境下被广泛使用的工作模式，即保持高Q因子的同时还能保证较高的扫描速度。2.4 影响频率调制AFM噪音大小的因素在FM模式下，AFM直接探测的信号是针尖—样品相互作用力引起的悬臂频率偏移∆f，利用公式[9]可进一步转化为相互作用力Fts。频率偏移对应的相对噪音，因此可以用δkts的形式来表示FM模式下AFM测量中4种主要的噪音来源，分别为[10]热噪音：力传感器信号探测的噪音：AFM悬臂振荡的噪音：漂移噪音：其中kB为玻尔兹曼常数，T是温度，B是与扫描速度对应的带宽，nq是悬臂偏转信号探测的噪音密度，r 是频率的漂移速率，N是扫描图像的像素数。由上述式子可知，k越小，4种噪音都更小，因此在满足k∙Amax(Fts)的前提下，选择的k越小越好；Q越大，会使得第一和第三种噪音更小，但过大的Q会使得悬臂在FM模式下的稳定起振难以维持；振幅A越大，前三种噪音都更小，但A太大会引起短程力贡献大幅减小的问题(见下节)。03基于qPlus力传感器的非接触式AFM3.1 振幅对非接触式AFM分辨率的影响在FM模式下，AFM探测的频率偏移∆f，可以转化为权重函数w(z,A)和针尖—样品相互作用力的梯度的卷积[11]。如图3所示，w(z,A)是与振幅A和距离z相关的半椭圆，kts是力Fts与z曲线的梯度，也呈现为勺子形，只是最低点对应的距离z有所不同。可见，当振幅较大时，长程力对频率偏移的贡献占主导；随着振幅减小，短程力的贡献变大。当振幅与短程力的衰减长度(亚埃级)接近时，更容易得到原子级分辨率[10]。图3 长程力和短程力的贡献与AFM悬臂振幅A的关系[11]3.2 qPlus力传感器的发明传统AFM力传感器一般采用微加工制备的硅或者氮化硅悬臂，其劲度系数较小(约1 N/m)，力的探测灵敏度高。为了能探测短程力从而实现高空间分辨，往往需要让针尖靠近表面，从而导致“突跳”的发生。为了避免“突跳”引起的针尖损坏，需要悬臂在较大的振幅下工作。然而，大的振幅会使长程力的贡献增加，引起AFM的空间分辨率大大降低。图4 石英音叉和qPlus力传感器实物图 (a)，(b)手表中拆出来的石英音叉[12]；(c)第一代qPlus力传感器的实物图(图片来自德国雷根斯堡大学Giessibl课题组)[13]；(d)第四代qPlus力传感器的实物图(图片来自北京大学江颖课题组)[6]要想克服上述矛盾，实现在小振幅下工作的同时而不引起“突跳”的发生，则需要使用劲度系数k较大的悬臂。石英音叉是被广泛用于手表中的计时元件(图4(a)，(b))[12]，劲度系数高，可产生极高精度的振荡频率(一般为32—200 kHz)，且具有很高的Q因子。此外，其悬臂的形变可以利用石英的压电效应以电学的方式来直接探测，不需要激光系统，更容易兼容低温环境。早期，人们一般是在石英音叉的一个悬臂上粘上针尖来作为力传感器使用。然而，两个悬臂(相当于两个耦合的谐振子)由于质量和受力的不对称性导致Q因子大幅度降低，严重降低了AFM的信噪比。1996年，Giessibl将音叉的一个悬臂固定在质量很大的基底上，而在另一个自由的悬臂上粘上针尖以作为AFM力传感器，这样把两个耦合的谐振子变成单个独立的谐振子，可以保持较高的Q因子，且Q因子几乎不受针尖—样品相互作用力的影响。因此，这种力传感器被称为qPlus力传感器[13](图4(c))。目前，qPlus力传感器已经经过了四代的升级和改进，最新的版本是直接设计单个石英悬臂作为力传感器(图4(d))。表1 微加工硅悬臂力传感器与qPlus力传感器典型参数的对比[6]典型的qPlus力传感器与广泛使用的微加工硅悬臂力传感器的主要参数对比见表1。可以看到，qPlus力传感器悬臂的劲度系数高得多(一般约1800 N/m)，因此其力灵敏度一般情况下低于硅悬臂。然而，qPlus力传感器可以在非接触模式下，以极小的振幅(约100 pm)近距离扫描样品，而不会出现“突跳”现象。由于qPlus-AFM的振幅可以与短程力的衰减长度接近，因此短程力的贡献非常大，更加容易获得超高的空间分辨率。最近，田野等通过优化设计qPlus力传感器，将Q因子提升到140000以上，最小振幅小于10 pm，最小探测力小于2 pN，从而将qPlus力传感器的性能推向了一个新的水平[14]。此外，使用导电针尖，并通过单独的导线把经过针尖的电流提取出来，可以很容易地将qPlus-AFM与STM集成在一起，以同时发挥STM和AFM的功能。关于qPlus-AFM更为系统的介绍见综述[10，11]。3.3 获得超高空间分辨率的关键如前所述，针尖与样品间的相互作用越局域，空间分辨率越高。换言之，要想获得超高的空间分辨率，需要减小长程力的贡献，凸显短程力的贡献。要实现这一点，有两点非常关键：一是使用与短程力衰减长度接近的亚埃级的小振幅工作(详见3.1节)；二是让针尖更加尖锐，减少长程的范德瓦耳斯力的贡献。对于AFM成像来说，针尖末端几纳米的部分尤其是针尖末端的几个原子扮演着最重要的角色。为了让针尖末端更尖锐，常用办法是让金属针尖轻戳金属衬底或对针尖进行原子或者分子修饰，使得短程的泡利排斥力、化学键力或者高阶静电力占主导。3.3.1 短程的泡利排斥力当针尖与样品的距离足够近时，二者的电子云会发生交叠，产生很强的短程泡利排斥力。大部分时候，泡利排斥力是对固体及分子体系成像获得原子级分辨率的关键。2009年，Gross等[15]发现对针尖修饰一氧化碳(CO)分子后，可以实现对单个并五苯分子的化学键和结构(图5(a))的超高分辨成像(图5(c))，其分辨率已经超过了STM图像(图5(b))。这种超高空间分辨率的成像主要起源于CO针尖“尖锐”的p轨道与并五苯分子之间电子云交叠所导致的短程泡利排斥力。这种针尖修饰方法简单易行，成像分辨率高，使得qPlus-AFM成像技术迅速获得了广泛的应用。除了CO分子修饰外，人们还可以对针尖修饰其他种类的原子或者分子，以提高空间分辨率或者实现其他特定功能，例如Cl离子[16]和Xe分子[17]修饰的针尖以及CuO针尖[18]等。图5 基于泡利排斥力的单分子化学键成像[15] (a)并五苯分子的结构图；用 CO 分子修饰的针尖得到的 STM 图(b)和AFM图(c)3.3.2 短程的化学键力当针尖和衬底的化学活性都较强时，在近距离扫描过程中，二者可以形成局域的化学键，基于这种短程的化学键力，也可以获得超高的空间分辨率。典型的例子是半导体表面的AFM高分辨成像。例如，Giessibl等[19]发现在用AFM扫描Si(111)-(7×7)样品时，针尖会从样品上吸起一些Si团簇而被修饰，因此在扫描时容易与样品表面带悬挂键的Si原子形成共价键，而得到原子级分辨率。然而，这种成像方式对表面结构扰动较大，不适用于弱键和分子体系。3.3.3 短程的静电力通常所说的静电力主要来源于低阶静电力，比如点电荷与点电荷或者电偶极之间的静电力，其大小分别正比于r -2和r -3(r是二者作用的距离)，是较长程的相互作用力，因此空间分辨率较低。而在某些特殊的情况下，高阶静电力的贡献会起主要作用，而且是更加短程的，因此会导致分辨率的显著提升。一个典型的例子是对离子晶体(如NaCl，MgO，Cu2N等)的原子分辨成像。离子晶体表面周期性的正负电荷排布产生指数衰减的短程静电势分布[20]，针尖与离子晶体表面的短程静电力作用可以得到原子级分辨的成像[21]。图6 基于高阶静电力的水分子高分辨成像 (a)CO针尖示意图(上)及DFT计算得到的CO针尖的电荷分布(下)，呈现出明显的电四极矩特征[16]；(b)水四聚体的原子结构图(上)和AFM图(下)[16]。白色箭头和弧线分别指示水分子中氧原子和氢原子的位置；(c)Au(111)上双层二维冰的原子构型(上)和AFM图像(下)，其中可以分辨平躺(蓝色箭头)和直立(黑色箭头)的水分子[23]；(d)Au(111)表面由Zundel类型水合氢离子(黑色箭头)自组装形成的单层结构图(上)和AFM图像(下)[14]另一个例子是利用CO针尖对强极性分子的高分辨成像。彭金波等[16]利用CO修饰的针尖(图6(a)上图)扫描水分子四聚体时，发现即使在针尖距离较远时也能获得亚分子级的分辨率(图6(b))，且图像的形貌与水分子四聚体的静电势分布极其接近，从中可识别水分子OH键的取向。通过理论计算得知，CO修饰的针尖具有电四极矩(图6(a)下图)，与水分子电偶极之间存在高阶静电力相互作用，这是一种更为短程的静电力(正比于r -6)，因此能够在未进入泡利排斥区域时获得超高空间分辨。这种基于微弱的高阶静电力的成像技术可以区分水分子中氢、氧原子的位置和氢键的取向并且扰动极小。近年来，这个技术已被成功应用于亚稳态水分子团簇[16]、盐离子水合物[22]、二维冰[23](图6(c))及单层水中的水合氢离子[14]的非侵扰高分辨成像(图6(d))，将水科学的研究推向了原子尺度。04超高分辨qPlus-AFM的应用相对于传统的AFM，qPlus-AFM可以很方便地与STM集成在一起，并兼容超高真空和低温环境，而且可获得原子级甚至单个化学键级的超高空间分辨率。这些优势使得qPlus-AFM获得了广泛的应用，大大促进了表面科学和低维材料研究领域的快速发展。下面我们简要介绍qPlus-AFM在高分辨结构成像、电荷态和电子的测量、原子力的测量和操纵等方面的应用和最新进展。4.1 高分辨结构成像qPlus-AFM在高分辨结构成像方面得到了最为广泛的应用。Gross等[15]通过对AFM针尖进行CO修饰，首次实现对有机分子的化学结构的直接测量(图5)，触发了一系列后续研究，包括：分子之间的氢键相互作用[24]、分子化学键键序[25]、铁原子团簇[26]、化学反应产物识别[27]等。近年来，人们通过控制有机分子前驱体的表面化学反应可以精确制备低维纳米材料，如石墨烯、石墨烯纳米带等。STM虽然被广泛用于表征其电子态，但是难以直接确定其原子结构、局域缺陷和边界构型等。qPlus-AFM对原子结构的敏感及超高的空间分辨率，可以很好地解决这些问题。例如，Gröning等[28]利用扫描隧道谱成像观测到了石墨烯纳米带末端的拓扑末端态(图7(a)右)，并通过AFM成像确定了拓扑非平庸的石墨烯纳米带的原子构型(图7(a)左)。图7 qPlus-AFM在低维材料高分辨成像中的典型应用 (a)表面合成的石墨烯纳米带的AFM图(左)和0.25 V偏压下的dI /dV 图(右)[28]，四角较亮部分指示拓扑边缘态；(b)利用磁性针尖得到的绝缘反铁磁NiO表面的AFM图像(左)及沿[100]方向相邻两个Ni原子不同自旋取向对应的高度轮廓线(右)[34]此外，qPlus-AFM开始被用于绝缘体表面原子结构的高分辨成像，如KBr[29]，CaF2[30erif font-size:14px "[51] Schirhagl R，Chang K，Loretz M et al. Annu. Rev. Phys. Chem.，2014，65：83

