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惯导传感器

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惯导传感器相关的资讯

  • 无需任何抗体 碳纳米管传感器可快速检测新冠病毒
    美国麻省理工学院工程师使用专门的碳纳米管设计了一种新型传感器,可在没有任何抗体的情况下检测新冠病毒,并在几分钟内给出结果。新传感器基于可快速准确诊断的技术,不仅适用于新冠疫情,还适用于未来的流行病。麻省理工学院化学工程教授、研究资深作者迈克尔斯特拉诺说,“快速测试意味着可以在未来的大疫情中更早地开放旅行。可以对下飞机的人进行筛查,并确定他们是否应该隔离,也可对进入工作场所的人员进行筛查。”在该项目开始后大约10天,研究人员就为新冠病毒的核衣壳和刺突蛋白确定了准确的传感器。在此期间,他们还能够将传感器集成到带有光纤尖端的原型设备中,该设备可实时检测生物流体样本的荧光变化。这消除了将样本送到实验室的需要,而这是新冠PCR诊断测试所必需的。研究人员将传感器整合到一个带有光纤尖端的原型中,该光纤尖端可以检测测试样品中荧光的变化。图片来源:美国麻省理工学院该设备在大约5分钟内产生结果,并且可检测低至每毫升样品2.4皮克病毒蛋白的浓度。在这篇论文提交后最新进行的实验中,研究人员实现了比现在商业上可用的快速测试更低的检测限值。该设备还可检测溶解在唾液中的新冠病毒核衣壳蛋白(但不能检测到刺突蛋白)。检测唾液中的病毒蛋白通常很困难,因为唾液中含有黏性碳水化合物和消化酶分子,会干扰蛋白质检测,这就是为什么大多数新冠诊断需要鼻拭子的原因。研究人员表示,即使没有任何抗体和受体设计,该传感器也显示出最高范围的检测限值、响应时间和唾液兼容性。这种分子识别方案的一个独特之处在于,可进行快速设计和测试,而不受传统抗体或酶受体的开发时间和供应链要求的阻碍。斯特拉诺说,研究人员开发工作原型的速度表明,这种方法可证明对在未来疫情大流行期间更快地开发诊断方法是有用的。
  • 2022世界传感器大会科技成果展完美收官!
    2022世界传感器大会科技成果展在郑州国际会展中心 2A/2B展馆举行,展览时间为8月21-23日,历时三天。本次科技成果展11000多平展出面积,近200多家国内外企业参展,包括西门子、江森、华为、三菱、百度云、亚马逊、明电舍、汉威、传感器国家工程研究中心、京仪集团、E+H、福禄克、晶华微等多家国内外行业知名企业,代表着全球传感器产业的较高水平。不仅展出各类传感器,而且延伸到用传感器组装的仪器仪表、信息的采集传输通道及上位数据采集系统和控制系统,拉长参会企业链条,向传感器产业的研发、生产、应用等领域的上下游产业延伸,形成从传感器研制开发到最终应用的一条完整的产业链,突出了传感器的市场导向和应用导向。科技成果展展示手段科技化,科技感更加突出,除了大量的图片海报展示外,更多的实物也摆在观众面前操作表演,还配合动态视频演示实际应用场景,为参展企业提供了展示与推广的平台,也为采购商及技术人员提供了解新产品、新技术的渠道。今年科技成果展效果也得到了高度肯定,作为郑州建设国家中心城市重要的产业转型升级活动,对助推河南省、郑州市传感器产业发展,助力郑州高新区中国(郑州)智能传感谷招商引资等具有重要意义。
  • 我国学者成功研发光催化诱导可再生蛋白质生物传感器
