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标志传感器

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标志传感器相关的资讯

  • 抢占智能传感器产业制高点 郑州高新智能传感器产业基地项目开工
    9月1日,郑州高新智能传感器产业基地项目开工仪式在郑州传感谷举行。该项目开工是郑州市、郑州高新区锚定电子信息“一号产业”,抢占智能传感器产业制高点,推动智能传感器产业高质量发展的具体行动。据介绍,郑州高新智能传感器产业基地总投资约15亿元,占地面积约61.83亩,总建筑面积约5.7万平方米,项目的建设有助于加快构建智能传感器产业生态,增强产业综合实力和企业竞争力,是高水平建设中国(郑州)智能传感谷,打造千亿级智能传感器产业的必要支撑,能够加快企业创新集聚,有利于我省抢占传感器产业制高点。该项目将重点打造智能传感器材料、智能传感器系统、智能传感器终端等产业集群,建设郑州高新智能传感器产业基地,配套建设智能传感器孵化器、产品展示等综合服务平台,着力集聚智能传感器上中下游企业,形成高端产品制造为产业基础、新型研发机构为支撑、软件算法和示范应用为推动的生态体系。该项目开工建设标志着产业链发展更加延展、稳固、健全,标志着我省的智能传感器产业发展占领关键环、迈向中高端,也标志着中国(郑州)智能传感谷的建设辐射更广泛、品牌更凸显。截至目前,郑州市智能传感器核心及关联产业规模约300亿元,占全省90%,占全国约10%,关联及应用企业约4000家。主要分布在气体、仪器仪表、电力电网、环境监测等领域,在国内细分行业具备一定优势,培育了以汉威科技、炜盛电子为龙头的气体传感器,以新天科技、光力科技、天迈科技为龙头的仪器仪表传感器,以日立信、三晖电气为龙头的电力电网传感器,以驰诚电气、安然测控为龙头的环境监测传感器。2022年10月,郑州高新区在由工业和信息化部直属的中国电子信息产业发展研究院颁布的中国传感器十大园区排名中位列第四。
  • 化学传感器在环境领域中的应用-第十六届全国化学传感器学术会议分会报告
    2023年9月23-24日,由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业学组(专业委员会)主办的第十六届全国化学传感器学术会议(SCCS2023)于山东省济南市举办,两天时间里,湖州师范学院教授王桦(冯路平代讲)、华中科技大学副研究员闫凯、江苏大学副教授殷秀莲、南京大学教授毛亮、中国科学院长春应用化学研究所副研究员余登斌、中国科学院烟台海岸带研究所研究员张志阳在分会场带来了关于化学传感器在环境领域中应用的精彩报告湖州师范学院教授 王桦(冯路平代讲)报告题目:《纳米医学与环境智能传感监测技术及其产业化应用》冯路平介绍道,医学与环境标志物传感的基体材料包括:微纳通道结构的介孔导电材料可用于吸储液体中的标志物,可折叠柔性聚合物用于包埋标志物敏感的导电探针并印制功能电极,改性石墨烯Jet ink打印导线用于连接探头以及微型电化学处理器及信号输出装置,最后通过电聚合、分子自组装、功能涂覆、溶胶-凝胶法等技术将功能材料修饰于微电极上制成高通量芯片探头。通过该技术可研发出智能标志物传感探针,用于对人体健康及水中环境污染物实现在线监测华中科技大学副研究员 闫凯报告题目:《新型光电化学传感体系的构建及其分析应用》闫凯基于环境分析和生物分析的技术发展要求,以光电极性能优化、传感装置小型化、多目标物检测的光电化学传感搭建为目标,在基于近红外光电活性增强的半导体材料构建高性能光电化学传感体系、构建非铂阴极单室PFC用于自供能光电化学检测、基于图案化刻蚀导电基底构建比率型多目标物传感平台研究三个方面进行讨论,实现用电催化、光催化和酶催化来降解污染物。江苏大学副教授 殷秀莲报告题目:《基于图像模式识别的三维荧光光谱库技术及其在水体污染物检测中的应用》殷秀莲教授对自己的研究介绍道,利用三维荧光技术进行多维数据获取,取得每种污染物28个浓度样本,共28×4张EEM图谱图像,其中5×4张作为测试样本,定性识别准确率为100%。该方法为荧光光谱数据库建立和EEM数据分析开辟了一条新的途径,所提出的特征获取、特征提取及谱检索技术,对其他的光谱数据库建立有借鉴意义。此外,为AI大模型在荧光光谱分析中的应用提供数据准备基础,在水环境监测等领域提供帮助。南京大学教授 毛亮报告题目:《海水中氚的食物链传递风险》毛亮教授从核设施和核污染等热点问题出发,结合氚在食物链中的传递规律和内在机制,研究了氚在海洋中的生物效应。他介绍道,采用放射性同位素标记示踪技术进行研究,发现杜氏蓝藻会通过光合作用使氚水快速转化为有机氚,并经过食物链暴露使丰年虾体内有机氚含量上升,最后通过食物链逐级传递。毛亮教授的研究对当下核废水污染问题极具意义,他总结道,核污染中的氚危害不能仅看海水中浓度,更要关注其化学效应。中国科学院长春应用化学研究所副研究员 余登斌报告题目:《水体综合毒性比色检测新方法开发》基于水体检测任务的需要和国家环境政策导向,发展各种水体毒性检测新方法对检测多场景水体必不可少。余登斌介绍道,根据电化学检测原理,分别研发出了利用基因工程改造的绿脓杆菌分泌的大量绿脓菌素构建了免外加媒介体的水体毒性比色检测方法;利用电致变色普鲁士蓝阴极和生物阳极构建了水体毒性可视化检测传感器;基于E. coli-BQ快速颜色反应实现了水体毒性比色/电化学双信号检测和智能手机辅助RGB模型检测;基于容解性不大的铁盐稳定释放下Fe3+生物合成普鲁士蓝指示剂成功构建了水体毒性比色/电化学检测及酶标仪辅助的高效检测方法。同时,他还提到,新技术相较于传统方法具有操作简便、检测全面、快速灵敏等特点,并支持在线监测。中国科学院烟台海岸带研究所研究员 张志阳报告题目:《面向海岸带环境分析监测的光学纳米传感方法研究》海岸带环境分析监测是了解海洋生态系统健康的重要手段,但海岸带污染物情况复杂,环境分析难度大,基于此,张志阳团队发展光学纳米分析原理与技术,为海岸带生态安全与健康提供支撑。他以样品检测案例介绍道,针对污染物,利用纳米材料的光学特性,开发高灵敏纳米比色传感器/阵列和表面增强拉曼传感器,可实现对目标物的检测、鉴定及讲解分析。最后,张志阳提出展望,未来将强化交叉学科,进一步探究传感原理在环境检测上的应用。随着环境保护意识的不断提高和环境监测技术的不断发展,电化学传感器在环境监测领域的应用前景越来越广阔。未来,电化学传感器将朝着更灵敏、更稳定、更耐用的方向发展,实现环境数据的实时采集和远程监控,同时将探索更多的应用领域,为保护人类的生存环境做出更大的贡献。
  • 电化学VOCs气体传感器等两项行业标准编制完成 为首次发布!
    p   近日,工业和信息化部发布公告称,根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《钢制化工容器设计基础规范》等10项化工行业标准、《合成纤维厂供暖通风与空气调节设计规范》等10项石化行业标准、《有色金属矿山井巷工程质量检验评定标准》1项有色行业标准、《霍尔元件 通用技术条件》等62项机械行业标准、《纺织品 定量化学分析 牛皮纤维与某些其他纤维的混合物》等37项纺织行业标准、《工业用温轮胶》等17项轻工行业标准、《增雨防雹炮弹生产安全技术条件》1项民爆行业标准的制修订工作。 /p p   在以上138项行业标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2020年8月20日。 /p p   我们注意到,在138项行业标准中,有《JB/T 13999—2020 电化学VOCs气体传感器》和《JB/T 14000—2020 光学粉尘传感器》两项标准。 /p p   《JB/T 13999—2020 电化学VOCs气体传感器》规定了电化学VOCs气体传感器的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。标准中传感器按所测气体类型给出了醛类传感器系列、醇类传感器系列、苯系物传感器系列、其他VOCs传感器系列(以环氧乙烷最为常用)的技术参数。 /p p   《JB/T 14000—2020 光学粉尘传感器》规定了光学粉尘传感器的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。 /p p   两项标准的起草单位相同,包括:郑州炜盛电子科技有限公司、沈阳仪表科学研究院有限公司、汉威科技集团股份有限公司、国家仪器仪表元器件质量监督检验中心、传感器国家工程研究中心。 /p p   两项标准均为首次发布。 /p p   详情如下: /p p    a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/954054.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 《JB/T 13999—2020 电化学VOCs气体传感器》; /span /a /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) "    /span a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/954056.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 《JB/T 14000—2020 光学粉尘传感器》。 /span /a /p
  • 合肥研究院制备可穿戴传感器实现对尿素的视觉监测
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员蒋长龙团队在可穿戴水凝胶贴片及体液中尿素视觉监测方面取得进展,通过在三维多孔聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶中嵌入上转换光学探针,设计制备了一种可穿戴传感贴片,并将该贴片与智能手机的颜色识别器结合,实现了对尿素的现场快速定量分析。相关研究成果发表在Analytical Chemistry上。   尿素是人体含氮物质最终代谢的主要产物,会通过汗液、尿液、唾液和血液排出,其在临床诊断中被认为是肾功能的重要指标,因此有效检测尿素水平对于疾病的研究和早期诊断至关重要。可穿戴传感器由于可以直接佩戴在人体皮肤上且具有非侵入性的特性受到广泛关注,三维网络状结构的水凝胶具有良好的柔韧性、拉伸性和生物相容性,这些特性使其成为可穿戴传感器的理想材料,然而目前报道的大多数荧光水凝胶都是由短波长激发的,在检测生物样品时容易受到自发荧光和背景荧光的干扰。上转换纳米粒子(UCNPs)与传统的荧光材料相比,能消除生物样品的自荧光和背景干扰,提高检测灵敏度。因此,利用UCNPs设计可穿戴传感器是检测人类生物标志物的有效策略。   鉴于此,研究团队设计了一种基于上转换光学探针的聚丙烯酰胺水凝胶传感器。探针由UCNPs和对二甲氨基肉桂醛(p-DMAC)组成,基于内滤效应(IFE),尿素与p-DMAC反应产生的红色产物猝灭UCNPs的绿色荧光,使上转换荧光从黄色转变为红色,实现尿素的荧光检测。在此基础上该研究结合PAM水凝胶制作了柔性可穿戴传感器,并利用3D打印技术构建便携式传感平台。   研究团队设计的上转换荧光探针和水凝胶传感器的检测限(LOD)分别为1.4μM和30μM。水凝胶传感贴片为检测体液中的生物标志物提供了便利和准确的传感策略,在疾病预警和临床诊断设备上具有应用潜力。图(a)设计可穿戴水凝胶传感贴片;(b)汗液中尿素的传感和水凝胶的SEM图像;(c)水凝胶传感贴片在980 nm激发光和日光下对尿素的响应;(d)便携式尿素检测传感平台;(e) G/R比值与尿素浓度在0-40 mM范围内的线性关系。
  • 新型纳米传感器芯片让药物开发提速
    据每日科学网报道,美国斯坦福大学的研究人员开发出一种新型的传感器芯片,可以大大加快药物开发过程。这种由高度敏感的纳米传感器构成的微芯片,可以分析蛋白质如何相互结合,在评估药物的有效性及可能带来的副作用方面迈出了关键一步。   这种新型生物传感器只需要一厘米大小的纳米传感器阵列,就能以高于现有任何传感器数千倍的能力持续不断地监测蛋白质的结合活动。新的传感器可以同时监测成千上万种反应,而且比目前的“金标准”方法敏感性更强,并能更快地提供检测结果。   该纳米传感器阵列有两大重大进步。首先是将磁性纳米标记附着在被研究的蛋白质上,大大地提高了监测的灵敏度。其次,研究人员开发了一种新的分析模型,以监测数据为依据,只要几分钟就能准确地预测结果。而目前其他的技术只能同时监测四种反应,需要长达数小时的时间才能获得结果。   研究人员在数年前就开发出了磁性纳米传感器技术,在检测小鼠血液中癌症相关蛋白的生物标志物时发现,其敏感性远高于其他技术,检测浓度为其他技术检测浓度的千分之一。   研究人员将磁性纳米标记附着在特定的蛋白质上,当其与另一个连接到纳米传感器的蛋白相结合时,磁性纳米标记改变纳米传感器周围的磁场。为了确定蛋白与药物之间的结合强度,研究人员将乳腺癌的蛋白放入纳米传感器阵列,同时将从肝脏、肺、肾脏及其他组织获得的蛋白也放入纳米传感器阵列,然后测量附着了磁性纳米标记的药物与各种蛋白的结合强度。这样可以不通过临床实验,就可以初步断定该药物的副作用。虽然目前的芯片每平方厘米只有1000个传感器,但研究人员表示,同样大小的芯片传感器可以增加到数万个之多。   下一步研究人员将利用这种新型生物传感器微芯片来研究正在开发的药物,研究人员确信这将极大地加快药物开发的进程。