传感器进口产品所占百分比呈现两极分化 根据调查，89%的公司2011年传感器采购总额在5千万以下，其中采购总额在1千万以下的占到69%。采购传感器进口产品所占百分比呈现两极分化，进口产品所占百分比在80%以上和20%以下的情况最多，有30.5%的整机制造商传感器进口产品达到80%以上，19.5%的公司进口产品在20%以下。 　　欧美传感器供应商是最受欢迎的传感器购买渠道 整机制造商所买各类传感器中来自分销渠道的比例是34.1%，也就是说，65.9%的整机制造商更倾向于通过直接供应商来购买传感器。在所有传感器产品的购买渠道中，欧美传感器供应商最受欢迎，55.7%的企业喜欢从欧美传感器供应商处进行采购，远远超过其他供应商和分销渠道。排在第二位的是本土传感器供应商，愿意通过本土传感器供应商来购买传感器的企业达到25.1% 　　产品质量是选择第一供应商的首要考虑因素 第一供应商选择因素中，质量不可调和，性价比/技术非常重要：产品质量是影响第一供应商选择的首要因素 在质量的前提下，产品性价比、技术领先性和技术支持都是重要考虑因素。 　　质量、价格和货期问题导致合格供应商降级 质量出现问题、价格上涨、货期变长迫使整机制造商更换供应商。质量是考察供应商的首要因素，出现质量问题自然成为导致供应商降级的首要因素。价格失去竞争力、货期变长和售后服务不满意也是导致供应商降级的重要因素。 　　需求预测不准是最大的采购风险 在供应商选择和管理取舍中，产能好替代能力强等是好关系供应商的要点。供货质量和交货仍然是困惑采购工程师的问题。需求预测不准是过去一年最大的采购风险。此外，买到次品假货、产品质量出现问题，和供应商产能紧张无法供货是采购风险的主要来源。 选择生产资源好的供应商是最普遍的采购风险应对措施 为了降低采购风险的影响，整机制造商采取了综合的应对措施，其中最主要的三种方式是：选择生产资源好的供应商、寻找替代物料、加强供应商关系。　　　　本次调查活动主要选取目前市场上应用最广泛，最受青睐的八大类传感器作为调查研究对象，覆盖的8大类传感器分别是：光电传感器(太阳能电池)、环境光和接近传感器、陀螺仪传感器、压力传感器、加速度计传感器、温度传感器、麦克风传感器和图像传感器。CNTNetworks的分析师还特别通过对电子制造商的专业采购人员的采访，为调查报告提供有力的案例分析。详细内容请下载该报告的电子版。 第一太阳能和尚德是最受欢迎的太阳能电池品牌 第一太阳能、尚德和三洋是使用人数最多的太阳能电池供应商品牌。其中，产品性能不足、分销渠道不好、批量供货能力不足、产品质量不可靠是对太阳能电池供应商最普遍的抱怨。整机制造商希望太阳能电池未来能提高电压稳定性、提高转化效率、增大容量、减小体积，和降低成本。整机制造商拿到太阳能电池的分销或代理商渠道主要包括原厂及其一级代理商；对分销或代理商渠道最普遍的抱怨是技术支持不及时和账期太短。更多详细内容，请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之太阳能电池篇》。 美信是最受欢迎的环境光和接近传感器品牌 美信是最受欢迎的环境光和接近传感器品牌，但美信的零售渠道普遍遭到整机制造商的抱怨。对环境光和接近传感器品牌的主要抱怨还包括产品更新换代慢和产品性能不足。根据调查，环境光和接近传感器未来的改进方向应该包括更多定制服务、提高灵敏度、减小体积、增强稳定性、感应距离可控、价格降低和夜间适用。技术支持不及时和后勤支持不好是整机制造商对分销或代理商渠道最主要的抱怨。美信、安华高、罗姆、奥地利微电子均被较多的列入未来一年里计划采用的环境光和接近传感器品牌名单。更多详细内容，请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之环境光和接近传感器篇》。 意法半导体是最受欢迎的MEMS陀螺仪品牌 调查显示，超过一半的整机制造商正在使用意法半导体的MEMS陀螺仪，对意法半导体的抱怨包括交货期太长和技术支持不好。对其他MEMS陀螺仪品牌的抱怨还包括产品质量不可靠、零售渠道不好、产品性能不足和批量供货能力不足。整机制造商对MEMS陀螺仪提出的建议包括减少温漂误差、消除累积误差、提高精度、减小体积、提高可靠性和抗干扰能力、更加集成化和智能化。对分销或代理商渠道最普遍的抱怨是技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用MEMS陀螺仪的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容，请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS陀螺仪篇》。 ST和飞思卡尔是最受欢迎的MEMS压力传感器品牌 ST和飞思卡尔是最受欢迎的MEMS压力传感器品牌。整机制造商对MEMS压力传感器的满意度比较高，对MEMS压力传感器提出的改进方向包括提高灵敏度、减小体积、提高可靠性、耐高温、提高寿命和降低成本。而分销商或代理商受到抱怨的原因主要包括交货不及时和账期太短。关于未来计划采用MEMS压力传感器的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容，请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS压力传感器篇》。 飞思卡尔、ST、ADI和博世是最受欢迎的MEMS加速度计品牌 飞思卡尔、ST、ADI和博世均是受欢迎的MEMS加速度计品牌。其中，整机制造商对ST的满意度最高。MEMS加速度计品牌最容易遭到抱怨的方面是产品质量不可靠、产品更新换代慢、交货期太长和产品性能不足。MEMS加速度计未来的改进方向包括提高灵敏度、减小体积、集成化程度更高、超高速、内置处理算法等。对分销或代理商渠道的抱怨主要集中在技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用MEMS加速度计的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容，请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS加速度计篇》。 德州仪器是最受欢迎的温度传感器品牌 调查显示，47.3%的整机制造商正在使用德州仪器的温度传感器。整机制造商对温度传感器的抱怨主要集中于零售渠道不好、产品质量不可靠、交货期太长、技术支持不好；对温度传感器提出减小体积、提高灵敏度和可靠性、集成化和数字化、扩大温度范围、降低功耗、提高响应速度的改进建议。对分销或代理商渠道的抱怨包括技术支持不及时和交货不及时。关于未来计划采用温度传感器的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容，请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之温度传感器篇》。 意法半导体和楼氏电子是最受欢迎的MEMS麦克风品牌 调查显示，超过一半的整机制造商正在使用意法半导体和楼氏电子的MEMS麦克风。对MEMS麦克风的抱怨主要包括产品性能不足、产品更新换代慢和零售渠道不好。MEMS麦克风未来的改进方向应该是微型化，提高灵敏度、性噪比和抗干扰性。分销商或代理商受到抱怨的原因主要是交货不及时和技术支持不及时。关于未来计划采用MEMS麦克风的品牌及促使选择新品牌产品的原因等更多详细内容，请查看《2012年度中国市场传感器领军厂商调查分析报告之MEMS麦克风篇》。 索尼、OmniVision和美光是最受欢迎的CMOS图像传感器品牌 调查显示，超过78%的整机制造商正在使用索尼、OmniVision和美光的CMOS图像传感器。对CMOS图像传感器的抱怨主要集中于技术支持不好、产品质量不可靠和产品性能不足；而对分销或代理商渠道的抱怨主要包括技术支持不及时和交货不及时。同时，整机制造商对CMOS图像传感器提出增加灵敏度、减少外围电路、提高分辨率和清晰度、提高传输速度、减小体积和夜间曝光等改进建议。

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