    p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/c515b6e1-89c3-49e4-b31e-1732d8315977.jpg" title=" 1466390046e19346b81bc11e2a.jpg" width=" 570" height=" 292" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 570px height: 292px " /   /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 生物传感器由于其具有灵敏度高、检测速度快、操作简便、成本低、可进行连续动态监测等优点而成为蛋白质检测的一种重要方法。但是,目前研制的蛋白质生物传感器为了减小误差多为一次性使用。由于不同传感器的制作方式不同,不可避免会给蛋白质的检测带来差异性。而且,有些传感器的制作比较复杂,一次性使用成本较高。因此,为了减小蛋白质检测的差异性并节约成本,急需发展一种可再生并能重复利用的蛋白质生物传感器。 /p p   湖北中医药大学张国军教授和北京大学张志勇教授及武汉大学黄卫华教授合作利用石墨烯优异的电学特性和二氧化钛良好的光催化性能构建出基于石墨烯/二氧化钛的光催化诱导可再生场效应晶体管生物传感器,这种生物传感器不仅能实现对蛋白质高灵敏和高特异的检测,而且在检测完成后可以通过紫外灯照射彻底清除传感表面的蛋白质分子和其它有机分子从而达到传感器的再生。这种能再生的场效应晶体管蛋白质生物传感器能达到使用同一块芯片检测不同蛋白质的目的,极大地降低了生物芯片的制作成本,为蛋白质检测提供了一种新的方法。 /p p   这一研究成果发表于 a href=" http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.6b00374" target=" _blank" title=" " 《Analytical Chemistry》 /a 上。 /p
  • imec集成薄膜固定光电二极管以实现卓越的短波红外成像传感器
    2023年8月14日在比利时鲁汶,imec作为纳米电子学和数字技术领域的全球研发和创新中心宣布成功集成了固定光电二极管结构到薄膜图像传感器中。通过添加固定光电栅和传输栅,薄膜成像器超过一微米波长的吸收质量终于可以被利用,以一种成本效益的方式解锁感知可见光之外光线的潜力。检测可见光范围之外的波长,例如红外光,具有明显的优势。应用包括自动驾驶汽车上的摄像头,以“看穿"烟雾或雾霭,以及用于通过面部识别解锁智能手机的摄像头。虽然可见光可以通过基于硅的成像器检测,但需要其他半导体材料来检测更长的波长,比如短波红外线(SWIR)。使用III-V材料可以克服这一检测局限。然而,制造这些吸收体的成本非常高,限制了它们的使用。相比之下,使用薄膜吸收体(如量子点)的传感器最近出现为一个有前景的替代方案。它们具有良好的吸收特性和与传统CMOS读出电路集成的潜力。尽管如此,这种红外线传感器的噪声性能较差,导致图像质量较差。早在20世纪80年代,固定光电二极管(PPD)结构就在硅CMOS图像传感器中引入。该结构引入了一个额外的晶体管栅极和一个特殊的光检测器结构,通过该结构, charges可以在积分开始前全部排空(允许在没有kTC噪声或前一帧影响的情况下复位)。因此,由于噪声更小、功耗性能更好,PPD主导了基于硅的图像传感器的消费者市场。 在硅成像之外,至今还不可能集成此结构,因为难以混合两种不同的半导体系统。现在,imec在薄膜图像传感器的读出电路中成功集成了PPD结构。 一种SWIR量子点光电检波器与一种氧化铟镓锌(IGZO)薄膜晶体管单片集成成PPD像素。 随后,该阵列被进一步处理在CMOS读出电路上以形成一个完整的薄膜SWIR图像传感器。 imec的“薄膜固定光电二极管"项目负责人Nikolas Papadopoulos 表示:“配备4T像素的原型传感器表现出显着低的读出噪声6.1e-,相比之下,传统的3T传感器超过100e-,证明了其良好的噪声性能。" 因此,红外图像的拍摄噪声、失真或干扰更小,准确性和细节更高。