  • 新型传感器可诊断神经退行性疾病
    瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)研究人员在诊断帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病(NDD)方面取得了重大进展。他们开发了一种名为“ImmunoSEIRA”的新型生物传感器,能够检测和识别与NDD相关的错误折叠的蛋白质生物标记物。  12日发表在《科学进展》杂志上的这项研究还利用了人工智能(AI)技术,使用神经网络来量化疾病的阶段和进展。为了创建这种先进的NDD生物标志物传感器,研究人员将蛋白质生物化学、光流变学、纳米技术和AI等多个学科和多种技术整合在一起。  ImmunoSEIRA传感器采用了表面增强红外吸收(SEIRA)光谱技术,使科学家能检测和分析与NDD相关的生物标志物的形式。该传感器配备了独特的免疫分析,就像分子探测器一样,能高精度地识别和捕获这些生物标志物。  ImmunoSEIRA的特点是采用金纳米棒阵列,带有可检测特定蛋白质的抗体,能够对极小样本中的目标生物标志物进行实时特异性捕获和结构分析。而AI算法的子集神经网络可识别特定错误折叠蛋白形式、寡聚体和纤维状聚集体的存在,可跟踪疾病的进展,实现了前所未有的检测精度。  研究进一步证明,ImmunoSEIRA可在生物体液等实际临床环境中使用,即使在人脑脊液这样的复杂液体中,该传感器的检测也同样准确。
  • 国投创合领投高华科技,拓展高端传感器领域布局
    近日,国投创合完成对高端传感器领先企业南京高华科技股份有限公司的投资,支持企业新技术开发、新产品研制及新市场拓展。高华科技本轮融资数亿元。高华科技是以研发高可靠MEMS传感器、智能传感器及工业互联网系统工程为主的高新技术企业,批量化研制工业级压力、加速度、温度、湿度、位移、转速、热流等各类传感器,核心技术自主可控,关键芯片自主研发,高质量完成了航空航天、高铁动车、矿山矿井、船舶、工程机械等重大工程所需传感器的研制和批量配套任务。高华科技曾获中国载人航天、空间站建设有功单位,探月工程嫦娥四号任务突出贡献单位等荣誉称号。其产品在多个领域实现“零的突破”,成为“国产首台(套)”,并实现“量产配套”。高华科技建有两万多平方米的研发及制造基地,已通过ISO9001、IRIS认证、CCS型式认证、MA矿用安全标志等行业产品认证。其设备智能运维平台利用智能感知、物联网、大数据、边缘计算等技术,聚焦钢铁、化工、煤炭等行业的关键设备,通过对现场设备进行数据采集、分析,实现实时检测、故障诊断和预测性维护;通过对设备数字化建模,构建适合现场应用的智能预警体系;利用智能诊断模型、专家人工诊断等多种方式在线提供诊断结论,并结合可视化技术展示设备的全生命周期管理,以助力工厂降本增效。高华科技不仅先后承担多项国家重大科研课题,还与北京大学微米纳米加工技术国家重点实验室共建传感器技术联合实验室,与中国宝武钢铁集团有限公司等建立战略合作伙伴关系,是中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会理事单位、铁道机车与动车理事会理事单位。
  • 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。”
  • 中国传感器之殇——褪色的智能
    p style=" text-indent: 2em " strong 智能少不了传感器 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 传感器是数据采集的源头,它无处不在。智能最前端所需要的态势感知,基本都是要从传感器开始。无论是智能制造、智慧城市、智慧医疗等,还是智能设备和大数据分析,再庞大的智能系统,都要从传感器的针尖上开始。 /p p style=" text-indent: 2em " 医疗器械界的奇兵——达芬奇手术机器人有四百多个传感器;鼎鼎有名的波士顿机器人大狗,能够自如地翻跳腾跃,则需要1300个传感器。 /p p style=" text-indent: 2em " 日本著名的马桶品牌骊住Lixil,正在推出的智能马桶,马桶盖背面安装了图像传感器,可以自动识别粪便形状,整个马桶通过70多个传感器,自动检测并与云端相连,可以实现慢病大健康管理。而博世公司推出的工厂协作机器人助手APAS,内置了上百个传感器,以便可以迅速感知人的状态。 /p p style=" text-indent: 2em " 这些令人叹为观止的智能产品,其实都是有共性的。 /p p style=" text-indent: 2em " 这个世界的数字化步伐,半步都不能离开小小的传感器。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 540px height: 277px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/bdfb750d-86ef-4930-b040-13c9f2f48f33.jpg" title=" 1000.jpg" alt=" 1000.jpg" width=" 540" height=" 277" / /p p /p p style=" text-indent: 2em " 图1 传感器的数量 /p p style=" text-indent: 2em " 然而在中国战略性、支撑性的产业版图上,却几乎找不到传感器的位置。当新基建如火如荼建设的时候,传感器——这一至关重要的支撑,却几乎被人忘在脑后。这个画面大概如此,当所有光鲜的客人要步入大厅的时候,脚后跟却都被夹在门外。这种尴尬的局面,迟早是要痛得大声喊出来的。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 两栖物种 传感器六大怪 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 广泛使用的传感器,它属于以小搏大的工业门类,是通向其他产业的基础。但传感器也是一个很独特的行业。很多传感器都具有两栖属性:一方面,传感器的核心是芯片,会追随摩尔定律,有着快速进化的大脑;另一方面,它同时也与敏感材料、机械器件在一起,受到机械定理的许多制约。这是种独具特色的产业,使得传感器必须经过细心呵护,才能发展得很好。然而在中国,传感器却成为一个令人惊讶的“六大怪”行业。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第一怪:容量不小,而国内头部玩家却很小。2019年中国传感器市场规模达到1700亿元,估计有1700多家企业。除了歌尔、瑞声靠着苹果手机强大的出货量,体量达到百亿级,在声学传感器领域已经占住地盘。而其他领域,如手机、汽车、工控、可穿戴、物联网等,基本上都是国外品牌的市场。在消费电子、安防之外的领域,产值超过1个亿的企业并不多,只有郑州汉威、宝鸡麦克、南京高华等跑在前面,其他国内传感器企业,基本都属于土豆俱乐部。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第二怪:种类繁多,但这个市场很隐蔽。国外成型产品及在研种类有3万多种,我国有2万多种。这些数量未必精确,但传感器无疑是一个庞大类别的产品。而这种产品,却很少为业界之外的人所知晓。其实手机、汽车、工业测量、智能装备等都是应用传感器的大户。而这几年风生水起的智能制造、工业互联网,都离不开小小的传感器。当然人工智能也不例外。可以说人工智能跑得再快,脚上穿着还是传感器的鞋。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第三怪:民品最怕断供,军工不怕价高。军用传感器已经高度自主化,主要是由于军品采购可以不计成本。而如果要到民用市场来竞争,那是既要拼规模,也要有高性价比。如果功耗小一点,成本小一点,那就可赢者通吃。因此民用市场的突破还很艰难,也无法从军工市场获得支撑。两条隧道,各通一边,没有打通。而民用仪表传感器高度依赖国外。日本横河跟重庆川仪有一家合资公司,生产横河川仪的仪表。日本横河提供的谐振式压力传感器,这是最高精度的压力传感器。国内攻关一直未能攻克。这家合资厂也只能依赖日本的传感器。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第四怪:中国制造虽以成本著称,但传感器的成本优势还没有国外明显。中国目前生产大部分都是低端传感器。而我国中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是达90%以上。中国生产成本也很高,收入才几千万,如何舍得投入几千万建生产线?现在很多传感器厂家,还都是单干,手工装配很多。因为产量上不去,有的1个月的产量也就5000只,根本谈不上规模效益。而博世、欧姆龙等早就把工厂设立在中国,成本优势同样巨大。 /p p style=" text-indent: 2em " 而且,美德日品牌企业对中国传感器市场虎视眈眈,对市场份额看得很紧。中国一有进步,就会被国外品牌降价挤压。2010年日本欧姆龙一个开关要接近400元,而现在随着中国品牌的逐渐崛起,现在只需要60元。灵活降价,坚决保卫市场份额,是国外厂商常见的营销手段。这种方法,一直将国产品牌压制在面黄肌瘦线附近,很难翻身。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第五怪:市场巨大,融资最难。本来智能制造、人工智能大热,传感器终于应该迎来咸鱼翻身。但是,没有。这是一个投资人不待见的市场。由于国内对这个产业的重要性的认识不足,导致投资界一直处于冷淡期。这跟产品隐蔽,做大做强比较难,是有关系的。而国家对这个产业的“冷处理”的态度,自然也影响了投资基金的判断。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的第六怪:本是国之重器,奈何落地沦为小萝卜头。传感器作为感知的第一道防线,是人类社会走向智能的关键源头。然而这个行业一直得不到重视。上世纪80年代初,国家科委主持的课题研究中,在讨论信息技术包括哪些技术的过程中,“传感器技术”引起了巨大的分歧。但因为体量太小,最终还是被切掉。这一晃,四十年都过去了,情况几乎没有变化。虽然最近两三年有些鼓励发展传感器的政策陆续出台,但一无力度二无资金,基本也就是草草地走了过场。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器其实就是互联万物的五官,是眼睛,是耳朵,是各种触觉。尽管如此重要,却无人重视。传感器六大怪,本身就是一大怪事。这可真是一根扎心的刺。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 惊人的利润 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 在国内,传感器并不容易挣钱。由于芯片不能自主,工艺研发投入巨大,再加上红海竞争激烈,中国传感器的利润一直被压得很低。根据国内40家传感器企业上市公司的财报,将近40%的企业利润率低于5%;而利润为负就有6家。 /p p style=" text-indent: 2em " 都说制造业利润低,传感器看来也是其中的一种。不过,不挣钱,并不是这个行业的真实情况。 /p p style=" text-indent: 2em " 日本基恩士传感器公司,可以说是日本最挣钱的公司。2019年营业额接近360亿人民币,而利润,则达到了惊人的180亿。利润率居然超过50%,而且常年如此。传感器这种在中国几乎无法建树的行业,被日本做成了真正的摇钱树。 /p p style=" text-indent: 2em " 这家以纯设计(Fabless)起家的传感器公司,主要是设计和销售传感器、测量系统、激光刻印机等。从产品开发策略来看,它从来不定制产品,坚持完全“以我为主”的标准化产品研发。这种策略,维持了产品研发的规律性,而定制产品则会有很大的周期不确定性,经常导致企业失去灵活性。