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。

2014年9月24-25日，&ldquo 首届全球传感器高峰论坛暨物联网应用峰会&rdquo 在江苏无锡圆满落幕，并创造近2000人参会的空前规模。本次论坛由中国物联网研究发展中心、中国科学院微电子研究所主办，来自全球10多个国家和地区的企业高管、学术精英、投资专家及政府部门领导等热情参与，其中不乏世界知名上市公司和研究机构，如博世、意法半导体、大联大、英飞凌、恩智浦、加州大学伯克利分校和东京大学等。 图1 全球传感器高峰论坛暨物联网应用峰会主会场 　　传感器作为信息产业的重要神经触角，是新技术革命和信息社会的重要技术基础，广泛应用于各行各业，尤其是智能移动终端、汽车电子和具有万亿级市场规模的物联网。&ldquo 物联天下，传感先行&rdquo ，以MEMS技术为基础的智能传感器发展水平已成为衡量一个国家是否具有国际竞争优势的重要标志。 　　本次高峰论坛是迄今为止中国传感器领域规模最大、影响最广、规格最高的全球性盛会，汇集了世界各国专家的&ldquo 真知灼见&rdquo ，展望了全球传感器及物联网发展趋势，呈现了中国MEMS和传感器产业现状，部署了中国物联网标准和知识产权战略，进而有助于我国规划传感器未来十年的发展路线图，加速传感器产业成熟。 　　无锡市副市长史立军表示，无锡作为国家物联网产业创新示范区，历来重视传感器产业的发展，通过530计划引进海归在锡创立了40余家传感器企业。其中，赵阳博士领衔的美新半导体成为了国内首家纳斯达克上市传感器公司，并跻身是全球传感器公司排名前三十强。 图2 无锡市人民政府副市长史立军致辞 图3 中国物联网研究发展中心主任叶甜春致辞 　　本次高峰论坛精彩纷呈，不仅深入交流传感器技术，还涉及多个物联网应用领域，包括：(1)全球传感器高峰论坛 (2)MEMS制造和封测研讨会暨华进论坛 (3)智能硬件研讨会 (4)&ldquo 大联大&rdquo 智慧养老和移动医疗研讨会 (5)车联网和智能交通研讨会 (6)非易失性存储器研讨会 (7)大数据和金融互联网研讨会 (8)物联网标准和知识产权研讨会 (9)融资洽谈会 (10)2014智能家居创新创业大赛。 　　此外，为促进传感器技术推广，论坛还设立&ldquo 感知展览&rdquo 环节，众多传感器及物联网领导厂商带来产品与参会者&ldquo 零距离&rdquo 接触。中国物联网研究发展中心常务副主任陈大鹏表示，物联网技术比以往更接近实用化，已逐步由实验室走向市场。 　　本次活动亮点：(1)产学研结合：应用牵引，技术支撑 (2)产业链交流：从硬件到软件，从感知到应用 (3)投融资对接：加速初创企业发展 (4)一站式展示：传感器新技术，物联网新应用 (5)蓝皮书发布：《2014中国物联网产业发展年度蓝皮书》 (6)可穿戴亮相：中国首款智能眼镜方案发布 (7)&ldquo 2014年智能家居创新创业大赛&rdquo 无锡站圆满结束 (8)大腕云集：产业界领军人物，学术界顶级教授 (9)好评如潮：参会者高度认可，参展者受益匪浅。 图4 《2014中国物联网产业发展年度蓝皮书》签名仪式 图5 中国首款智能眼镜方案发布仪式 　　关于中国物联网研究发展中心 　　中国物联网研究发展中心依托中国科学院的综合学科优势和地方产业优势，已成为中国物联网产业培育中心、集成创新中心、行业应用示范中心、中国物联网产业发展的核心技术引擎。传感器作为物联网信息获取的主要来源，是实现感知的首要环节。中国物联网研究发展中心致力于打造世界一流的传感器公共服务平台：以智能制造为主导的生产方法，实现网络化的传感器生产服务，打造全球一体化智能工厂，以解决中国传感器的弱势环节。 　　关于中国科学院微电子研究所 　　中国科学院微电子研究所自诞生起就是中国半导体事业的开创者和开拓者。经过五十多年的发展，中国科学院微电子研究所已经成为一所学科布局齐全、研究领域广泛的国立研究机构。设有2个从事前沿基础研究的重点实验室，11个从事应用技术研究的研究室，3个重大行业技术支撑的研究中心，涵盖了微电子学研究的各个主要领域。此外，中国科学院微电子研究所还是中国科学院EDA中心依托单位、中国物联网研究发展中心和中国科学院物联网研究发展中心依托单位。

目前，由于各种人为因素，企业偷排现象仍非常严重，导致环境监测数据失实。日前，山东省科学院计算中心研发的多旋翼远距离烟气实时监测系统，成功破解了环保执法部门遇到的难题。实际监测时，操作人员可预先设定坐标和高度，无人机自主按照设定数据，飞行到指定地点悬停，然后通过机载各种气体传感器对指定位置空气中的PM2.5、PM10、二氧化硫等空气含量进行定量分析，还可以检测空气浓度，及早作出雾霾天气分析。　　据了解，多旋翼远距离烟气实时监测系统是国内首创性地将自主研发的传感器及设计平台应用于无人机，并通过系统控制实现了高精度定位(定位差小于50厘米)，在国内居于领先水平，也是国内唯一专注于在无人机上搭载自主研发的传感器进行环境监测的系统。该系统由移动飞行平台、机载气体检测设备、机载3G/4G通讯模式、机载高清视频图像采集系统、地面通讯控制基站和无线传输系统五大控制系统组成。　　该系统还创新了基于多传感器融合的移动平台高精度自定位控制算法，多移动平台协调控制算法、基于移动平台的多Sink型无线传感网络的路由维护方法、时变复杂网络的自适应同步控制方法、一种无线传感器网络通信资源分配方法等多项科研成果。

记者从中国电科38所获悉，在2月17日召开的第68届国际固态电路会议（ISSCC 2021）上，该所发布了一款高性能77GHz（吉赫兹）毫米波芯片及模组，在国际上首次实现两颗3发4收毫米波芯片及10路毫米波天线单封装集成，探测距离达到38.5米，刷新全球毫米波封装天线最远探测距离纪录。　　该款芯片在24毫米×24毫米空间里实现了多路毫米波雷达收发前端的功能，创造性地提出一种动态可调快速宽带chirp信号产生方法，并在封装内采用多馈入天线技术，大幅提升了封装天线的有效辐射距离，为近距离智能感知提供了一种小体积和低成本解决方案。　　此次发布的封装天线模组包含两颗77GHz毫米波雷达芯片，该芯片面向智能驾驶领域对核心毫米波传感器的需求，采用低成本CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺，单片集成3个发射通道、4个接收通道及雷达波形产生等，主要性能指标达到国际先进水平，在快速宽带雷达信号产生等方面具有特别优势，芯片支持多片级联并构建更大规模的雷达阵列。基于扇出型晶圆级封装是封装天线的一种主流的实现途径，国际上的大公司都基于该项技术开发了集成封装天线的芯片产品。　　下一步，中国电科38所将对毫米波雷达芯片进行进一步优化，根据具体应用场景提供一站式解决方案。　　ISSCC被认为是集成电路领域的“奥林匹克盛会”，于1953年由发明晶体管的贝尔实验室等机构发起成立，在60多年历史中，众多集成电路史上里程碑式的发明都在这里首次亮相。

3D工业视觉传感器供应商立仪科技获得浩澜资本独家投资的数千万人民币的A轮融资，据悉，本轮融资将主要用于市场拓展、新品研发及补充流动资金。立仪科技成立于2014年，是一家专注于精密光学检测的公司，旗下有光谱共焦传感器等产品。公司的点共焦传感器已经量产，且服务多家头部客户；线共焦产品原型机已打样，正研发商业量产版本。主流的3D工业视觉的技术路线包括线激光、光谱共焦、条纹结构光、TOF、双目等技术路线。光谱共焦传感器是目前市场精度最高且能应用于各种特性的表面和复杂形状测量场景的新型传感器，其市场主要被基恩士等国外厂商占据，但国产率较低。光谱共焦传感器的原理是通过使用特殊的透镜及光学系统，拉开不同颜色光的焦点分布范围，形成特殊放大色差，使其根据不同的被测物体到透镜的距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射波的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。光谱共焦目前正处于技术迭代周期。激光技术的研发目前已逐渐见顶，而市场对测量传感器的需求越来越广，市场需求正从人工监测向自动化监测产品发展。与传统的激光相比，光谱共焦技术精度较高，且材料适应性更广，稳定性更高。立仪科技创始人兼CEO刘杰波表示：“我们之前曾做过三维激光扫描研究，过程中意识到激光扫描很难完成一些对高精度扫描有需求的测试任务，便开始向光谱共焦转向。”目前，立仪科技有点共焦位移和线共焦位移两类传感器产品，产品型号超百种。点共焦传感器上，立仪科技在拿到天使轮融资后，于2019年完成点共焦原型产品的量产。至今，公司的点共焦已经迭代到第三代，进入华为、三星、苹果供应链。除在产品设计上有着多项创新外，公司还开发了为国外禁止出口的激光干涉光谱共焦校准仪等专用仪器工装，且工艺经过量产验证，能帮助产品更好生产。在性能上，其传感器可以做到光强提高200%，线性度提高200%，反射干扰降低50%。价格上，产品售价比国外产品低。产品示意图公司2020年开始研发线共焦产品，目前已有原型机，是已能完成三维形状物体的扫描，具有精度高材料适应性好、无盲区、效率高等优点，可广泛应用于半导体、新能源、3C等领域。本轮融资完成后，立仪科技也将集中精力，研发商业化量产版本线共焦产品。未来，公司还将继续研发高光谱+AI传感器和光纤传感器。