imec像素创新项目经理Pawel Malinowski补充说:“在imec,我们正在红外线和成像器的交汇处处于地位,这要归功于我们在薄膜光电二极管、IGZO、图像传感器和薄膜晶体管方面的综合专业知识。通过实现这一里程碑,我们克服了当前像素架构的局限性,并展示了一种将性能最佳的量子点SWIR像素与经济实用的制造方法相结合的方法。下一步包括优化这项技术在各种类型的薄膜光电二极管中的应用,以及扩大其在硅成像之外的传感器中的应用。我们期待通过与行业伙伴的合作进一步推进这些创新。“研究结果发表在2023年8月《自然电子学》杂志"具有固定光电二极管结构的薄膜图像传感器"。初步结果在2023年国际图像传感器研讨会上呈现。原文: J. Lee et al. Thin-film image sensors with a pinned photodiode structure, Nature Electronics 2023.摘要使用硅互补金属氧化物半导体技术制造的图像传感器广泛应用于各种电子设备,通常依赖固定光电二极管结构。 基于薄膜的光电二极管可以具有比硅器件更高的吸收系数和更宽的波长范围。 但是,它们在图像传感器中的使用受到高kTC噪声、暗电流和图像滞后等因素的限制。 在这里,我们展示了具有固定光电二极管结构的基于薄膜的图像传感器可以具有与硅固定光电二极管像素相当的噪声性能。 我们将一种可见近红外有机光电二极管或短波红外量子点光电二极管与薄膜晶体管和硅读出电路集成在一起。 薄膜固定光电二极管结构表现出低kTC噪声、抑制暗电流、高满量容和高电子电压转换增益,并保留了薄膜材料的优点。 基于有机吸收体的图像传感器在940 nm处的量子效率为54%,读出噪声为6.1e–。
  • 地铁隧道气象传感器-一款闪闪发光的五要素气象传感器@2023已更新《风途/仪器》
    地铁隧道气象传感器Czujnik pogody tunelu metra风途【FT-WQX5】是一款闪闪发光的五要素气象传感器。随着公路隧道向长大化方向发展,行车速度和密度加大,公路隧道火灾事故的发生率也随之增加,隧道通风排烟问题也逐渐引起高度重视。  一、产品简介  山东风途物联网科技有限公司作为专业研发生产销售微型气象仪的企业,一直致力于微型气象仪和气象环境解决方案推广应用。具有完整的生产链、实力雄厚的技术团队和全面的营销团队,我们研发生产的超声波风速风向仪、五要素微气象仪、六要素微气象仪和小型自动气象站等气象产品,已广泛应用到气象监测、城市环境监测、风力发电、航海船舶、航空机场、桥梁隧道等领域,客户遍布全国各地,并取得了良好的社会效益和经济效益。  与传统的微型气象仪相比,我司产品克服了对高精度计时器的需求,避免了因传感器启动延时、解调电路延时、温度变化而造成的测量不准问题。  FT-WQX5型五要素微气象仪创新性地将风速、风向、温度、湿度、大气压力通过一个高集成度结构来实现,可实现户外气象参数24小时连续在线监测,通过数字量通讯接口将五项参数一次性输出给用户。  二、产品特点  1、顶盖隐藏式超声波探头,避免雨雪堆积的干扰,避免自然风遮挡(实用新型专利,专利号ZL 2020 2 3215713.X)☆  2、原理为发射连续变频超声波信号,通过测量相对相位来检测风速风向(发明专利,专利号ZL 2021 1 0237536.5)☆  3、风速、风向、温度、湿度、大气压力五要素一体式(实用新型专利,专利号ZL 2020 2 3215649.5)☆  4、采用先进的传感技术,实时测量,无启动风速☆  5、抗干扰能力强,具有看门狗电路,自动复位功能,保证系统稳定运行  6、高集成度,无移动部件,零磨损  7、免维护,无需现场校准  8、采用ASA工程塑料室外应用常年不变色  9、产品设计输出信号标配为RS485通讯接口(MODBUS协议) 可选配232、USB、以太网接口,支持数据实时读取☆  10、可选配无线传输模块,最小传输间隔1分钟  11、探头为卡扣式设计,解决了运输、安装过程松动不准的问题☆