为了不断开发新品,基恩士采用了广泛的研发信息源,促使产品的多样化。而从产品系列而言,则采用了深度嵌套的产品组合。既有传感器产品,更有在传感器基础上做好的测量系统,成为测量领域的领头羊。 /p p style=" text-indent: 2em " 国内像海康威视、大华等领头羊,都是走大型工程。虽然也挣钱不少,但其实跟传感器也没有太大关系。即使是以气体传感器起家的郑州汉威,这几年也是重点聚焦在水务、环保等总包工程。传感器事业板块,不过只是这家上市公司的高科技之名而已,从体量而言则基本就是无足轻重。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器主要用在电子产品、工控与测量、设备等几个板块。而传感器的发展,最早是来自工业自动化的推动。但在中国最黯淡的,也就是工控与测量这个分支了。最典型的可以算是上海威尔泰仪表公司了。这家企业以核电为入手点,进入到传感与仪表领域的,属于纯正的工业自动化产品。从上市公司财务报表来看,这家公司上市已经14年,但最近一年收入大约在六千万元。不得不说,经营惨淡。要知道,另外一家巨头公司霍尼韦尔公司,其传感与物联部门在全球的营收将近60亿元。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 设计软件没人管 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 工业软件是中国制造的软肋,传感器更是如此。而传感器的设计软件,也是非常隐蔽的匕首。这几年MEMS传感器非常火爆,每个手机中都有几个,如感知加速度的。而一般的汽车至少也有十多个。德国博世、美国博通、荷兰恩智浦等都是业界巨头。中国只在麦克风的MEMS传感器扳回一个角,做得很好。 /p p style=" text-indent: 2em " 然而MEMS传感器的设计,需要两款很专业的CAD软件。一个是 IntelliSuite,这是美国1991年创立的,这也是最早的MEMS专用CAD设计画图软件。 /p p style=" text-indent: 2em " 另外一家ConventorWare也是美国公司。中国很多传感器企业几乎都在用,能占据中国80%的市场。当年在国内承担863计划MEMS研究项目的30个研究小组,全部都使用这种软件。它在MEMS传感器的位置,跟6月份哈工大被断供的Matlab软件在科学计算中的地位,基本一样。而在中国,几乎没有这种软件。不幸的是,这款软件在2017年被泛林LAM收购;而LAM是美国第二大半导体设备制造商。这都是美国政府最容易动刀子的断供之地。 /p p style=" text-indent: 2em " 工业软件,非常的细分了。如果不深入到行业中去,很多软件都是隐藏而不可见。这种处境,倒是跟传感器一模一样。传感器和工业软件,似乎都穿着隐身衣。而正是这些看不见的工业软件,其实暗地封锁着中国制造的诸多命脉。传感器设计软件,就是其中一道令人紧张的暗穴。没有软件,这些传感器很难被设计出来。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 几乎全是卡脖子 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 在中国,消费类电子的传感器,由于市场的拉动,近十年已经有了很大的进步。然而在工业级的传感器,卡脖子情况比芯片还厉害。围绕着控制与测量,尤其是仪器仪表传感器,几乎100%进口。 /p p style=" text-indent: 2em " 中国仪表的变送器两大巨头,都是“国外芯”。重庆横河川仪年产归谐振变送器30万台,传感器用的是日本横河的;北京远东罗斯蒙特,每年30万台金属电容变送器,用的是美国罗斯蒙特的传感器。可以说,这两家占据中国70%以上市场的龙头企业,基本就是给日本和美国打工。其他企业情况也一样,苏州恩德斯豪斯E+H一年大约5万台,用的是德国E+H;而国内品牌的龙头企业 ,用的基本都是德国FirstSensor。要命的是,这家公司,在今年3月被美国传感器巨头泰克连接公司所收购 。这对于中国的仪表,实际上非常的凶险。今后是否还能买到德国传感器芯片,存在着极大的不确定性。 /p p style=" text-indent: 2em " 这意味着,石化、医药等流程行业广泛使用的变送器,其中的传感器除了用日本横河和美国罗斯蒙特的芯片,原本用德国的公司的现在也要依赖美国公司了。 /p p style=" text-indent: 2em " 其他行业也基本是类似的状况。根据传感器国家工程研究中心《中国传感器发展蓝皮书》的统计,汽车传感器、高端化学类气体传感器、光纤传感器、环境检测传感器,对国外进口依赖度都是在95%以上。至于海洋传感器,用于移动观测平台的自动浮标、水下滑翔机,以及海上浮标等,则是100%进口。 /p p style=" text-indent: 2em " 国人非常关心的PM2.5值,其测量仪基本都是采用仪表巨头美国热电公司的产品。它内部所使用的微量振荡天平,通过测量滤膜上微小颗粒的质量而引起振荡管的频率变化,来测试空气颗粒物的浓度。以精密测量的传感器作为基础,热电公司的一台PM2.5测量仪,动辄几十万元,甚至上百万元。也只有国家级测量站,才用真正用得起这种仪表。而直到最近,这种技术才被天津大学精仪学院毕业博士所创立的天津同阳公司,基本攻克。这是一种很幸运的进展了。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器的卡脖子方式,与绝大部分其他工业产品都不一样。它就像一个漫山遍野的地雷阵,分散而隐蔽。要逐项对这一类卡脖子短板进行突破,必将是一个漫长的过程。而且要逐个突破,也基本不现实。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 历史上的动摇 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 传感器与通信、计算机被称为现代信息技术的三大支柱。但本来处于战略要冲的传感器,在中国的产业位置,基本一直被边缘化。 /p p style=" text-indent: 2em " 这在中国,是有过历史上的动摇。据国内信息化老前辈介绍,上世纪80年代初,一些专家参与了国家科委主持的“信息技术发展政策”课题的研究与起草相关政策。当时第一个要解决的问题是: 信息技术包括哪些技术?计算机、集成电路、通信技术和软件四大技术得到专家们一致的同意。问题出在“传感器技术”,大家意见不一致。 /p p style=" text-indent: 2em " 图2 中国信息技术的构成 /p p style=" text-indent: 2em " 从理论上说,大家都同意,传感器技术是信息技术的一个重要组成部分。如果缺少传感器,信息技术就不完整了,体系上无法自洽。但是,从行业营业额来看,当时的传感器产业太小了,不要说与通信产业这样的大产业比,就是和当时的软件这样的“小产业”比,也不在一个量级上。如果并列在文件中,非常难以落笔。讨论了很长一段时间,最后还是“忍痛割爱”了。 /p p style=" text-indent: 2em " 可以说,信息技术刚刚起步,作为支点之一的传感器,从一开始就被边缘化。这种偏差,意味着中国的信息化,一直就是瘸腿的信息化。而进入数字化时代,工业互联网成为国家战略,这种瘸腿就更加明显。然而,这种历史上的动摇所形成的隐形偏差,历经四十年,越发畸形,而且直到至今,也未能得到纠正。 /p p style=" text-indent: 2em " 现在,应该是回到原点,重塑根基的时候了。 /p p style=" text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-indent: 2em " 小记 /p p style=" text-indent: 2em " 芯片卡脖子,举国上下群情激愤,到处都是大投资。但中国的卡脖子,其实是一个系统性工程,不是只出现在某一个节点上。要说卡脖子,中国制造几乎就是长颈鹿的脖子,到处都是卡点。许多不同的卡脖子技术,底层有着更为隐蔽的交错关系。传感器的芯片,并不需要太高的纳米制程,像当前最热的传感器的微机电系统MEMS,它需要的制程甚至可以用微米级完成。以举国之力,狂热的投资,都要去解决华为手机芯片,或者中芯国际的先进制程问题,既不科学,也不理性,更忽视了其他同样重要的产业市场。 /p p style=" text-indent: 2em " 跟芯片卡脖子是卡在明处完全不同,传感器在中国的产业地位,基本就是一个黑户口,无人关注。这才是传感器产业最令人担心的地方。 /p p style=" text-indent: 2em " 中国数字经济已经是庞然大物,目前占GDP的比重约为35%,总量超过30万亿元。传感器正是数字经济的最基本的支点。然而在这座庞大宫殿的入口处,守门的哨兵,却依然在昏睡中。 /p p style=" text-indent: 2em " 这是智能大门的缺失。传感器就像无处不在的小伤口,随时都可能作痛。传感器之殇,中国不可承挡。 /p p br/ /p
  • 物联网产业链或进入爆发期 传感器率先受益
    6月11日,为期3天的&ldquo 2015中国国际物联网博览会&rdquo 开幕。工信部原副部长杨学山指出,物联网的发展与国家经济社会发展、转型升级密不可分,企业要围绕转型升级方向、战略布局物联网。交通运输部、住建部相关人士则透露,多部委正积极参与起草互联网+行动计划。   分析人士指出,物联网是链接一切的基础,也是互联网+的底层技术,随着智能设备的不断多样化,物联网的生态将逐步建立,物联网产业链或进入爆发期。   物联网爆发在即   今年政府工作报告提出,要制定&ldquo 互联网+&rdquo 行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。   目前,各部委正积极推进。交通运输部科技司处长邹力介绍,交通运输部正参与&ldquo 互联网+&rdquo 行动计划的编制,其中互联网+交通作为重要内容得到高度重视。   物联网作为互联网+的底层技术,一直是政策扶持的重点。工信部、发改委等多个部门设有物联网专项基金,相关部委推出了一批示范项目。   物联网在国际上也是各家抢占的高地。美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一,欧盟制定了促进物联网发展的十四点行动计划,日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一,韩国的IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一。   近日有消息称,新成立的WG10物联网标准工作组,将同步转移原中国主导的物联网体系架构国际标准项目(ISO/IEC 30141),并由无锡物联网产业研究院专家继续担任该体系架构项目组主编辑。这标志着我国继续拥有国际物联网标准最高话语权。   移动互联网的发展更催生物联网产业的发展。分析人士指出,如今智能硬件层出不穷,从智能手环到智能手表,从智能盒子到智能家居,无不是在强化硬件的远程操控力。智能化硬件之间的连接,让数据、信息、控制实现互通,而硬件本身提供的各种服务又帮助人们实现方便简单的智能化生活。这实际上就是物联网。   据Gartner预测,2020年全球将有260亿个联网对象(不包括PC、智能手机和平板),大约是2015年48.8亿个的5倍之多,物联网将迎来前所未有的发展。   传感器率先受益   目前,互联网巨头纷纷收购相关物联网技术公司,如Google收购Nest,Nest收购Dropcam,三星收购SmartThings,Facebook收购Oculus,赛普拉斯收购Spansion,高通收购CSR等,一系列与物联网应用相关的并购案,从IT、设备商延伸到了半导体和电子元器件等领域。分析人士指出,与物联网相关的收购案例集中爆发,反映出企业对物联网未来发展的普遍看好。   业内人士介绍,从网络结构上划分,物联网可分为感知层、网络层和应用层。感知层位于物联网三层结构中的最底层,是物联网的数据和物理实体基础。没有感知就没有物联数据的采集,也没有网络上物体的特征数据,感知是物联网的先行技术,也是物联网应用的核心。   感知层中的基本硬件包括各类传感器、RFID标签、GPS和识读器等基本标识和传感器件。目前A股中有航天电器、汉威电子、上海贝岭、远望谷等超过10多家上市公司涉足其中,另有多家A股公司有进军传感器领域的打算。   国内传感器市场呈现快速增长趋势,2009年到2013年市场年均增长速度超过20%,2014年市场规模达到860亿元,预计2015年市场规模或达到1100亿元以上。
  • 褚君浩:传感器,让我们的敏感神经更敏感