近几年红外热像仪的应用在全球发展迅速，红外热像技术在产品质量控制和监测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等方面发挥了重要作用。作为种类繁多的高科技产品，到底该如何选择适合自己的红外热像仪，小菲今天就给大家支个招！测温范围(量程)测温范围是热像仪校准并能够测量的整个温度范围(量程)。有些热像仪设置多个量程，以便更精确地测量更大范围的温度。每种型号的热像仪都有自己特定的测温范围(量程)。因此，用户的被测温度范围(量程)一定要考虑准确、周全。根据黑体辐射定律，在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化。选择温度范围(量程)较高的热像仪对于某些工业应用尤其重要，例如测量锅炉、窑炉或熔炉等高温设备。因此，选择热像仪之前一定要先熟知行业所需的测温范围(量程)。左图为测量窑炉温度，温度超过测温范围时，热像仪正在猜测温度视场角 (FOV)视场角由热像仪镜头决定，是热像仪在任何既定时刻看到的场景范围。对于特写工作，你需要一个广角视场(45°或更高)的镜头。对于长距离工作，您需要一个长焦镜头(12°或6°)。有些相机可能有多个镜头用于不同的应用。例如FLIR T840配备6°超长焦镜头，适合在更远的距离下工作。左：长焦镜头 右：广角镜头红外分辨率热像仪的分辨率是热像仪在工作中有多少像素。更高的分辨率意味着每个图像包含更多的信息：更多的像素，意味着更多的细节，因此获得精确测量的可能性更大。选择红外热像仪时，取决于你的应用：当你能接近目标时，可以选择低成本，低分辨率的相机。从更远的地方测量较小的目标时，则需要更高的分辨率。左：低分辨率热像仪适合近距离测量目标 右：在一定距离测量时需要使用高分辨率相机热灵敏度（NETD）热灵敏度或噪声等效温差（NETD）描述了使用热像仪可以看到的最小温差。数字越小，红外系统的热敏性越好。选择热像仪时需要警惕：低成本制造商的热像仪可能隐藏了低灵敏度，将NETD设置为50°C而不是行业标准的30°C。如果你需要测量的目标温差很大，就无需热灵敏度太低的热像仪。然而，对于更精确的应用，比如检测水分问题，您将需要更高的热灵敏度。探测细微的细节，比如墙上的饰钉，需要很高的热灵敏度焦距热像仪的焦距可以是固定的，也可以是调节的，这意味着用户可以手动调整相机上的焦距，还可以自动调整焦距。一般来说，入门级热像仪是固定的焦距，高性能热像仪将有手动或自动调整焦距。手动对焦和自动对焦的优势在于用户的需要调整焦距，适应更多的场景。精确的温度测量需要正确聚焦图像光谱范围光谱范围是热像仪中的传感器检测到的波长范围，以微米(μm)为单位进行测量。大多数气体检测热像仪(如丙烷、甲烷和丁烷检测器)都是中波热像仪，这意味着它们的光谱范围在2微米到5微米之间。大部分热像仪都是长波热像仪，光谱范围在8微米到14微米之间。长波热像仪适用于各项红外应用，例如电气检查、消防救援等。左：丙烷、甲烷和丁烷等气体检测 右：其他各项红外应用在确定哪种热像仪最适合您的需要时，请记住以上挑选要点。重要的是，选择热像仪时，不能只考虑一种参数，要根据您的需求综合选择。

各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门，各省、自治区、直辖市通信管理局，有关中央企业： 　　物联网是战略性新兴产业的重要组成部分，对加快转变经济发展方式具有重要推动作用。为加快物联网发展，培育和壮大新一代信息技术产业，依据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，我部制定了《物联网“十二五”发展规划》。现印发你们，请结合实际，认真贯彻落实。 　　工业和信息化部 　　二O一一年十一月二十八日 物联网“十二五”发展规划 　　物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。为抓住机遇，明确方向，突出重点，加快培育和壮大物联网，根据我国《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，特制定本规划，规划期为2011-2015年。 　　一、现状及形势 　　(一)发展现状 　　目前，我国物联网发展与全球同处于起步阶段，初步具备了一定的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势。 　　产业发展初具基础。无线射频识别(RFID)产业市场规模超过100亿元，其中低频和高频RFID相对成熟。全国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用，年产量达24亿只，市场规模超过900亿元，其中, 微机电系统(MEMS)传感器市场规模超过150亿元 通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器(M2M)终端数量接近1000万，形成全球最大的M2M市场之一。据不完全统计，我国2010年物联网市场规模接近2000亿元。 　　技术研发和标准研制取得突破。我国在芯片、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域开展了多年技术攻关，已取得许多成果。在传感器网络接口、标识、安全、传感器网络与通信网融合、物联网体系架构等方面相关技术标准的研究取得进展，成为国际标准化组织(ISO)传感器网络标准工作组(WG7)的主导国之一。2010年，我国主导提出的传感器网络协同信息处理国际标准获正式立项，同年，我国企业研制出全球首颗二维码解码芯片，研发了具有国际先进水平的光纤传感器，TD-LTE技术正在开展规模技术试验。 　　应用推广初见成效。目前，我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用，且应用模式正日趋成熟。在安防领域，视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果 在电力行业，远程抄表、输变电监测等应用正在逐步拓展 在交通领域，路网监测、车辆管理和调度等应用正在发挥积极作用 在物流领域，物品仓储、运输、监测应用广泛推广 在医疗领域，个人健康监护、远程医疗等应用日趋成熟。除此之外，物联网在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等方面也开展了广泛的应用。 　　尽管我国物联网在产业发展、技术研发、标准研制和应用拓展等领域已经取得了一些进展，但应清醒的认识到，我国物联网发展还存在一系列瓶颈和制约因素。主要表现在以下几个方面：核心技术和高端产品与国外差距较大，高端综合集成服务能力不强，缺乏骨干龙头企业，应用水平较低，且规模化应用少，信息安全方面存在隐患等。 　　(二)面临形势 　　“十二五”时期是我国物联网由起步发展进入规模发展的阶段，机遇与挑战并存。 　　国际竞争日趋激烈。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14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。发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术，另一方面加快标准制定和产业化进程，谋求在未来物联网的大规模发展及国际竞争中占据有利位置。 　　创新驱动日益明显。物联网是我国新一代信息技术自主创新突破的重点方向，蕴含着巨大的创新空间，在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域，创新活动日趋活跃，创新要素不断积聚。物联网在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。 　　应用需求不断拓宽。在“十二五”期间，我国将以加快转变经济发展方式为主线，更加注重经济质量和人民生活水平的提高，亟需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级传统产业，提升传统产业的发展质量和效益，提高社会管理、公共服务和家居生活智能化水平。巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。 　　产业环境持续优化。党中央和国务院高度重视物联网发展，明确指出要加快推动物联网技术研发和应用示范 大部分地区将物联网作为发展重点，出台了相应的发展规划和行动计划，许多行业部门将物联网应用作为推动本行业发展的重点工作加以支持。随着国家和地方一系列产业支持政策的出台，社会对物联网的认知程度日益提升，物联网正在逐步成为社会资金投资的热点，发展环境不断优化。 　　二、指导思想、发展原则、发展目标 　　(一)指导思想 　　以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，把握世界新科技革命和产业革命的历史机遇，抓住我国加快培育和发展战略性新兴产业的契机，加强统筹规划，促进协同发展 加强自主创新，注重应用牵引 加强监督管理，保障信息安全 加强政策扶持，优化发展环境。重点突破核心技术，研制关键标准，拓展规模应用，构建产业体系，为我国物联网的全面发展并在新一轮国际竞争中占据有利位置奠定坚实基础。 　　(二)发展原则 　　1.坚持市场导向与政府引导相结合。既要充分遵循市场经济规律，利用市场手段配置资源，面向市场需求发挥企业主体作用，又要注重政府调控引导，加强规划指导，加大政策支持力度，营造良好产业发展环境，促进产业快速健康发展。 　　