  • 山东大学:科研团队开发出新型传感器,可用于新冠肺炎初筛
    据山东大学前沿交叉科学青岛研究院消息,近日,该院邓伟侨教授团队在新冠检测领域取得新进展,开发出一款新型一氧化氮传感器用于新冠肺炎初筛,科研成果已发表在国际顶尖学术期刊ACS Sensors上,并被选为封面论文。据介绍,邓伟侨教授团队与华中科技大学附属梨园医院马静主任团队在合作中发现了人体呼气NO浓度在新冠患者与健康人群当中存在明显的统计学差异,但是该差异不足以直接区分新冠患者和健康人群。为此,研究团队建立了新冠患者及健康人群的机器学习分类模型,该模型证明了呼气测试初筛新冠患者的可行性。为此,研究团队经过理论及实验,成功批量制备出新冠肺炎快速初筛工具的核心材料——镍单原子气敏材料,并利用丝网印刷技术,顺利将该材料成功印刷到电极上。据介绍,每片电极成本极低,检测精度完全可以覆盖人体呼气NO浓度范围。而且,借助于便携式电化学U盘,可实现便携式检测。据悉,相比于核酸检测,该微型便携传感器虽然检出率相对较低,但是检测时间仅需3分钟,人们吹气就可完成测试,具有制作成本低、工艺简单等优点,可以实现新冠肺炎检测工具的普及化和民众的日常检测,为潜在新冠患者的初筛和疫情防控提供了一个新方案。
  • 新型生物传感器可快速检测新冠病毒蛋白和抗体
    目前,大多数医学实验室主要仰仗逆转录PCR(RT-PCR)技术来诊断新冠病毒感染。PCR技术可以放大病毒的遗传物质,使其可被检测出来。但这项技术需要专门的人员和设备,供应链短缺导致很多国家和地区的检测能力严重不足。为了在不需要基因扩增的情况下直接检测出患者样本内的新冠病毒,华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所所长大卫贝克教授领导的研究小组利用计算机,设计出了一款生物传感器,可识别病毒表面的特定分子并与之结合,然后通过生化反应发光。抗体测试可以揭示某人此前是否感染过新冠病毒,科学家们用此来追踪新冠肺炎的传播情况,但这种测试也需要复杂的实验室设备。鉴于此,该研究团队还发明了另一款生物传感器,当与新冠病毒抗体混合时,这款传感器也会发光。而且,这款传感器不会对血液中的其他抗体——包括针对其他病毒的抗体产生反应,这对于避免假阳性非常重要。贝克说:“我们已经在实验室证明,这些新传感器可以轻而易举地检测到模拟鼻腔液或血清样本中的病毒蛋白或抗体,接下来,我们将证明它们是否能可靠地用于诊断环境。”研究小组还表示,除用于检测新冠病毒外,这些生物传感器还可用于检测其他人类蛋白,如Her2(某些乳腺癌的生物标志物和治疗靶点)和Bcl-2(在淋巴瘤和其他一些癌症中具有临床意义),以及针对乙肝的细菌毒素和抗体病毒等。
  • 基于表面增强拉曼光谱的新传感器或彻底改变新冠筛查方式
    随着技术的进步以及相关应用的拓展,拉曼光谱技术呈现了越来越诱人的应用前景,特别是在生命科学领域,不仅引领了前沿研究,而且与人类的生活越来越贴近。拉曼光谱作为一种无损、无需标记的分析方法,能够从分子层面对生命科学领域的样品提供丰富的信息,可在不损伤细胞的条件下实时动态地监测细胞分子结构变化,而且拉曼成像还可以提高疾病的早期检测技术水平。疾病快速筛查、手术辅助治疗、癌症标志物检测等领域的一系列应用已经为大家勾画了美好的蓝图,让大家对其产生了更多期待。随着新冠疫情的蔓延,新冠病毒检测新方法的开发一直是大家关注的焦点。不少业内人士都表示,希望拉曼光谱技术可以在新冠病毒检测方面发挥作用,据悉目前国内外有不少单位或者课题组正在开展相关的研究。据科技日报报道,美国约翰斯霍普金斯大学开发出一种基于表面增强拉曼光谱方法的新冠病毒传感器,可同时提高准确性和检测速度,有望彻底改变病毒检测方式。据介绍,该传感器基于大面积纳米压印光刻、表面增强拉曼光谱和机器学习技术,可通过一次性芯片形式在刚性或柔性表面进行大规模测试。