    褚君浩,中国科学院院士,红外物理学家、半导体物理和器件专家,中国科学院上海技术物理研究所研究员,东华大学理学院院长。他是我国培养的第一个红外物理博士,从20世纪70年代末开始,他就专注于红外探测器的研究,并与汤定元、徐世秋两位科学家研究了一种全新的半导体材料,创造性地提出了测算这种材料特性的公式,该公式最终以三位中国科学家的名字命名,被称为CXT公式,成为判断红外探测器新材料、新结构的参照标准。他的专著《窄禁带半导体物理学》,被国外20多个研究机构作为相关材料和器件研究的理论依据。  智能时代,传感器无处不在。传感器与计算机、通信被称为信息系统的三大支柱,成为衡量一个国家科技水平以及是否处在国际战略竞争制高点的一个重要标志。各种机器设备中的传感器就相当于人类的五官和神经系统,它们让机器能听、能闻、能看,从而更好地感知、学习和进化,为我们提供高精度、智能化的服务。传感器家族有哪些成员?它们能为我们提供怎样的服务?高性能传感器的市场长期被美国、日本、德国的企业占据,我国科学家如何才能在这一领域拼出一席之地?  简单来说,传感器就是用材料经过一定的设计,做成的一个器件,取代耳朵、鼻子、舌头、眼睛、皮肤的功能。它能够看得见、听得见,能够闻得出味道,能够感知到。它可以比人类的功能更强大,所以传感器要具有高性能。传感器具有的高性能,一般要超过人类的五官,能够听得到很远的声音,能够看得见红外光。  日常生活当中传感器非常多,最敏感的一个传感器大家可能没注意:你把手机靠近耳朵的时候,手机的屏幕就暗了,所以随便怎么碰耳朵,照样可以打电话,这就是手机传感器在起作用。手机里面传感器最多,而且都很小、很灵敏。现在传感器的发展趋势就是高精度、高灵敏、高速响应、高稳定性、高可靠性、微型化、柔性化、多功能集成化、数字化、智能化、无线通信化,另外还要绿色环保。  没有传感器就无法数字化  2019年,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面。嫦娥四号搭载了多种科学探测仪器,可以探测月球表面的地形地貌、月表物质的成分和月球表层的结构。嫦娥四号的着陆器上还安装了4个与月壤直接接触的温度计,可每900秒测量一次月壤的温度,这也是人类首次实现在月球背面对月壤温度进行原位测量。我们进入了一个智能化的时代,上至宇宙探索,下至日常生活,数字技术已经渗透到方方面面,农业测产、荒野探矿、太空探月都离不开传感器,传感器信息采集功能的重要性也因此越来越凸显。物联天下,传感先行,无论是“大数据”“人工智能”,还是“物联网”,其最重要的“基石”就是传感器技术。那么,传感器技术怎样进行数据的采集、存储、计算?  智能时代的最大特点就是智能化系统的运用。智能化系统有三大支柱:动态感知、智慧识别、自动反应控制。比如机器人能够把乒乓球打到,首先是动态感知,看到这个球怎么过来;其次要分析这个球会从哪里进来,这是智慧分析;然后它采取措施,打到这个球。智能化系统最后的出路就是推动人工智能、智慧地球、数字城市的建设。这个系统最大的核心就是数字化,因为只有数字化才能定量化、精准化、规律化、智慧化,最后促进数字经济的发展。  数字经济的“数字”从哪里来?就是靠传感器来的,所以传感器是大数据的源头。数据有两类:一类是文本大数据,另一类是物理大数据。物理大数据是靠传感器实时获得的,这类数据好多都是声、光等类型的,它们属于一个波动世界。这个波动世界里面的数据量特别大,一个波有振幅、有位相、有频率,还有偏振等等,再加上时间、空间等海量的大数据,就可以告诉我们好多信息,然后对这些信息进行分析。  传感器和物联网是智慧地球、智慧城市两个核心技术。智慧分析就是从大数据分析出一些我们所需要的信息。现在浙江省义乌市有一座大桥里面安装了好多传感器,通过传感器看它里面振动的应力波形,不同的车辆开过去波形都会有变化。如果有一天发现应力情况异常,就会报警。  传感器是支撑智能化最重要的“一条腿”。无线通信接收信号要靠传感器,通信卫星主要就是发射和接收,接收需要传感器,没有传感器,通信就中断了,后面的智能化更无法实现。可以说没有传感器,就没有智能时代;没有传感器,也没有信息化时代。  我国传感器技术与国外的差距及优势  一部智能手机中有20多个传感器,一部汽车更是有多达上百个各类传感器。无处不在的传感器,已经成为全世界最具发展潜力的高新技术产业。但是,目前全球2万多种传感器产品中,我国能生产的只有大约6000种,远远不能满足国内市场的需求。智能手机中,传感器几乎均为国外产品,每年我国各种中高端传感器进口占比高达80%,传感器芯片进口的占比甚至要达90%。我国传感器技术与国外的差距究竟在哪里?如何才能打开自己的一片天地?  传感器国内一般来说都能制造,在一般的应用上面也都适用,但是在高端应用、精细应用方面和国外有差距,这就要发扬工匠精神赶超世界一流。  我们也有自己的优势领域,有一本最有名的科学手册叫《LandoldtBoerstein》,这本科学手册,到现在已经有140年历史了,它每隔10年到15年要修订一次,我就是负责碲镉汞材料修订的作者负责人,因为在这个领域,我国科学家做的工作国际上认可,所以我们有这个资格来承担这项工作。  发展传感器,我国过去有一个弊端,就是买得到自己就不做了,但是红外探测器高端的买不到,就只能自己做,我们反而做出来了。其实在有些核心的关键领域还是要自立自强。我们现在好多企业,在红外传感器方面,水平不断地在提升。另外,要发展智能化,把芯片技术感受到的传感信息,智能化地分析处理,这就是当前传感器发展的趋势。  智能时代的“桥梁”  2019年4月15日,法国巴黎圣母院起火,考虑到空中投水可能造成建筑及文物损毁,法方派遣无人机捕获实时图像,为消防员实现精确定点扑救提供了重要支持。这其实得益于物联网技术的普及。互联网、物联网,一字之差,但两者截然不同。如果说,互联网是人们用来进行信息传播和共享的平台,那么,物联网就是“物物相连的互联网”,所不同的是,物联网是通过传感器、红外等各种感知设备,将信息传送到接收器,再通过互联网实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护。如今,物联网已经广泛应用在智慧城市、智慧医疗、智慧农业等众多领域,而传感器作为智能时代的“桥梁”,在各个领域智慧建设中已不可或缺。未来,传感器在智慧城市、智慧医疗、智慧农业等领域还能起到怎样的作用?  江苏无锡有一家公司,在公司每个区域里所有的转动部分都安装了传感器,这样在办公室里可以监控所有的电梯、马达是否正常。如果哪个地方不正常,控制室就亮黄灯了,马上就可以派人去修理。这就是智慧城市管理的一方面。  现在抑郁症很多,还有一些小孩患抑郁症,抑郁症当然有多种识别方法,也可以做成一个小的设备,定量分析患者的抑郁程度,这都是传感器信息获取分析的可能应用。如果我们人体里面都有传感器,比如口袋里放个心脏传感器,心电图随时可以拿到,如果一个人心脏有点不舒服了,跟医生打个电话,说我现在心脏不舒服,或者发条微信给他,这个是互联网技术的应用;但如果这个传感器的信号直接送到分析中心,分析中心就能够根据GPS定位知道人在什么位置,马上通知相关机构采取措施,这就是物联网技术应用。物联网技术在人类健康上面大有用处。  人类现在要进入智能时代,智能时代的最大特点就是智能化系统的运用,智能化系统非常重要的核心就是传感器,传感器就是我们的敏感神经。在智能时代的背景下,我们要努力打造敏感神经,通过科技创新手段不断提升信息传感水平,不断提升智慧分析水平,从而发展物联网、人工智能、智慧地球的事业,促进数字经济的发展和城市数字化转型,最终提升人们的生活水平。
  • 某公司“新建年产300万支超声波气体传感器与100万支配套仪器仪表生产项目”延期
    四方光电股份有限公司(以下简称“公司”或“四方光电”)于 2023 年 4 月 19 日召开第二届董事会第五次会议及第二届监事会第五次会议,审议通过了《关 于首次公开发行股票部分募投项目延期的议案》,同意公司根据实际情况,综合 考虑当年募集资金投资项目的实施进度等因素,将首次公开发行股票募集资金投 资项目“新建年产 300 万支超声波气体传感器与 100 万支配套仪器仪表生产项 目”的预定可使用状态日期延期至 2023 年 12 月。截至 2022 年 12 月 31 日,公司首次公开发行股票募集资金投资项目及募集 资金使用情况如下:下周开播!传感器/MEMS研究与检测技术讲座通知一、主办单位仪器信息网 & 电子工业出版社二、举办时间2023年4月11-26日,每周一期三、会议日程4月26日:传感器/MEMS研究与检测技术报告时间报告题目报告嘉宾单位职称14:00-14:40MEMS无线智能温振传感器及应用王建国苏州捷研芯电子科技有限公司副总经理14:40-15:20面向呼气标志物检测的气体传感器研究刘凤敏吉林大学教授四、参会指南1、点击会议页面链接报名;会议页面:https://insevent.instrument.com.cn/t/RUs 2、报名并审核通过后,将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接;3、本次会议不收取任何注册或报名费用;4、会议联系人:3i讲堂—材料小周( 邮箱:zhouhh@instrument.com.cn;微信二维码如下,可加入会议交流群)会议联系人微信二维码
  • 传感器国家工程研究中心常务副主任刘沁:工业基础传感器需破解核心器件产业化难题
    为适应国家工业发展需要,特别是能源、化工、交通、航空航天等特殊领域针对传感器的需求,从上世纪50年代起,国家先后组织一批国家级研究机构、专业生产企业及部分重点高校共同针对工业传感器进行攻关和生产。在经历了几代人、近半个多世纪的努力后,至今为止基本建成了具有中国特色的覆盖全工业领域的工业传感器体系。很多传感器从无到有,相当程度满足了国家工业发展的需求。传感器行业进入快速发展阶段“十二五”以来,密集的传感器相关政策推动了我国传感器行业飞跃发展。“十三五”期间,政府支持力度进一步加大,2017年工信部出台《智能传感器产业三年(2017—2019)行动指南》及《促进新一代人工智能产业发展三年(2018——2020)行动计划》,从而直接催生了重大科学仪器及设备开发、制造基础技术与关键部件研究两大专项。2020年8月国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,针对我国集成电路产业发展从财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等全方位多方面提出部署,直接将当前新时期新阶段的集成电路产业和软件产业发展推进到一个全新的发展阶段,为其他相关基础产业发展起到了引领示范作用。在一系列政策持续出台的背景下,我国传感器行业进入快速发展阶段,形成了基本全覆盖的产业布局,工业需求传感器从自主到引进全产业链覆盖。中低档产品在满足自给自足的前提下实现出口,设计、研发、应用一条龙配套建设和水平普遍提升。在快速发展的中国工业市场,针对传感器的需求已经从原始的配套变成刚性需求,巨大的中国制造转型升级带来的市场吸引力不仅对国内企业,对国外工业传感器龙头企业也是巨大的吸引,美国艾默生、德国E+H、日本横河等工业传感器巨头在中国市场的份额已经成为其公司业务重要组成部分。在政府支持和行业需求的双层推动下,我国工业传感器已形成由材料、器件、系统、网络等全方面构成的产业链模式,产业链规模、质量也不断得到完善和提高。据统计,国内具有一定规模的应用于工业制造业的各类传感器生产厂家约2000余家,产品基本覆盖工业制造各领域。生产的各类工业用传感器品种、规格约1.6万种。已经显现出有区域特点的传感器产业集群,重点集中在长三角,并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为辐射的区域布局。这些集群各有侧重优势,形成了我国较为完备的传感器产业链。诸多瓶颈亟待突破尽管取得不俗成绩,但我国工业基础传感器仍存在许多问题需要破解,主要表现在:一是顶层设计仍缺乏统筹设计,规范引导。工业传感器在仪表行业是小行业,在中国制造中更是小小行业,但工业传感器在制造强国战略中却有举足轻重的地位。由于传感器具有的专业分散和行业分属的特点,长期以来传感器行业始终缺乏统一的行业认知。虽然国家投资逐年加大、政策力度逐年增强,但传感器产业需要长期不断地培育养成的特点在地方政府、企业急于求成的作用下,想取得传感器产业化的标志性成果,往往事与愿违。二是产业规模小,盈利能力低,核心技术缺乏。以压力传感器行业为例,国内具有一定规模的生产厂商大约有千余家,其中民企数量约占企业总数的90%,已经成为了中国工业压力传感器、变送器行业的与国外厂商争夺国内工业用压力传感器、变送器市场的主力军。但这些企业年销售额大于2000万元的企业不足三成,七成以上的传感器生产厂商为中小微企业,产业规模很小,自身盈利能力也不强。因此企业核心技术、企业研发能力、企业核心竞争力严重不足或缺乏。