2.坚持全国统筹与区域发展相结合。做好顶层设计，进行统筹规划、系统布局、促进协调发展。同时，各地区根据自身基础与优势，明确发展方向和重点，大力培育特色产业集群，形成重点突出、优势互补的产业发展态势。 　　3.坚持技术创新与培育产业相结合。着力推进原始创新，大力增强集成创新，加强引进消化吸收再创新，充分利用国内外两个市场两种资源，大力推动技术成果的产业化进程，形成以企业为主体、产学研用相结合的技术创新体系，发展培育壮大物联网产业。 　　4.坚持示范带动与全面推进相结合。推动信息化与工业化深度融合，加快推进重点行业和重点领域的先导应用，逐步推进全社会、全行业的物联网规模化应用，形成重点覆盖、逐步渗透、全面推进的局面。从政策法规、标准规范、技术保障能力等多角度，全面提升物联网安全保障水平。 　　(三)发展目标 　　到2015年，我国要在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效，初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局。 　　技术创新能力显著增强。攻克一批物联网核心关键技术，在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果 研究制定200项以上国家和行业标准 推动建设一批示范企业、重点实验室、工程中心等创新载体，为形成持续创新能力奠定基础。 　　初步完成产业体系构建。形成较为完善的物联网产业链，培育和发展10个产业聚集区，100家以上骨干企业，一批“专、精、特、新”的中小企业，建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台，初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。 　　应用规模与水平显著提升。在经济和社会发展领域广泛应用，在重点行业和重点领域应用水平明显提高，形成较为成熟的、可持续发展的运营模式，在9个重点领域完成一批应用示范工程，力争实现规模化应用。 　　三、主要任务 　　(一)大力攻克核心技术 　　集中多方资源，协同开展重大技术攻关和应用集成创新，尽快突破核心关键技术，形成完善的物联网技术体系。 　　1.提升感知技术水平。重点支持超高频和微波RFID标签、智能传感器、嵌入式软件的研发，支持位置感知技术、基于MEMS的传感器等关键设备的研制，推动二维码解码芯片研究。 　　2.推进传输技术突破。重点支持适用于物联网的新型近距离无线通信技术和传感器节点的研发，支持自感知、自配置、自修复、自管理的传感网组网和管理技术的研究，推动适用于固定、移动、有线、无线的多层次物联网组网技术的开发。 　　3.加强处理技术研究。重点支持适用于物联网的海量信息存储和处理，以及数据挖掘、图像视频智能分析等技术的研究，支持数据库、系统软件、中间件等技术的开发，推动软硬件操作界面基础软件的研究。 　　4.巩固共性技术基础。重点支持物联网核心芯片及传感器微型化制造、物联网信息安全等技术研发，支持用于传感器节点的高效能微电源和能量获取、标识与寻址等技术的开发，推动频谱与干扰分析等技术的研究。 　　(二)加快构建标准体系 　　按照统筹规划、分工协作、保障重点、急用先行的原则，建立高效的标准协调机制，积极推动自主技术标准的国际化，逐步完善物联网标准体系。 　　1.加速完成标准体系框架的建设。全面梳理感知技术、网络通信、应用服务及安全保障等领域的国内外相关标准，做好整体布局和顶层设计，加快构建层次分明的物联网标准体系框架，明确我国物联网发展的急需标准和重点标准。 　　2.积极推进共性和关键技术标准的研制。重点支持物联网系统架构等总体标准的研究，加快制定物联网标识和解析、应用接口、数据格式、信息安全、网络管理等基础共性标准，大力推进智能传感器、超高频和微波RFID、传感器网络、M2M、服务支撑等关键技术标准的制定工作。 　　3.大力开展重点行业应用标准的研制。面向重点行业需求，依托重点领域应用示范工程，形成以应用示范带动标准研制和推广的机制，做好物联网相关行业标准的研制，形成一系列具有推广价值的应用标准。 　　(三)协调推进产业发展 　　以形成和完善物联网产业链为目标，引入多元化的竞争机制，协调发展与物联网紧密相关的制造业、通信业与应用服务业。重点突破感知制造业发展瓶颈，推进物联网通信业发展，加快培育应用服务业，形成产业链上下游联动、协调可持续的发展格局。 　　1.重点发展物联网感知制造业。重点发展与物联网感知功能密切相关的制造业。推动传感器/节点/网关、RFID、二维条码等核心制造业高端化发展，推动仪器仪表、嵌入式系统等配套产业能力的提升，推动微纳器件、集成电路、微能源、新材料等产业的发展和壮大。 　　2.积极支持物联网通信业。支持与物联网通信功能紧密相关的制造、运营等产业。推动近距离无线通信芯片与终端制造产业的发展，推动M2M终端、通信模块、网关等产品制造能力的提升，推动基于M2M等运营服务业发展，支持高带宽、大容量、超高速有线/无线通信网络设备制造业与物联网应用的融合。 　　3.着力培育物联网服务业。鼓励运营模式创新，大力发展有利于扩大市场需求的专业服务、增值服务等服务新业态。着力培育海量数据存储、处理与决策等基础设施服务业，推进操作系统、数据库、中间件、应用软件、嵌入式软件、系统集成等软件开发与集成服务业发展，推动物联网应用创造和衍生出的独特市场快速发展。 　　(四)着力培育骨干企业 　　重点培育一批影响力大、带动性强的大企业 营造企业发展环境，采取灵活多样的模式，做好一批“ 专、精、特、新”中小企业的孵化和扶持工作 加强产业联盟建设，逐步形成门类齐全、协同发展、影响力强的产业体系。 　　引导企业间通过联合并购、品牌经营、虚拟经营等方式形成大型的物联网企业或企业联合体，提高产业集中度。在传感器、核心芯片、传感节点、操作系统、数据库软件、中间件、应用软件、嵌入式软件、系统集成、传感器网关及信息通信网、信息服务、智能控制等各领域打造一批品牌企业。 　　(五)积极开展应用示范 　　面向经济社会发展的重大战略需求，以重点行业和重点领域的先导应用为引领，注重自主技术和产品的应用，开展应用模式的创新，攻克一批关键技术，形成通用、标准、自主可控的应用平台，加快形成市场化运作机制，促进应用、技术、产业的协调发展。 　　1.开展经济运行中重点行业应用示范。重点支持物联网在工业、农业、流通业等领域的应用示范。通过物联网技术进行传统行业的升级改造，提升生产和经营运行效率，提升产品质量、技术含量和附加值，促进精细化管理，推动落实节能减排，强化安全保障能力。 　　2. 开展面向基础设施和安全保障领域的应用示范。重点支持交通、电力、环保等领域的物联网应用示范工程，推动物联网在重大基础设施管理、运营维护方面的应用模式创新，提升重大基础设施的监测管理与安全保障能力，提升对重大突发事件的应急处置能力。 　　3. 开展面向社会管理和民生服务领域的应用示范。重点支持公共安全、医疗卫生、智能家居等领域的物联网应用示范工程。发挥物联网技术优势，提升人民生活质量和社会公共管理水平，推动面向民生服务领域的应用创新。 　　(六)合理规划区域布局 　　充分尊重市场规律，加强宏观指导，结合现有开发区、园区的基础和优势，突出发展重点，按照有利于促进资源共享和优势互补、有利于以点带面推进产业长期发展、有利于土地资源节约集约利用的原则，初步完成我国物联网区域布局，防止同质化竞争，杜绝盲目投资和重复建设。 　　加快推进无锡国家传感网创新示范区建设，积累经验，以点带面，辐射带动物联网产业在全国范围内的发展。充分考虑技术、人才、产业、区位、经济发展、国际合作等基础因素，在东、中、西部地区，以重点城市或城市群为依托，高起点培育一批物联网综合产业集聚区 以推进物联网应用技术进步及物联网服务业为导向，以特色农业、汽车生产、电力设施、石油化工、光学制造、家居照明、海洋港口等一批特色产业基地为依托，打造一批具有物联网特色产业聚集区，促进物联网产业与已有特色产业的深度融合。 　　(七)加强信息安全保障 　　建立信息安全保障体系，做好物联网信息安全顶层设计，加强物联网信息安全技术的研究开发，有效保障信息采集、传输、处理等各个环节的安全可靠。加强监督管理，做好物联网重大项目的安全评测和风险评估，构建有效的预警和管理机制，大力提升信息安全保障能力。 　　1.加强物联网安全技术研发。研制物联网信息安全基本架构，突破信息采集、传输、处理、应用各环节安全共性技术、基础技术、关键技术与关键标准。重点开展隐私保护、节点的轻量级认证、访问控制、密钥管理、安全路由、入侵检测与容侵容错等安全技术研究，推动关键技术的国际标准化进程。 　　2.建立并完善物联网安全保障体系。建立以政府和行业主管部门为主导，第三方测试机构参与的物联网信息安全保障体系，构建有效的预警和管理机制。对各类物联网应用示范工程全面开展安全风险与系统可靠性评估工作。重点支持物联网安全风险与系统可靠性评估指标体系研制，测评系统开发和专业评估团队的建设 支持应用示范工程安全风险与系统可靠性评估机制建立，在物联网示范工程的规划、验证、监理、验收、运维全生命周期推行安全风险与系统可靠性评估，从源头保障物联网的应用安全可靠。 　　3.加强网络基础设施安全防护建设。充分整合现有资源，提前部署，加快宽带网络建设和布局，提高网络速度，促进信息网络的畅通、融合、稳定、泛在，为新技术应用预留空间，实现新老技术的兼容转换。