统计国内主要传感器厂商的产品分析也可以发现,目前国内厂商生产的压力传感器,70%以上是常规应变式、溅射薄膜式等传感器产品,30%左右为陶瓷材料为主的低端产品,产品结构相对单一。三是共性化问题多,产业化问题多。共性关键技术,如可靠性技术研究尚待突破。国外典型流程工业高端典型传感器在上世纪末已实现五年免调校,但国内相关产品免调校功能还在推广验证中。工业传感器共性技术如材料、设备、方法、可靠性验证分析等基础理论的研究与发展同国外发达国家的差距仍然巨大。四是工业传感器核心敏感技术产业化缺“芯”严重。尽管传统的工业传感器如应变、电感、电容、光栅、称重、位移量、位置量、金属弹性器件等年产量居世界领先地位,有些甚至已经实现出口。但是对于高端工业传感器,尤其是高端制造的重点领域、重点行业、重大工程用配套工业传感器基本上100%依靠进口。即使国内生产,也仅仅停留在研究、样机、小批量中试阶段,相关传感器核心技术(器件)的产业化仍然“路漫漫”,严重制约我国工业的快速发展及工业制造的“自主可控”。如:国内硅基MEMS压力传感器全产业基本处于封装代工阶段,从普通硅基压力传感器、OEM硅基压力传感器到流程工业高端设备控制用变送器,核心硅基敏感芯片基本上全部进口,国内自主配套不足1%;高端智能制造、CNC数控机床、大型工程机械等配套需求的位置、压力、图像、惯性器件等传感器以欧美日或欧美日在国内的合资企业垄断;国内工业基础气体传感器主要集中在中低端的催化燃烧式、电化学式、红外式,以及MOS气体传感器阶段,仅有少量高端的激光红外气体传感器及光离子化PID气体传感器在工业制造领域使用。新产品、新技术的工业气体传感器产业化落后国际先进水平至少五年左右。MEMS硅基压力传感器核心敏感元器件、高端气体传感器敏感芯片等虽然完成技术攻关,但产业化配套基本为零,国内产业化生产敏感核心器件及传感器高端市场基本上全部依赖进口。国内工业传感器主要集中在中低端制造业市场。高端应用的产业化发展空“芯”化问题已经成为制约中国制造由大到强的关键阻碍。努力完善工业基础传感器生态第一,以德国X-Fab的精、专、特标准化核心器件产业基地为对标,建成力、热、磁、气核心器件专业定点产线,实现国内工业基础传感器基础核心器件成果产业化转移,配套快速发展的中国制造业对传感器的需求特别是核心器件的需求。工业基础传感器是制造工业的基础,首先解决当前产业急需的核心器件产业化问题,完善从材料、制造、销售、使用的一条龙产业生态,彻底解决国内工业基础传感器有“器”无“芯”的尴尬局面,真正实现工业基础传感器对国家工业基础的基石和支撑作用,形成分工明确、配套清晰的产业化发展链条。建成中国的X-Fab专业产线。标准化定点专业产线不仅要求有良好洁净的工作环境,更需要清晰的产品(不可唯利是图)、清晰的工艺管控、素质技能稳定的管理管控团队。做到环境、产品、工艺、管控四“净”。第二,集中开展传感器跨学科培养,在人才评价、人才团队建设中树立领军人物,培养高端扛旗帜的企业;在标准、可靠性、专利等多方面加大奖励制度,推动人才队伍快速成长。第三,从材料、制造、销售龙头抓起,建成工业传感器“一条龙”生态。健全分工清晰明确的工业传感器生态链,实现传感器工业“基石”的支撑作用。加大流程工业用力、热、磁、流量、环境气体安全检测传感器和离散传感器产业基地建设,形成流程工业、离散工业传感器精、专、特、新的产业布局,培养一批各自产业领域的隐形冠军。针对隐形冠军培养在市场、技术、团队方面从不同角度给予政策支持,设立专项资金对技术创新型企业进行扶持,在功能工业传感器生态链上培养领军企业。第四,加大对传感器中、小微企业知识成果及科研成果保护,鼓励企业技术创新,积极开展共性关键技术、基础工艺技术的研究,降低企业科研成果转化风险,开展新型一体化智能工业传感器研究,提倡建设工业传感器小微企业的技术隐形冠军。加大国家对于传感器产业化的投入,鼓励建设产业集聚园区和公共创新平台,加速新设计、新工艺导入。加强对共性关键技术、基础工艺技术研究的投入,在政策、制度、资金等方面给予倾斜,缩短技术向产品转化的周期。强化市场应用对产业的需求牵引作用,鼓励应用厂商通过商业合作、投资入股等方式参与智能传感器的研发与制造,整合产业链上下游。支持科研院所和高等院校开展智能传感器关键技术和基础理论研究、关键芯片开发,提升产品的集成化、智能化水平,加强知识产权保护,鼓励科研成果转化。鼓励开展新型工业传感器一体化及技术及应用研究,在感知、控制、通信、算法、智能化、网络化应用方面开展工作,满足新一代工业传感器需求。第五,以市场需求为引领,产品质量为准入门槛,企业对自身产品的质量责任保障为前提,从政策面给予工业传感器在国家重点行业、重点领域、重大工程中的配套使用力度,给予国货配套更优惠条件,在工业传感器应用领域落实并加大力度实施国家“政府采购法”和“国货优先”政策。保障工业传感器在中国制造的发展过程中同步快速成长。
  • 上转换发光生物传感器获国家发明专利
    近日,中科院上海光机所精密光电测控研究与发展中心收到国家知识产权局颁发的“上转换发光生物传感器”发明专利证书,这表明该仪器已具有自主知识产权。   上转换发光生物传感器通过检测以纳米或亚微米红外上转换发光颗粒为标记物的免疫层析试纸条上检测带与控制带上的发光信号而实现样品中被检物的定量检测,是一种基于上转换发光技术的光学生物传感器(简称“UPT生物传感器”),具有敏感性高、特异性强、稳定度高、适合于现场快速检测等优点。自2003年起,上海光机所紧跟国际先进光学生物传感技术发展动向,与军事医学科学院微生物流行病研究所、上海科炎光电技术有限公司等单位合作,发挥各自的专业特长与技术优势,开展了基于上转换发光技术的光学生物传感系统的研究与应用工作,其中上海光机所负责UPT生物传感器的研制。经过6年多的潜心研究,上海光机所解决了诸如试纸条表面上转换颗粒分布的精确定量测量、微弱光电信号的提取与处理、功能带自动搜寻定位算法等多项关键技术,研制成功了四代UPT生物传感器,已有100多台仪器成功应用于新疆、青海、云南、内蒙古、甘肃等鼠疫疫源地鼠疫菌的现场检测,国境口岸反生物恐怖现场快速检测,2008年奥运会安保等多中场合。   自本世纪初以来,上海光机所精密光电测控研究与发展中心大力拓展光学技术在生物医学领域的应用研究,经过近10年的不懈努力,使光学生物传感器发展成为该中心一个重要的研究方向。除UPT生物传感器外,该中心还研制成功了光纤倏逝波生物传感器、时间分辨荧光分析仪、定量金标免疫分析仪等生物医学快速检测仪器,至今共获得4项国家发明专利。同时,本中心与合作单位提出的“多重检测UPT生物传感技术”已作为子课题列入2008年启动的国家科技重大专项“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”。目前,该中心科研人员与相关企业合作,正在积极推进UPT生物传感器在临床诊断方面的应用,预计明年初UPT生物传感器将在乙肝、人C反应蛋白、甲胎蛋白等疾病标志物的快速诊断中得到实际应用。
  • 第十一届全国化学传感器学术会议成功召开
    仪器信息网讯 2011年10月23日,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在湖南长沙市芙蓉华天大酒店成功召开;来自各界的350余位代表参加了此次会议,整个会场座无虚席。 会议现场   上午八点三十分,在芙蓉华天大酒店—华天全厅举行了简短而隆重的开幕式,大会由化学传感器专业委员会老主任委员、名誉主任委员、上海师范大学章宗穰教授主持。 湖南大学副校长曹一家教授致辞   湖南大学副校长曹一家教授致欢迎辞。曹校长在致辞中代表湖南大学对各位的到来表示热烈的欢迎,对长期以来关心和支持湖南大学的朋友们表示衷心的感谢,祝愿各位工作愉快,身体健康! 化学传感器专业委员会主任委员、湖南大学吴海龙教授做工作汇报   化学传感器专业委员会主任委员、湖南大学吴海龙教授向大会作了化学传感器专业委员会的近期工作汇报。吴教授回顾了化学传感器专业委员会的发展历史,介绍了专业委员会的主要工作。同时,也介绍了本次会议的主要目的和重要意义。 中国仪器仪表学会分析仪器分会副理事长兼秘书长刘长宽先生致辞   中国仪器仪表学会分析仪器分会副理事长兼秘书长刘长宽先生在讲话中肯定了化学传感器专业委员会的工作。并建议让专家和企业沟通,使科研成果产业化、工程化,将我们自己研发出来的技术推向市场。另外刘先生还介绍了仪器仪表学会最近的工作:针对食品安全及检测问题给工信部和国务院建议在全国建立3-5个食品质量安全检测示范中心,为食品生产企业的实验室建设做以示范,帮助他们培训人员。此建议得到国务院和工信部的重视,目前正准备立项。 湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室副主任蒋健晖教授致辞   湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室副主任蒋健晖教授介绍了化学生物传感与计量学国家重点实验室的基本情况、发展历程及科研成果,并希望各界人士就中国分析化学发展,特别是化学传感前沿进行交流和讨论,共同推动重点实验室的发展。 上海师范大学章宗穰教授主持开幕式   最后,上海师范大学章宗穰教授也回忆了化学传感器专业委员会发展的几个重要时间节点和取得的一些成绩。目前化学传感器专业委员会已经组织或参与组织了三次国际会议,并建成包括湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室在内的4个与化学传感器研究有密切联系的国家重点实验室。   开幕式之后,进入大会报告阶段。本次会议共包括11个大会报告,42个分会邀请报告,58个口头报告以及100多篇论文报展。 姚守拙院士(湖南大学) 报告题目:New Functional Materials for Chembiosensing   姚守拙院士在报告中介绍了21世纪以来化学和生物传感技术特别是电化学生物传感技术的发展现状,并介绍了课题组在新功能材料的研发及应用方面的工作,主要包括:DNA和相关生物分子功能化的金纳米粒子之间的相互作用、功能化的TiO2纳米管、生物相容性聚合物、金属纳米粒子和碳纳米管的组装等各方面的研究和应用。 杨秀荣教授(中科院长春应用化学所) 报告题目: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   杨秀荣教授介绍了生物分子之间相互作用的研究方法及相关问题。主要介绍了课题组相关工作:利用双偏振干涉测量(DPI)技术研究了DNA与溴化乙胺、精胺的相互作用,DNA-药物相互作用,抗癌药物柯喃因与多腺嘌呤DNA的相互作用及柯喃因的检测等相关问题。此外还介绍了汞离子(Hg2+)与多胸腺嘧啶DNA的相互作用及Hg2+的检测,并预期这种基于功能化脱氧核酸为特异性识别元素的传感策略能推广到其它各种分析物的检测,并且能同时研究其相互作用,更深入地了解其结构特征。 庄乾坤先生(国家自然科学基金委员会) 报告题目:国家自然基金委分析化学学科发展战略与项目资助情况   庄乾坤先生首先介绍了国家自然科学基金的定位,即引导源头创新和基础研究,并且强调了源头创新、科技人才和创新环境三大策略。然后详细介绍了基金资助的研究项目、人才培养和科研环境等三大系列。其中特别指出在人才培养系列中国家将添加“优秀青年科学基金”,以鼓励和推动青年工作人员的科研创新。庄先生在报告中还分析了分析化学近年来的财政投入增长情况,并指出社会越发展,分析化学就越重要。最后,庄先生鼓励大家申请国家项目,但是同时也提醒大家要正确对待项目申请过程和结果,要清楚“为什么做,如何做,能不能做”。 周飞艨教授(加利福尼亚州州立大学洛杉矶分校,中南大学) 报告题目:Electrochemical and Surface Plasmon Resonance Techniques for Disease Biomarker Detection and Studies of Oxidative Stress in Neurodegenerative   周飞艨教授主要介绍了电化学及表面等离子共振技术(SPR)在生物标志物检测等方面的情况,并重点介绍了SPR在神经变性紊乱及癌症标志物方面的研究和应用及电化学技术在金属诱导氧化还原应激等方面的研究。 俞汝勤院士(湖南大学) 报告题目:化学生物传感研究与探索浅议   俞汝勤院士在报告中围绕影响化学生物传感研究进程中学术界的一些重要事情,包括近期动态,指出了提升相关研究创新水平等若干问题。俞院士强调科研当中的“仿制”很大程度上限制了创新思维,我们在做科研的过程中要坚持“以需求为导向”,不要一味的模仿。此外俞院士还结合中国科研成果介绍了2011年诺贝尔化学奖的故事,指出“错过但不要遗憾”,我们虽然错过拿奖,但是没有错过前沿的科技。 会议代表合影
  • 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。
  • 玩儿“智”造?没智能传感器怎能行!