加强对基础设施性能的分析和行为预测，有针对性的做好网络基础设施的保护。 　　(八)提升公共服务能力 　　积极利用现有存量资源，采取多种措施鼓励社会资源投入，支持物联网公共服务平台建设和运营，提升物联网技术、产业、应用公共服务能力，形成资源共享、优势互补的物联网公共支撑服务体系。积极探索物联网公共服务与运营机制，确保形成良性、高效的发展机制。 　　1.加强专业化公共服务平台建设。不断明确需求，细化专业分工，加强建设和完善共性技术、测试认证、知识产权、人才培训、推广应用、投融资等公共服务平台，全面提升物联网公共服务平台的专业化服务能力和水平。 　　2.加快公共支撑机构建设。依托相关部门和行业的资源，建设物联网重点实验室、工程实验室、工程中心、推广应用中心等公共支撑机构，促进物联网技术创新、应用推广和产业化。 　　3.整合公共服务资源。加快整合各区域、各行业现有平台建设资源，采取多种措施吸引相应的社会资源投入，形成资源共享、优势互补的产业公共服务体系，提升物联网技术研发、产业化、推广应用等方面的公共服务能力。 　　四、重点工程 　　(一)关键技术创新工程 　　充分发挥企业主体作用，积极利用高校和研究所实验室的现有研究成果，在信息感知和信息处理技术领域追赶国际先进水平，在信息传输技术领域达到国际领先水平，增强信息安全保障能力，力争尽快突破关键核心技术，形成较为完备的物联网技术体系并实现产业化。 　　专栏1 关键技术创新工程 　　1. 信息感知技术 　　超高频和微波RFID：积极利用RFID行业组织，开展芯片、天线、读写器、中间件和系统集成等技术协同攻关，实现超高频和微波RFID技术的整体提升。 　　微型和智能传感器：面向物联网产业发展的需求，开展传感器敏感元件、微纳制造和智能系统集成等技术联合研发，实现传感器的新型化、小型化和智能化。 　　位置感知：基于物联网重点应用领域，开展基带芯片、射频芯片、天线、导航电子地图软件等技术合作开发，实现导航模块的多模兼容、高性能、小型化和低成本。 　　2. 信息传输技术 　　无线传感器网络：开展传感器节点及操作系统、近距离无线通信协议、传感器网络组网等技术研究，开发出低功耗、高性能、适用范围广的无线传感网系统和产品。 　　异构网络融合：加强无线传感器网络、移动通信网、互联网、专网等各种网络间相互融合技术的研发，实现异构网络的稳定、快捷、低成本融合。 　　3. 信息处理技术 　　海量数据存储：围绕重点应用行业，开展海量数据新型存储介质、网络存储、虚拟存储等技术的研发，实现海量数据存储的安全、稳定和可靠。 　　数据挖掘：瞄准物联网产业发展重点领域，集中开展各种数据挖掘理论、模型和方法的研究，实现国产数据挖掘技术在物联网重点应用领域的全面推广。 　　图像视频智能分析：结合经济和社会发展实际应用，有针对性的开展图像视频智能分析理论与方法的研究，实现图像视频智能分析软件在物联网市场的广泛应用。 　　4. 信息安全技术 　　构建“可管、可控、可信”的物联网安全体系架构，研究物联网安全等级保护和安全测评等关键技术，提升物联网信息安全保障水平。 　　(二)标准化推进工程 　　以构建物联网标准化体系为目标，依托各领域标准化组织、行业协会和产业联盟，重点支持共性关键技术标准和行业应用标准的研制，完善标准信息服务、认证、检测体系，推动一批具有自主知识产权的标准成为国际标准。 　　专栏2 标准化推进工程 　　标准体系架构：全面梳理国内外相关标准，明确我国物联网发展的急需标准和重点标准，开展顶层设计，构建并不断完善物联网标准体系。 　　共性关键技术标准：重点支持标识与解析、服务质量管理等共性基础标准和传感器接口、超高频和微波RFID、智能网关、M2M、服务支撑等关键技术标准的制定。 　　重点行业应用标准：面向工业、环保、交通、医疗、农业、电力、物流等重点行业需求，以重大应用示范工程为载体，总结成功模式和成熟技术，形成一系列具有推广价值的行业应用标准。 　　信息安全标准：制定物联网安全标准体系框架，重点推进物联网感知节点、数据信息安全标准的制定和实施，建立国家重大基础设施物联网安全监测体系，明确物联网安全标准的监督和执行机制。 　　标准化服务：整合现有标准化资源，建立国内外标准信息数据库和智能化检索分析系统，形成综合性的标准咨询、检测和认证服务平台，建立物联网编码与标识解析服务系统。 　　(三)“十区百企”产业发展工程 　　重点培育10个产业聚集区和100个骨干企业，形成以产业聚集区为载体，以骨干企业为引领，专业特色鲜明、品牌形象突出、服务平台完备的现代产业集群。 　　专栏3 “十区百企”产业发展工程 　　产业聚集区：培育以研发中心、研发型企业、测试认证中心为主体的综合物联网产业聚集区 紧密结合相关行业应用特点，在感知制造、通信运营、应用服务等领域，打造具有鲜明特色的物联网产业聚集区，实现产业链上下游企业的汇集和产业资源整合。 　　骨干企业培育：在全国范围内培育100家掌握核心关键技术、经营状况良好、主业突出、产品市场前景好、对产业发展带动作用大、发展初具规模的物联网产业骨干企业。 　　(四)重点领域应用示范工程 　　在重点领域开展应用示范工程，探索应用模式，积累应用部署和推广的经验和方法，形成一系列成熟的可复制推广的应用模板，为物联网应用在全社会、全行业的规模化推广做准备。经济领域应用示范以行业主管部门或典型大企业为主导，民生领域应用示范以地方政府为主导，联合物联网关键技术、关键产业和重要标准机构共同参与，形成优秀解决方案并进行部署、改进、完善，最终形成示范应用牵引产业发展的良好态势。 　　专栏4 重点领域应用示范工程 　　智能工业：生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测，促进安全生产和节能减排。 　　智能农业：农业资源利用、农业生产精细化管理、生产养殖环境监控、农产品质量安全管理与产品溯源。 　　智能物流：建设库存监控、配送管理、安全追溯等现代流通应用系统，建设跨区域、行业、部门的物流公共服务平台，实现电子商务与物流配送一体化管理。 　　智能交通：交通状态感知与交换、交通诱导与智能化管控、车辆定位与调度、车辆远程监测与服务、车路协同控制，建设开放的综合智能交通平台。 　　智能电网：电力设施监测、智能变电站、配网自动化、智能用电、智能调度、远程抄表，建设安全、稳定、可靠的智能电力网络。 　　智能环保：污染源监控、水质监测、空气监测、生态监测，建立智能环保信息采集网络和信息平台。 　　智能安防：社会治

2020年的COVID-19疫情在国内基本已经被控制，但我们依然不能松懈，要杜绝一切复发的可能！我们都知道在公共场所不要用手触碰面部，但还是有很多不可避免的情况，人行横道按钮就是其中之一。人行横道通常有行人按钮，行人通过触碰按钮向红绿灯控制系统发出过街请求，一个按钮，每天被数百只甚至数千只手触碰，成为了细菌和病毒的温床。非接触式行人传感器新冠疫情凸显了非接触式行人传感器的必要性，幸好科技的进步让我们可以不再使用接触式按钮，FLIR TrafiOne就是这样的传感器。FLIR TrafiOne基于人的温度特征，利用热成像技术来检测行人和骑自行车的人，这意味着它不需要任何自然光或者人工光线即可工作，并且可以24小时不间断地进行检测。自动识别变绿灯安装后，FLIR TrafiOne热成像传感器会自动检测等待过马路的行人，并向红绿灯控制系统发出绿灯请求。这样行人在过马路之前，就不需要再用手按人行横道的按钮，可以避免细菌的滋生。FLIR TrafiOne还可以检测出是否有一群人在等待过马路，如果等待行人过多，会向信号机发出优先绿灯的信号，让行人尽快通过。此功能在控制病毒传播方面尤其重要，还有助于减少人群近距离等候的时间。不挑工作环境，还能保护隐私FLIR TrafiOne热成像传感器不仅可以在任何照明和天气条件下工作，还可以保护行人的隐私。TrafiOne摄像头可以检测到一个人正在等待过马路，但不能像可见光相机一样识别出人的身体特征，因此行人不用担心身份被识别。FLIR检测和监控解决方案在交通和公共交通机构有效管理交通流量方面颇有建树，确保了公共安全。FLIR基于25多年来经久考验的先进技术，目前已经在全球70多个国家安装了80,000多台FLIR视频检测器，FLIR为形形色色的行人和骑车人提供经现场验证的解决方案。