    “智能”是时下一个非常热门的话题,人的感知被各种科技设备延伸,我们可更便捷、快速地了解到环境、饮食、自己身体等各方面的信息。如今,中国的“智”造大门已被推开,核心的“感知力”即是踏入这个门槛的第一步,而智能传感器则可成为智能设备的“神经元”,帮它们完成“感知“的使命。近期,滨松中国官网推出了“滨松智能传感器中心”。在这里可以了解到滨松使用MOEMS技术制作的光IC,利用独特半导体处理技术生产的硅光电二极管、雪崩二极管等适用于智能设备的光电半导体器件,应用可覆盖可穿戴设备、食品快检以及汽车电子等。另外,在中心里集中推出了备受关注的产品类型和具体型号供“智造者”们参考。可穿戴设备可穿戴设备,顾名思义,是可以直接穿戴在人身上或者整合在衣服上的便携式设备。在互联网时代的今天,可穿戴设备不仅是一种硬件设备,更是一个数据输入端口,通过内置在设备中的软件以及数据交互、云端交互技术来实现更加强大的功能,在可预计的未来,可穿戴设备将会对人类的生活模式、感知方式产生很大的影响。滨松光电半导体在智能可穿戴设备中的应用基于MOEMS技术开发出来的一系列的微型半导体探测器,可作为可穿戴设备中核心的感知触手,在血氧、心率、皮肤水分测量以及PM2.5的监测上充分满足探测需求,成为由“硬件+软件+云”构成的智能、精准生活网中重要的一个部分。滨松智能传感器(定制化)在测试皮肤水分的应用食品快检食品安全问题已成为社会焦点,如何准确分析食物的成分、检测出变质食品、分辨劣质食用油等,都是老百姓们越来越关心的话题。拉曼光谱法,红外光谱法等适用于食品、纺织物快检的分析技术成为行业发展的热点,而小型化、民用化的市场需求也初步展现。利用滨松光电半导体可实现的食品检测项目滨松拥有手掌大MEMS-FTIR光谱仪、超小近红外微型光谱仪、MEMS-FPI、紧凑的高灵敏度线阵图像传感器,以及可根据客户需求定制化的InGaAs阵列等各类探测器产品。这一系列超紧凑型、微型、低成本的探测器,让更小、更多的设备实现食品或者纺织物快检功能成为可能,“安全生活、健康生活、智能生活”从此便更能在我们的“掌握”之中。滨松2015年推出的新型MEMS-FPI*模块demo将在8月31日的CIOE国内首展除此之外,滨松的智能传感器还可应用在汽车电子中,在汽车MOST网络、安全可视化、内部环境控制系统、智能辅助系统、人机界面等方面发挥作用。面对这个新开启的世界,滨松非常乐意参与其中,并凭借60余年光电产品研制经验的积淀,为智能设备提供更具品质保障的探测器,而根据具体需求的定制化开发,也为“智造者”开放。滨松智能传感器中心现已经在滨松中国官网上线,敬请登录查看。
  • 苏州纳米所可穿戴汗液传感器研究获进展
    p   人体汗液中富含大量潜在的与健康和疾病相关的标志物,相比较常规的血液和尿液检测,其具有非侵入(Non-invasive)和实时连续监测等优势,因此可穿戴汗液传感器的研究成为可穿戴健康电子设备领域发展的重点之一。微型化、集成化的全固态离子选择性电极和全固态参比电极,是检测汗液中电解质离子浓度的核心传感技术。然而,现有的大部分固态离子传感器多采用导电聚合物作为离子/电子的传导层材料,存在稳定性差、干扰因素多、使用寿命短等缺点,限制了其在可穿戴汗液检测领域的应用。 /p p   中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张珽研究团队前期研发了可用于皮肤水分检测的柔性可穿戴离子型湿度传感器(Advanced Science, 2017, 1600404,1-7, Back Cover)。进而,针对微型化全固态离子传感器和全固态参比电极稳定性等关键科学技术问题,研究团队结合MEMS微纳加工技术设计制备了具有微孔阵列为模板的电极芯片,采用一步电沉积法制备了大比表面积且可调控的三维金纳米结构离子/电子传导阵列电极,相比较基于碳纳米管、石墨烯、多孔碳等材料的离子/电子传导层,其具有制备简单,重复性好等优势。通过该电极芯片构建的全固态离子选择性电极具有稳定的电位响应灵敏度(56.58 ± 1.02mV/decade)、快速的响应时间(& lt 10s)和宽线性范围(10-6~10-1mol/L),传感器的电位漂移和水层干扰影响减小。通过优化参比电极聚合物膜和盐的组分,在传感器芯片上集成了基于聚合物/氯化钾的全固态参比电极,获得的微型化参比电极芯片具有平衡时间短,对不同种类和不同离子强度电解质干扰响应小,对光不敏感,在pH3~10范围内响应稳定,具有长期稳定性等优势。同时,研究团队创新性地设计了具有汗液采集、转运和排出结构的可穿戴“导汗带”汗液传感设备,将传感器芯片与汗液导汗带集成封装,可舒适便捷地佩戴与人体额头区域,可对人体运动过程中电解质离子进行实时连续地分析监测,对人们健身运动过程中脱水情况的监测,尤其是对运动员、抢险急救人员、军人在执行高强度任务过程中的生理健康状况具有预警和指导意义。相关研究成果发表在Analytical Chemistry上。 /p p   该工作得到了国家自然科学基金、江苏省杰出青年基金和中国博士后科学基金资助项目等的资助。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/a3540c68-c53b-4d5a-adbc-c9bcb6f769d5.jpg" title=" W020170927538680564180.jpg" / /p p   图1.(A)电沉积制备不同比表面积的三维金纳米结构固体接触传导阵列电极 (B)全固态离子选择性阵列电极构建的结构示意图。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/ddaec8b7-2e9f-437b-a335-33e17dfa67e2.jpg" title=" W020170927538758629536.jpg" / /p p   图2.(A)、(B)和(C)为可穿戴“导汗带”汗液传感器设备的照片和示意图 (D)汗液传感器芯片在穿戴前和穿戴后对不同浓度标准Na+溶液的校准曲线 (E)为汗液传感器在人体上运动过程中实时连续监测汗液中Na+浓度变化的曲线图。 /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。
  • 无标记超高灵敏度 中科院新型光纤生物传感器研究获进展
    p   近日,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室研究员吴一辉课题组,基于光纤模式耦合特性,提出一种基于光纤耦合器的无标超高灵敏度生物传感器,该研究对心肌梗塞、癌症等生物标志物的检测具有重要意义。 /p p   急性心肌梗塞(Acute myocardial infarction, AMI) 是临床常见的急性多发病,严重威胁人们的生命健康,AMI早期诊断和危险分层对于降低急性病死率具有重要的临床意义。心肌肌钙蛋白I(Cardiac troponin I, cTnI) 是一种仅存在于心肌细胞中的结构蛋白亚型,由于其显着的特异性和敏感性被认为是AMI检测的“黄金标准”。当发生心肌损伤时,cTnI释放并进入血液循环系统中数小时候后达到峰值并维持6至8天,但作为生物标志物在AMI发病前后血液中的cTnI浓度极低,这对临床诊断提出了非常苛刻的要求。 /p p   课题组在前期无标光纤生物传感器研究工作的基础上,提出一种基于光纤耦合器结构的生物传感器,该传感器基于光纤耦合器中奇模和偶模的干涉效应,两个相干模式的群有效折射率相等时,出现转折点,即零色散,此时的灵敏度理论为无穷大。实验中,通过检测近转折点的光谱曲线得到的折射率灵敏度为91777.9nm/RIU,实现了对cTnI的检出限为2fg/mL,为目前国际相关领域取得的最高灵敏度,光纤耦合器传感器具有良好的特异性和重复性,对后期生物传感器的实用化具有重要意义。 /p p   相关研究成果发表在Biosensors and Bioelectronics上。研究工作得到中国-以色列国家国际科技合作专项项目、国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、国家自然科学青年基金等的支持。 /p
  • 2019世界传感器大会在郑州开幕
    p strong 仪器信息网讯 /strong  2019年11月 9日,由中华人民共和国工业和信息化部、中国科学技术协会、河南省人民政府共同指导,中国仪器仪表学会、河南省发展和改革委员会、河南省科学技术厅、河南省工业和信息化厅、中共河南省委外事工作委员会办公室、河南省科学技术协会、郑州市人民政府联合主办,中国仪器仪表学会、郑州国家高新技术产业开发区管理委员会承办,京都自动化联盟、OPC(中国)基金会、英国皇家特许计量及控制学会、意大利仪器制造商协会、马来西亚机器人行业协会联合协办的“2019世界传感器大会暨展览会”正式开幕。此次大会将持续到11月11日,大会邀请了世界知名传感器专家、学者、企业家参加,有众多院士和省部级领导出席,并有多家世界500强企业加盟出展,国内、国际近百家媒体报道,堪称全球传感器技术的顶级盛会。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/718c4bfb-b0a9-45b0-8651-2c94743c7c4a.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p   中国科协技术协会副主席李华、中国机械工业联合会执行副会长薛一平、中国机械工业联合会副会长朱森第、陆军研究院曹国侯将军、中国计量科学研究院院长方向及河南省发改委、省工信厅、省科技厅、省外办、省科协及郑州市政府、郑州高新区相关领导出席了此次开幕式。 /p p   中国工程院院士金国藩、尤政、蒋庄德、周立伟、谭久彬、倪光南、赵连城、褚君浩、钟山、姜会林,中国科学院院士姚建铨、吴宏鑫,美国医学与生物工程院院士李长明,美国国家工程院院士陈向力,加拿大国家工程院院士杨军、意大利米兰理工大学机械和热测量学教授阿尔夫莱德· 吉阿科莫· 西噶达,松下全球传感器首席技术官今井寿教,德国西克传感器公司首席科学家夏恩· 麦克纳玛拉,IEEE传感器委员会理事、光学传感器研究中心主任艾尔费德?刘易斯等也出席了此次大会。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/31cdd3a3-5ff0-42b8-b2ff-e3e692974d5b.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 267" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   郑州市市委副书记、市长王新伟开幕式主持 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/b3678fa9-04e3-4ce4-9c20-a758cfaffe6b.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 267" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   河南省省委常委、郑州市市委书记徐立毅致辞 /p p   近年来郑州市产业的发展,筹建了河南省智能传感器制造业创新中心,编制了中国智能传感器产业发展的规划,形成了涵盖多能力的产业链,在智能传感器研发方面已经形成了一定的领先优势。他提到,郑州非常欢迎,也真诚的期盼与会的专家以及传感器行业里面的优秀企业家与我们共商共建共享为推动传感器产业在郑州得到高质量发展。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/5a9b4003-2f46-4759-b631-ece11942792c.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 267" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   中国工程院院士尤政致辞 /p p   随着持续不断的引进,以及互联网市场快速的增长和智能终端和费电子的普及,均成为带动智能传感器未来需求增长的主要动能,也为智能传感器的发展提供了全新的视野。