分光光度法可适用于在线仪器，是监控水和污水处理设备的重要方法。分光光度法是一种测定分子对光的吸光度的方法，此方法在在线传感器上的应用已越来越准确和可靠。WTW IQ SensorNet系列紫外(UV) 和紫外可见(UV Vis)传感器具有适用于特定污水处理应用的内置出厂校准，不仅提高准确性，还可减少校准的频次。内置UltraCleanTM超声波清洗，减少校准频次的同时完全去除更换损耗品的必要(如试剂或刮刷)，最大限度减轻了维护工作。本系列传感器甚至还支持通过单个传感器测量多个不同参数，如硝酸盐、亚硝酸盐、总悬浮物 (TSS)、紫外线透射率(UVT-254)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总有机碳量 (TOC)和其他碳参数。 本系列传感器是水和污水处理设备的一项重要投资，为操作人员提供极大便利。但是如何选择合适的传感器？为确保选择最符合应用的传感器，来看一下选择紫外可见传感器时需要考虑的5个问题。紫外和紫外可见传感器的优势1、无需试剂，即可在线进行硝酸盐、亚硝酸盐、COD、BOD、TOC、UVT-254、NOx和TSS测量2、单个传感器最多可测量并显示五个参数3、UltraClean™ 超声波清洁技术可防止结垢，维护较为简单4、持久耐用的材质：钛和PEEK(聚醚醚酮)即使在最恶劣的条件下仍可保持稳定5、紫外和紫外可见传感器每次测量可扫描256个波长，从而实现更好的准确度和浊度补偿6、工厂已针对过程中的位置进行了校准(进水、二级处理、出水）7、用户可自行校准，从而在应用情况不理想时提高准确度参数硝酸盐：来自硝化过程中NH4转化的人类排泄物的生物污染物。亚硝酸盐：来自人类排泄物的生物污染物，是硝化过程中NH4和NO3的中间型。生化需氧量：微生物在分解流水中的有机废物时消耗的氧气量。被看做是对存在的有机物的量化，并且排放量受到国家污染排放消除系统(NPDES)的排放限制。总有机碳：样品中有机结合的碳量。被认为是对存在的有机物的量化和水质指标。与BOD或COD相比，该测试通常是表示有机物的一种更方便直接的方式。紫外线透射率：在254mm 波长处透射的紫外线百分比。该参数用于指示水中的有机物含量，通常与BOD、COD和TOC相关。该测量值通常用于在消毒过程中自动控制紫外线剂量。总悬浮物固体：水样中被过滤器捕集的悬浮颗粒的净重。该参数通常用作水质的指标，并用于定量分析活性污泥系统(混合液悬浮物，MLSS)中存在的微生物。需要测量什么及测量原因选择紫外或紫外可见传感器时，需要搞清楚的首要问题是测量什么及原因。需要测量什么参数？应用场景是什么？如何使用传感器？取决于应用场景，通过单个传感器监控多个参数可能更为有益。以下是紫外可见传感器在污水处理中最常见的一些应用。 氮硝酸盐氮和亚硝酸盐氮是生物脱氮除磷(BNR)应用中常见的测量参数。硝酸盐在工艺优化中扮演着多种角色，如确保高效地完成硝化、监控硝酸盐去除、控制脱氧区的碳投加量以及确保出水中的氮含量达到排放标准。亚硝酸盐的使用情况较少，因为它是硝化工艺的中间阶段。如果污水处理设备出现亚硝酸盐积累问题或使用快捷反硝化工艺，监控亚硝酸盐将会很有用处。碳碳参数在污水处理中同样具有广泛应用。COD、BOD和TOC是量化样品内碳含量的常见测量参数，其中BOD和TOC专属于有机碳。例如，通常会测量二级处理中的COD来监控有机物负荷。在二级处理中，COD可指示一级或二级处理的效率，或量化需要碳源(反硝化和除磷)的生物处理工艺中的有机碳含量。此外，监控污水处理厂收集系统或进水设施中的COD有助于确定重度负荷来源或提供预警探测。长期以来，这些碳参数的测定都需要昂贵或耗时的实验室程序，因此难以实际使用。如今，借助在线紫外可见传感器，我们便可以利用这些参数实现原本难以实现的工艺控制和预警检测。紫外和紫外可见传感器具有广泛的应用，在某些情况下，通过单个传感器获得多个参数将对操作人员有所助益。例如，TSS是曝气池的常见测量参数，指示微生物浓度(MLSS –混合液悬浮物)。利用包括 TSS与COD组合的传感器，操作人员即可获得用于监控食料与微生物比(F/M 比)的必要信息。使用单个传感器监控多个参数可从单个传感器获得更多有用数据，从而带来附加值。选择紫外可见传感器时，确保查看各传感器的可测参数列表(表1)。单波长传感器和光谱传感器有什么不同？一些制造商仅生产单波长传感器，而其他像WTW一样的制造商除单波长传感器外还生产光谱传感器，后者可提供更多参数和更高的准确性。前面我们一直在谈论光谱传感器，在光谱传感器中，每次测量时都将扫描256个波长的紫外光和可见光以获得所需参数的浓度。此类传感器通过测量每种波长处的吸光率来生成“光谱足迹”。然后，根据传感器中编制的算法将每个“光谱足迹”计算为以 mg/L 为单位的浓度(Smith, 2019)。相比于单波长传感器，光谱测量的精度和准确度更高，因为物质分子会吸收一段波长范围内的光，而并非仅吸收单个波长。附加波长具有许多优势，包括为每个参数提供更多吸收数据、使用一系列波长进行浊度修正，甚至有助于检测不同形式的有机分子。紫外可见光谱传感器扫描的256个波长跨越紫外和可见光范围，从200至720nm(图1)。紫外光谱传感器扫描的256个波长范围为200-390nm。在这个波长范围内，紫外传感器将能够同时测定并区分硝酸盐和亚硝酸盐。硝酸盐和亚硝酸盐通常吸收短波长紫外光(尽管单波长传感器可以提供有用的数据和趋势，但与光谱传感器相比，其准确度和可重复性不佳。使用单波长进行测量和浊度修正时，此类传感器可能无法检测到某些形式的有机分子，无法区分硝酸盐和亚硝酸盐，也无法准确补偿浊度。单波长和光谱传感器各有优势，所以哪种更适合您的应用呢？使用单波长传感器能够以适中的价格获得有机物或氮氧化物的趋势数据，并且甚至有些应用专门需要用到单波长传感器，例如紫外线消毒需要UVT-254。然而，光谱传感器已针对特定应用（进水、二级处理、出水）进行校准，并且由于此类传感器扫描256个波长，从而准确性、可靠性都比单波长传感器更高，浊度修正也更准确。测量光程是什么？为什么很重要？测量光程是指光源和探测器之间的距离，在分光光度法测量中非常重要。测量光程(又称狭缝宽度)是根据比尔-朗伯定律计算光吸收率时的一个计算因子，并且受样品水浊度的影响极大。因此，紫外可见传感器通常具有固定的测量光程，并针对特定应用提供不同的狭缝。IQ SensorNet紫外可见传感器有2种测量光程可供选择：1mm和5mm(图 2)。1mm狭缝用于监控未经处理的污水和二级处理，因为这些应用通常浊度较高。5mm狭缝用于监控处理后的出水、低浊度污水，有时还可用于监控一些地表水或饮用水应用。取决于应用类型，其他制造商可能还会提供10-50mm的测量光程。选择YSI紫外可见传感器时，注意701型号传感器为 1mm测量光程(适用于未经处理的污水或活性污泥)，705型号传感器为5mm 测量光程(适用于低浊度的处理后出水)。如何安装紫外可见传感器？紫外可见传感器一般比其他在线传感器更大、更沉，因此在确定安装选项时应特别考虑。与所有在线传感器相同，应基于安全性和可达性来选择安装位置和方式。要确保可以轻松接触到传感器，以便偶尔进行维护，因此有足够的操作空间非常重要。传感器的安装位置应符合要求的扶手和过道安全标准。同样，紫外可见传感器的安装也应易于使用，并使传感器易于操作。最后一点，由于传感器可能比较沉，安装的稳固性也非常重要，必须能够承受相应重量，尤其是对于存在堵塞问题的污水设备。紫外可见传感器在污水中最常见的安装方式为浸入式安装。浸入式安装通过将传感器直接浸入集水池或水流中，直接测量过程用水。WTW紫外可见传感器提供两种沉浸式安装选项：刚性安装或摆动/链条安装。刚性安装包括将紫外可见传感器固定至一个金属杆上，然后将金属杆安装至护栏或墙壁上。当需要较稳固的解决方案，如水比较湍急或水中有堵塞时，这种安装类型是最佳选择。对于一般的沉浸式安装应用，摆动和链条安装更具优势。使用这种安装，传感器将更容易操作，因为传感器悬挂在链条末端，通过链条便可轻松地在集水池中进行升降。摆动臂将传感器伸出集水池外面，但是也可容易接近，只需将传感器摆动至靠近护栏的位置就能够拆下传感器进行维护。 对于像处理后的污水出水、污水回用或饮用水等清水应用，流通池可能是最佳选择。在这些应用中，由于缺乏合适的位置或因NSF要求，不能使用沉浸式安装。使用流通池时，紫外可见传感器将采用壁挂式安装，流通池会形成一个腔体让水流经光学窗口。水流持续运送至传感器进行测量，然后排出。无论将WTW紫外可见传感器用于清水还是污水应用，选择最适合的安装选项都非常重要，这样既能够确保传感器正常运行，还可将维修工作量保持在最低限度。 如何维护？尽管紫外可见传感器的维护要求不高，且不需要试剂，但仍然需要偶尔进行保养以优化运行。相比于其他在线传感器，WTW紫外可见传感器具有所需维护工作量最少的巨大优势。本系列传感器具有内置的独特自动超声波清洗系统UltraCleanTM技术。该系统不仅有助于保持测试窗口长久清洁，而且整个系统都置于传感器内部，所以没有需要更换的密封件或挂刷。保持紫外可见传感器清洁对传感器性能至关重要。因此，紫外可见传感器通常带有自动清洁系统，这可有效降低传感器总的维护时间。WTW提供两种类型的自动清洁系统：一种是所有传感器中都已内置的UltraClean；另一种是空气清洁系统。UltraClean超声波清洁系统轻微振动传感器的光学窗口，清除堆积的固体。这种技术已被证明在具有较多固体的污水应用中非常成功，WTW的ViSolid(TSS)和VisoTurb(浊度)传感器中同样也应用了此技术。WTW紫外可见传感器的另一个自动清洁选项是空气清洁系统。该系统使用空气压缩机定期向光学窗口上喷放压缩空气，清除任何可能干扰测量的固体。WTW空气清洁系统直接与传感器相连，并且可以通过控制器进行编程控制，根据所需时间间隔进行清洁。两种自动清洁系统都能使传感器在废水应用中保持数周的准确读数。应根据需要进行校准，例如当传感器首次安装、移动到新位置或传感器对参考样品的测量不准确时。WTW紫外可见传感器具有双通道测量系统，其中一个相同的参比通道用于监控并校正光源灯或探测器的老化，防止任何潜在校准漂移。这样可免去常规校准的麻烦，但是仍建议使用实验室参考样品对传感器测量值进行常规验证，以确保传感器的准确性。