传感技术属于竞争型、业务型的技术,也属于应用型技术、成熟的方案和先进的技术,中国将秉承着开放、平等、包容的形态,与国际各级组织开展专业交流机制。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/b159dcb8-79db-44a1-82d3-b370a4057c50.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 267" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   中国科学技术协会副主席李华致辞 /p p   传感器技术对转型升级、发展战略产业发展重要作用,李华指出,希望利用2019世界传感器大会这个平台,以促成人类感知方法和能力的不断提升。中国科协将一如既往对传感器大会以及传感器技术领域的进一步更高更快的发展提供应有的服务和努力。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/755633a9-9933-4867-a0ae-b5ce2ea216d7.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 267" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   工业和信息化部电子信息司副司长任爱光致辞 /p p   工业和信息化部作为行业主管部门,一直以来坚决贯彻落实国家相关部署,推动传感器产业发展,2017年郑州市发布了传感器产业三年行动计划,指导传感器产业健康发展。2019世界传感器大会不仅有丰富的展览,还有很多的专题论坛,是业界交流的重要渠道和平台,希望大家共同探讨,深化合作,务求实效。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/a2506865-3bff-416d-bb4b-d8e5f48fbb19.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" width=" 400" vspace=" 0" height=" 267" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   河南省人民政府副省长刘伟讲话 /p p   河南省正在系统谋划推进制造业高质量发展建设制造业强省的举措,他讲到,河南省将依托现有基础,持续发力,努力把传感器产业培育成支撑高质量发展的标志性产业,随着2019世界传感器大会的召开,必将推动传感器促进制造业高质量发展。 /p p   最后进入项目签约环节。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/92fd5f3a-2e62-4543-8d06-a7bde3865b4e.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" / /p p style=" text-align: center "   世界传感器大会项目签约仪式 /p p br/ /p
  • PM2.5的测试方法及PM2.5传感器的工作原理
    细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。目前测量PM2.5的方法主要有以下5种:一种:红外法和浊度法红外由于光线强度不够,只能用浊度法测量。所谓浊度法,就是一边发射光线,另一边接收,空气越浑浊光线损失掉的能量就越大,由此来判定目前的空气浊度。实际上这种方法是不能够准确测量PM2.5的,甚至光线的发射、接收部分一旦被静电吸附的粉尘覆盖,就会直接导致测量不准确。这种方法做出来的传感器只能定性测量(可以测出相对多少),不能定量测量(因为数值会飘)。更何况这种方法也区分不出颗粒物的粒径来,所以凡是用这种传感器的性能都相对要差一些。第二种:激光法和粒子计数法就是激光散射,而不是直接测量浊度,这一类的传感器共同的特点就是离不开风扇(或者用泵吸),因为这种方法空气如果不流动是测量不到空气中的悬浮颗粒物的,而且通过数学模型可以大致推算出经过传感器气体的粒子大小,空气流量等,经过复杂的数学算法,最终得到比较真实的PM2.5数值,这一类传感器是激光散射,对静电吸附的灰尘免疫,当然如果用灰尘把传感器堵死了,自然也不可能测到。第三种:Beta射线法Beta射线仪是利用Beta射线衰减的原理,环境空气由采样泵吸入采样管,经过滤膜后排出,颗粒物沉淀在滤膜上,当β射线通过沉积着颗粒物的滤膜时,Beta射线的能量衰减,通过对衰减量的测定便可计算出颗粒物的浓度。Beta射线法颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、样品动态加热系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h的环境空气样品经过PM10采样头和PM2.5切割器后成为符合技术要求的颗粒物样品气体。在样品动态加热系统中,样品气体的相对湿度被调整到35%以下,样品进入仪器主机后颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。在仪器中滤膜的两侧分别设置了Beta射线源和Beta射线检测器。随着样品采集的进行,在滤膜上收集的颗粒物越来越多,颗粒物质量也随之增加,此时Beta射线检测器检测到的Beta射线强度会相应地减弱。由于Beta射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物的质量变化,仪器通过分析Beta射线检测器的颗粒物质量数值,结合相同时段内采集的样品体积,最终得出采样时段的颗粒物浓度。配置有膜动态测量系统后,仪器能准确测量在这个过程中挥发掉的颗粒物,使最终报告数据得到有效补偿,接近于真实值。第四种:微量振荡天平法微量振荡天平法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管,在其振荡端安装可更换的滤膜,振荡频率取决于锥形管特征和其质量。当采样气流通过滤膜,其中的颗粒物沉积在滤膜上,滤膜的质量变化导致振荡频率的变化,通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量,再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物标志的质量浓度。微量振荡天平法颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、滤膜动态测量系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h,环境空气样品经过PM10采样头和PM2.5切割器后,成为符合技术要求的颗粒物样品气体。样品随后进入配置有滤膜动态测量系统(FDMS)的微量振荡天平法监测仪主机,在主机中测量样品质量的微量振荡天平传感器主要部件是一支一端固定,另一端装有滤膜的空心锥形管,样品气流通过滤膜,颗粒物被收集在滤膜上。在工作时空心锥形管是处于往复振荡的状态,它的振荡频率会随着滤膜上收集的颗粒物的质量变化发生变化,仪器通过准确测量频率的变化得到采集到的颗粒物质量,然后根据收集这些颗粒物时采集的样品体积计算得出样品的浓度。5、重量法我国目前对大气颗粒物的测定主要采用重量法。其原理是分别通过一定切割特征的采样器,以恒速抽取定量体积空气,使环境空气中的PM2.5和PM10被截留在已知质量的滤膜上,根据采样前后滤膜的质量差和采样体积,计算出PM2.5和PM10的浓度。必须注意的是,计量颗粒物的单位ug/m3中分母的体积应该是标准状况下(0℃、101.3kPa)的体积,对实测温度、压力下的体积均应换算成标准状况下的体积。由于红外法测量PM2.5的传感器性能较差,且Beta射线法、微量振荡天平法、重量法三种方法的原理应用比较困难且价格较高,所以市面上比较多的是采用激光散射原理来测量PM2.5浓度的PM2.5传感器。 建大仁科空气质量变送器RS-PM-*-2是一款工业级通用颗粒物浓度变送器,采用激光散射测量原理,通过独有的数据双频采集技术进行筛分,得出单位体积内等效粒径的颗粒物粒子个数,并以科学独特的算法计算出单位体积内等效粒径的颗粒物质量浓度,以485 接口通过 ModBus-RTU 协议进行数据输出。可用于室外气象站、扬尘监测、图书馆、档案馆、工业厂房等需要PM2.5或 PM10浓度监测的场所。
  • 北醒参与智能传感器项目获得国家重点研发计划立项
    近日,国家科技部公布2023年度国家重点研发计划“智能传感器”重点专项评审结果,北醒参与申报的“列车前向运行环境监测传感器及系统应用”项目获批立项。此次立项,标志着北醒激光雷达关键技术符合国家科技发展战略规划,获得政府与行业的支持认可。该项目由交控科技股份有限公司牵头,北京交通大学、北京航空航天大学、中国科学院半导体研究所、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、凌云光技术股份有限公司、国能朔黄铁路发展有限责任公司、成都轨道交通集团有限公司、北京埃福瑞科技有限公司参与合作。北醒基于独特的先进技术架构,实现可靠的三维环境感知能力,其设计可满足交通复杂场景严苛的可靠性要求。在此研发经验基础之上,将着力攻克一批关键核心技术,构建自主可控的产业体系,形成高性能传感器、新方法、新技术及新系统设备,有助于减少对国外企业的依赖,提升我国轨道交通产品的国际竞争力和市场占有率,为实现“交通强国,铁路先行”的国家战略提供有力支撑。北醒致力于提升设备运力和效率,降低事故率,让人类出行更智能更安全。北醒入选国家级专精特新“小巨人”企业,并获准设立博士后科研工作站,参与联合创新完成的项目曾荣获“北京市科学技术进步奖二等奖”,在智能轨交、智能公路、智能民航等智能交通领域深耕已久。北醒CEO李远表示,未来,北醒将以此为契机,继续为民生基建护航,向世界领先迈进。在项目实施与企业发展中,北醒继续坚守长期主义和技术至上的价值主张,持续提升激光雷达高安全、高可靠性技术,助力国家科技进步与行业发展。关于北醒(北京)光子科技有限公司公司成立于2015年,是一家全球领先的激光雷达产品及解决方案提供商。公司致力于通过激光雷达技术赋能千万移动智能体,从而推动数字化与智能化,全面提升用户安全、运力和效率。北醒激光雷达产品广泛应用于智能车载、智能交通、智能工业传感等领域,通过搭建全系产品矩阵,打造出业内独一无二的多元化、全方位业务布局。截至目前,公司业务已经覆盖全球90多个国家和地区,累计交付超百万台激光雷达,开启了激光雷达大规模商用化时代。
  • 业界首发 – Hummingbird推出用于分析仪的 抗振性顺磁氧气传感器
    英国Crowborough,2015年10月26日 – Hummingbird Sensing Technology是医疗和工业市场中气体检测技术产品的领先制造商。近日,公司推出分析仪行业中首个Hummingbird Paracube Modus产品——全球首款具有高抗振性能的顺磁氧气传感器,专为集成到便携式分析仪中而设计。 Modus建立在Hummingbird成熟的Paracube平台基础上,将全球领先的磁动力顺磁氧气检测技术集成到了兼容RoHS标准的高度紧凑型传感器中,并且针对OEM集成进行了优化。该产品的面市具有标志性意义,率先为需要精确测量氧气的便携式分析应用开发出了可靠的非损耗性技术。 Hummingbird Sensing Technology公司市场部经理Martin Cox解释说:“我们的客户需要在运输过程或者频繁振动环境中仍能精确测量氧气的传感器。鉴于此,Hummingbird的工程师采用技术领先的创新性设计,并进行专项开发和整合以迎合具有挑战性的应用条件。大量测试结果显示,与标准顺磁测量池相比,Modus受振动影响可显著30倍。” Martin还补充道:“Hummingbird兼容RoHS标准的顺磁氧气传感器系列产品已广泛为世界一流的分析仪制造商所采用,Paracube Modus是对这一系列产品的进一步完善和扩展。” “Modus顺磁传感器性能优异且具备诸多特性,是用于替换作电化学传感器的新一代理想产品。老式的电化学传感器需要频繁进行更换,成本较高,而且不满足RoHS标准有关电子设备限制使用危险物质的要求。” “作为一种非损耗性替代产品,Hummingbird顺磁传感器具有很长的使用寿命。这样,用户就无需频繁更换测量池,也无需顾虑诸多因素而降低应用要求。这不仅保证了应用安全性,而且也大大降低了固定资产在整个寿命周期内的总持有成本。”关于Hummingbird Sensing Technology Hummingbird Sensing Technology坚信理解客户需求是开发有效气体传感器技术的唯一途径,因此25年来持续与客户保持紧密协作。这是我们始终走在世界传感器技术前列的秘笈。 我们用心倾听和了解客户需求,不断推陈出新,创新检测技术,以一贯的卓越性能、极佳可靠性和最合理的持有成本满足医疗和工业制造商的需求。 长期以来,我们不断探索以追求研发方面的极致,持续优化产品设计和制造工艺,凭借创新理念为客户提供一系列具有最佳系统集成性、灵活性、兼容性和可靠性的OEM氧气传感器。 Hummingbird在英国的生产基地经过ISO 9001认证,所有传感器均按最高质量标准制造并满足RoHS标准等各项法规要求,争做环保先锋。更多信息,请登录www.hummingbirdsensing.com