近日，来自中国科学院安徽光学精密机械研究所、中国科学院沈阳应用生态研究所、中国科学技术大学、法国蓝海岸大学法国滨海大学的联合研究团队发表了一种基于法拉第旋转光谱的、采用环形阵列永磁体NO2传感器。Recently, the joint research team from Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, University of Science and Technology of China, and Université du Littoral Cô te d’Opale published a NO2 Sensor Based on Faraday Rotation Spectroscopy Using Ring Array Permanent Magnets.法拉第旋转光谱（FRS）通过检测沉浸在外部纵向磁场中的气体介质所引起的线偏振光偏振状态的变化，从而实现对顺磁分子的高选择性和高灵敏度检测。该光谱检测方法对水汽、CO2等抗磁性分子具有天然的免疫力，这使得其表现出高度的样品特异性。同时，由于采用了一对相互接近正交的偏振器极大抑制了激光噪声，因此法拉第旋转光谱具有非常高的检测灵敏度。Farraday Rotational Spectroscopy (FRS) achieves highly selective and sensitive detection of paramagnetic molecules by detecting the changes in polarization state of linearly polarized light induced by the gas medium immersed in an external longitudinal magnetic field. This spectroscopic detection method exhibits inherent immunity to diamagnetic molecules such as water vapor and CO2, which results in a high degree of sample specificity. Additionally, the implementation of a pair of closely spaced orthogonal polarizers effectively suppresses laser noise, thus providing FRS with a very high detection sensitivity.通常情况下，使用螺线管提供纵向磁场来产生磁光效应。然而，这种方法存在功耗过大和易受电磁干扰的缺点。研究团队提出了一种基于钕铁硼永磁体环形阵列和Herriott多次通过吸收池相结合的新型FRS方法。根据磁场的空间分布特性，使用14个相同的钕铁硼永磁体环以非等距形式组合，产生纵向磁场。在长度为380毫米的范围内，平均磁场强度为346高斯。宁波海尔欣光电科技有限公司为该项目提供了前置放大制冷一体型碲镉汞红外探测器（HPPD-B-08-10-150 K)，项目团队使用量子级联激光器以40毫瓦的光功率，针对最佳的441 ← 440 Q支氮氧化物跃迁（1613.25 cm–1，6.2 μm）。与Herriott多次通过吸收池耦合，积分时间为70秒，实现了0.4 ppb的最低检测限。实验结果也表明，低功耗FRS二氧化氮传感器有望发展成为一个稳健的现场可部署的环境监测系统。Usually, a solenoid coil is used to provide a longitudinal magnetic field to produce the magneto-optical effect. However, such a method has the disadvantages of excessive power consumption and susceptibility to electromagnetic interference. The research team proposed a novel FRS approach based on a combination of a neodymium iron boron permanent magnet ring arrayand a Herriott multipass absorption cell is proposed. A longitudinal magnetic field was generated by using 14 identical neodymium iron boron permanent magnet rings combined in a non-equidistant form according to their magnetic field’s spatial distribution characteristics. The average magnetic field strength within a length of 380 mm was 346 gauss. HealthyPhoton Co.,Ltd provided an integrated TE-cooled mercury cadmium telluride (MCT) infrared detector with front-end amplification(HPPD-B-08-10-150 K) for this project. A quantum cascade laser was used to target the optimum 441 ← 440 Q-branch nitrogen dioxide transition at 1613.25 cm–1 (6.2 μm) with an optical power of 40 mW. Coupling to a Herriott multipass absorption cell, a minimum detection limit of 0.4 ppb was achieved with an integration time of 70 s. The low-power FRS nitrogen dioxide sensor proposed in this work is expected to be developed into a robust field-deployable environment monitoring system.静态磁场法拉第旋转光谱传感装置Static magnetic field Faraday rotation spectral sensing device海尔欣前置放大制冷一体型碲镉汞红外探测器（HPPD-B-08-10-150 K)Integrated preamplifier and cryocooler type mercury cadmium telluride (MCT) infrared detector环形阵列永磁体及其纵向磁场分布特征Circular array permanent magnets and their longitudinal magnetic field distribution characteristics(a) 对于等距离的NdFeB永磁环阵列，模拟得到了中央纵向磁场的分布情况。(b) 对于非等距离的NdFeB永磁环阵列，模拟得到了中央纵向磁场的分布情况（黑线），并进行了实测（红线）。(c) 示意图显示了Herriott腔和非等距离的NdFeB永磁环阵列的配置。(a) Simulated distribution of the central longitudinalmagnetic field for an equidistant NdFeB permanent magnet ring array (b) simulated (black line) and measured (red line) distributions of the central longitudinal magnetic field for a non-equidistant NdFeB permanent magnet ring array (c) schematic configuration of the Herriott cell and the non-equidistant NdFeB permanent magnet ring array.法拉第旋转光谱信号及其信噪比与检偏器偏转角度的变化关系The Relationship between FRS signal and its SNR and the Deflection Angle of the Polarizer(a) 法拉第旋转光谱信号幅度(b) SNR作为分析器角度α的函数(a) FRS signal amplitude and (b) SNR as a function of the analyzer angle α.Reference:Yuan Cao, Kun Liu, Ruifeng Wang, Xiaoming Gao, Ronghua Kang, Yunting Fang, Weidong Chen，NO2 Sensor Based on Faraday Rotation Spectroscopy Using Ring Array Permanent Magnets, Anal. Chem. 2023, 95, 2, 1680–1685https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c04821Copyright © 2023 American Chemical Society