  • 明日开播!传感器/MEMS研究与检测技术讲座通知
    半导体产业作为现代信息技术产业的基础,已成为社会发展和国民经济的基础性、战略性和先导性产业,是现代日常生活和未来科技进步必不可少的重要组成部分。当前,全球半导体科技和产业的竞争愈演愈烈,各国围绕提升半导体领域竞争力,相继出台了一系列政策举措。半导体行业归根结底属于设备类行业,行业内素有“一代设备,一代工艺,一代产品”的说法。SEMI在SEMICON Japan 2022上发布了《2022年度总半导体设备预测报告》。报告指出,原设备制造商的半导体制造设备全球总销售额预计将在2022年创下1085亿美元的新高,连续三年创纪录,较2021创下的1025亿美元行业纪录增长5.9%。基于此,仪器信息网联合电子工业出版社于四、五月将启动“半导体主题月”活动。活动同期,仪器信息网与电子工业出版社特组织三场“半导体材料、器件研究与检测技术系列讲座”,旨在邀请领域内专家围绕相关论坛主题分享精彩报告,依托成熟的网络会议平台,为半导体产业从事研发、教学、生产的工作人员提供一个突破时间地域限制的免费学习、交流平台,让大家足不出户便能聆听到精彩的报告。点击图片直达会议页面一、主办单位仪器信息网 & 电子工业出版社二、举办时间2023年4月11-26日,每周一期三、会议日程4月26日:传感器/MEMS研究与检测技术报告时间报告题目报告嘉宾单位职称14:00-14:40MEMS无线智能温振传感器及应用王建国苏州捷研芯电子科技有限公司副总经理14:40-15:20面向呼气标志物检测的气体传感器研究刘凤敏吉林大学教授四、参会指南1、点击会议页面链接报名;会议页面:https://insevent.instrument.com.cn/t/RUs 2、报名并审核通过后,将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接;3、本次会议不收取任何注册或报名费用;4、会议联系人:3i讲堂—材料小周( 邮箱:zhouhh@instrument.com.cn;微信二维码如下,可加入会议交流群)会议联系人微信二维码
  • 新免疫红外传感器可提前17年检测到阿尔茨海默病
    在首次出现临床症状之前,阿尔茨海默病有15—20年的无症状期。一个研究小组利用在德国波鸿鲁尔大学开发的免疫红外传感器,最早可在临床症状出现前17年,在血液中识别出阿尔茨海默病外在症状的标志。其原理是检测蛋白质生物标记物&beta -淀粉样蛋白的错误折叠。波鸿鲁尔大学蛋白质诊断中心的创始主任克劳斯格威特教授说:“我们的目标是在阿尔茨海默病达到晚期之前,甚至在大脑中形成有毒斑块之前,通过简单的血液测试来确定阿尔茨海默病的风险,以确保及时启动治疗。”该研究小组在最近的《阿尔茨海默病与痴呆症:阿尔茨海默病协会杂志》上发表了研究结果。他们分析了在德国萨尔州进行的ESTHER研究参与者的血浆,以寻找潜在的阿尔茨海默病生物标志物。血液样本是在2000年至2002年期间采集的,参与者当时的年龄在50—75岁之间,还未被诊断出患有阿尔茨海默病。研究比较了在17年的跟踪调查中被诊断为阿尔茨海默病的68名患者和240名未被诊断为阿尔茨海默病的对照组受试者,以确定能否在早期的血液样本中检测到阿尔茨海默病的特征。这种免疫红外传感器正确识别出了68名最终患上阿尔茨海默病的测试者。为了进行比较,研究人员使用了互补的、高度灵敏的SIMOA(互补单分子阵列)技术来分析其他生物标记物,特别是P-tau181生物标记物。结果发现,胶质纤维蛋白(GFAP)的浓度可以在临床阶段之前的17年内指示疾病。通过结合&beta -淀粉样蛋白错误折叠与GFAP浓度,研究人员能进一步提高无症状阶段测试的准确性。研究人员希望,基于&beta -淀粉样蛋白错误折叠的早期诊断可以使患者在早期阶段就使用相关药物,从而产生更好的效果。尽管这种免疫红外传感器仍在优化中,但该技术已在全球范围内获得专利。格威特说:“我们计划利用这种错误折叠测试建立一种针对老年人的筛查方法,以确定他们患阿尔茨海默病的风险。”
  • 科学家研发出可监测肉类变质问题的传感器
    MIT Swager实验室的化学家们近期设计出一种廉价可携带式传感器,可以监测出腐烂肉质发出的气体,从而帮助消费者、杂货店或者商超鉴别肉质食品是否可以安全使用。   在这个传感器中,加入了能够进行化学变化的碳纳米管。当遇到特定气体时,碳纳米管携带的电流能力就会发生变化。如果在智能包装袋中可以加入这样的传感器,就能够提供比保质期更为准确的信息。   具体来说,研究者在传感器中加入了含金属化合物metalloporphyrins(在其中心加入了钴),当metalloporphyrins遇到含氮化合物胺时将会非常容易与其结合。而生物胺(比如腐胺或尸胺)就是由腐烂的肉质产生的。当含有钴的porphyrin与任何这类胺结合时,将会增加碳纳米管的电阻,并且可以非常容易地测量到。因此,利用这些porphyrin而设计出的传感器装置,当遇到腐肉释放的胺时,这个装置的电流就会降低,以此作为腐肉监测的标志。   目前有关腐烂肉质监测的设备仪器大多是比较大型和昂贵的,需要专业人员进行操作。而此次MIT化学家研究出的廉价可携带式传感器,通过实时监测肉类和鱼类产品,能够预防食源性疾病,提高总体的客户满意度,减少商超或者顾客家中的食品浪费。   这款传感设备需要非常少的电力,而且可以并入到Swager实验室最近研发的无线平台上,利用智能手机读取碳纳米管传感器中输出的数据。研究人员已经对这项技术申请了专利,并希望获得准许以进行商用开发。
  • 如何实现超短支温度传感器校准?
    应用背景温度数据的监测在制药行业里有相当重要的地位,不论是产品质量保障、节能降耗还是合规要求,再或者药品研发、生产、包装、运输、存储的各个环节,都与温度息息相关,而且对温度参数的准确可靠有较高要求。温度监测系统由温度传感器和显示设备组成,随着时间的推移,温度传感器会受到诸多因素的影响,例如震动,应力变化,化学腐蚀等,其性能参数也会产生变化,因此需要对其进行校准以确定其误差的大小,确保其在允许误差范围内工作。而新版GMP规范第五章第五节对校准也做了明确规定:对于生产和检验用的仪表要定期校准,保存校准记录,未经校准的仪表不得使用。AMETEK校准仪器具有40年的温度校准经验,深入了解用户需求,为制药行业用户设计了有综合性的专业解决方案:✔ 卫生型温度传感器✔ 超短支温度传感器✔ 无法拆卸狭小空间温度传感器✔ 超低温冰箱、冻干设备温度传感器✔ 湿热灭菌器温度传感器✔ 隧道灭菌温度传感器✔ 表面安装温度开关如何实现超短支温度传感器校准?解决方案:RTC-158B 干体-液槽两用温度校准仪配特殊专用套管✔ 干湿两用:干体炉-微型液槽均可使用,对于插入深度小于30mm的传感器可选择液槽。✔ 温场直径大:特殊设计的专用恒温块可匹配超短或异形传感器,即使是卡盘超短卫生型传感器也可使用 。✔ 性能: D LC 动态负载补偿 及外部参考控温,保证垂直温场均匀稳定,控温准确。✔ 快捷: 升降温速度远快于传统液槽,成倍提高工作效率。关于Ametek Jofra 干体炉Ametek校准仪器是全球主要的温度、压力及电信号校准仪生产厂商之一,AMETEK JOFRA生产和销售干体炉有三十多年历史,能提供快速精准的温度校准方案。AMETEK干体炉有5大系列共50多个型号,温度覆盖-100~1205℃,满足各个行业的温度校准需求。根据应用情况提供多样的解决方案,实现实验室及现场的快速精准温度校准。
  • 中科院成功研制出MEMS传感器新品
    中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室夏善红研究员团队经过十余年的深入研究,成功研制出基于MEMS(微机电系统)技术的电场传感器系列创新产品,包括地面大气电场传感器、探空大气电场传感器、三维电场传感器,以及面向智能电网应用的电场传感器,于2013年9月通过了产品设计定型鉴定,已实现小批量生产和应用。   该系列产品的特点有体积小,空间分辨率高,功耗低 无电机磨损部件,稳定性好,可靠性高;可同时测量静电场和交变电场 可用于单点电场探测或区域多点无线组网电场探测。   产品已在航空航天、智能电网、气象等多个领域的二十余家单位使用,受到用户的一致好评。 地面大气电场传感器 探空大气电场传感器 三维电场传感器 智能电网应用电场传感器   据业内预测,随着全球电子制造业继续向中国转移,预计2013年至2015年,中国MEMS市场将继续保持两位数增长,到2016年,中国MEMS市场销售额预计将超过350亿元。
  • 之江实验室开展人工嗅味觉传感器研发 获阶段性成功
    浙江的之江实验室超级感知研究中心研究专家王镝及其团队开展的人工嗅味觉传感器及相关技术研发,已取得手持式呼吸丙酮检测设备、微型化嗅觉传感器样机1.0等阶段性重要成果。  目前,大部分的气体检测设备主要针对有毒、有害气体监测,在智能技术迭代、应用场景开拓等方面仍有很大的“淘金”空间。  比起感知声、光、电、力等信号的物理传感器,感知化学信号的气体传感器应用拓展相对缓慢,这背后有复杂的技术原因。“由于现实中的气体样品混杂了大量不同种类的气体分子,导致气体传感器易受干扰,可靠性相对较差。而且气体传感器的敏感材料需要暴露在外部气体环境中工作,可能受化学物质影响,导致器件的稳定性不佳。”王镝说。  据悉,在大量的物联网应用场景催化,以及通信技术和人工智能技术的赋能下,气体传感器的开发在不断推进,其应用场景从用于毒害气体检测逐渐向医疗护理、可穿戴设备、食品安全等领域拓展。  王镝介绍,如在医疗领域,二氧化碳浓度曲线是判断病人肺通气情况的依据,某些气体标志物浓度曲线反映了慢性疾病的发展趋势。在人工智能技术赋能传感器后,智能气体传感器不仅能检测气体、绘制曲线,还可以判断疾病发展程度,减轻医护人员压力,使疾病监测和健康管理成为可能。  气体传感器在医疗领域已有不少应用案例。王镝及其团队研制的手持呼吸丙酮检测设备就是其中之一。其原理是利用气体传感器,检测人呼气中的丙酮含量,从而实现快速、无痛的I型糖尿病检测。相较传统的血液检查,呼气式检测的诊疗体验更佳。  “当人体内胰岛素水平低时,无法将葡萄糖转化成能量,转而分解脂肪。作为脂肪分解后的副产品之一,丙酮会随呼吸排出体外。”王镝说,“我们研制的手持呼吸丙酮检测设备采用比色式技术路线,通过检测气敏材料的颜色变化,测量人呼气成分中的丙酮含量。”  据悉,被试者只需向设备吹气,在气体通过检测单元时,丙酮敏感材料会特异性地与其中的丙酮发生反应,并改变颜色,引起传感器中的光信号变化,最终转化为电信号将丙酮含量数据输出。  “我们正在研制‘日抛’贴片式丙酮传感器,这种传感器成本低,能够全天候自动测量皮肤挥发的丙酮气体。”王镝说,未来,在与人工智能技术结合后,贴片丙酮传感器可以辅助糖尿病的诊断、监测和用药指导。  面对气体传感器及其应用的“星辰大海”,王镝说,其团队并未止步于研制单一气体传感器,而是瞄准与智能设备兼容的高集成阵列式嗅觉器件,目前已取得阶段性研究成果。“我们希望用小小的手机插件,同时辨别几十种气体,让食品安全信息唾手可得、环境监测数据尽在掌握、可穿戴设备更加‘聪明’,获取更全面、精确的健康数据和环境信息,为智慧生活装上机灵的‘电鼻子’。”
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