它不需要样品制备和操作专业知识,与现有的检测方法相比具有强大的优势,特别适用于大规模群体检测。该技术的关键是研究人员开发的大面积、柔性场增强金属绝缘体天线(FEMIA) 阵列。唾液样本被放置在材料上并使用表面增强拉曼光谱进行分析,该光谱使用激光来检查样本分子如何振动。由于纳米结构的FEMIA显著增强了病毒的拉曼信号,因此该系统可快速检测病毒的存在,即使样本中仅存在少量痕迹。该系统的另一项重大创新是使用先进的机器学习算法来检测光谱数据中非常微妙的特征,使研究人员能够查明病毒的存在和浓度。传感器材料可放置在从门把手、建筑物入口到口罩等任何类型的表面上。图片来源:KAM SANG KWOK和AISHWARYA PANTULA/约翰斯霍普金斯大学“这项技术就像在设备上滴一滴唾液,然后得到阴性或阳性结果一样简单。”约翰斯霍普金斯大学机械工程副教授伊桑巴曼说,其新颖之处在于这是一种无标记技术,这意味着不需要分子标记或抗体功能化等额外化学修饰。传感器最终可用于可穿戴设备。巴曼称,这项新技术产品尚未在市场上销售,它弥补了两种最广泛使用的新冠病毒检测方式的局限性。PCR(聚合酶链式反应)检测非常准确,但需要复杂的样品制备,在实验室处理结果需要数小时甚至数天;另一种抗原检测则在检测早期感染和无症状病例方面不太成功,还可能导致错误的结果。新传感器几乎与PCR检测一样敏感,并且与快速抗原检测一样方便。在初始检测期间,该传感器在检测唾液样本中的新冠病毒方面表现出92%的准确度,与PCR检测不相上下。该传感器在快速确定其他病毒方面也非常成功,包括H1N1和寨卡病毒。“我们的平台超越了当前的新冠病毒检测。”巴曼说,“我们可将其用于针对不同病毒的广泛检测,例如,区分新冠病毒和H1N1,甚至是变体。这是当前快速测试无法轻易解决的主要问题。”
  • 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。
  • 【2023世界传感器大会】智慧物流与智能感知分场活动盛大收官
    2023年世界传感器大会的智慧物流与智能感知分场活动于11月5日下午圆满结束。本届世界传感器大会由中国科学技术协会和河南省人民政府主办,主题为“感知世界 智创未来”,强调传感器产业在现代科技中的关键地位。本次大会为期三天,涵盖主旨报告会、10场分场活动、产销对接会、中欧传感器产业合作交流会,传感器创新创业大赛,科技成果展。而智慧物流与智能感知应用场景分场活动重点关注传感器在物流行业中的应用,尤其是在物流智能化的关键作用。此次分场活动由中国仪器仪表学会携手中德智能技术研究院承办,吸引了国内外众多知名专家学者和行业领袖的积极参与,围绕物流行业的智能化发展和前沿动态进行了深刻的讨论和精彩交流。本次智慧物流分场活动特邀了德国国家科学与工程院院士阿克塞尔库恩院士、同济大学博士生导师房殿军教授、同济大学访问学者弗洛里安罗斯迈尔等国际一流专家,他们就物流与供应链发展大趋势,基于传感器技术的物流元宇宙时代、基于智能传感器的搬运机器人发展趋势等议题进行了精彩的主旨演讲,为与会者呈现了物流行业的前沿技术和趋势。德国国家科学与工程院院士,青岛中德智能技术研究院德方院长阿克塞尔库恩教授在分场活动做了题为《物流与供应链发展大趋势》的主旨演讲。库恩教授在演讲中分享了他对物流与供应链未来发展方向和趋势的见解,对于物流行业的创新、转型和升级提出了建设性的宝贵意见。同济大学教授、博士生导师,青岛中德智能技术研究院中方院长房殿军教授在智慧物流分场活动做了题为《基于智能传感器技术的物流元宇宙时代》的主题演讲。房殿军教授在演讲中指出,在物流各中间环节引入传感器技术,实现物流全流程的数字化,是建立物流元宇宙的第一步。发展物流元宇宙不是脱实向虚,而是通过智能传感器和执行器,实现物流物理维度与信息维度的高度集成。物流元宇宙将能推动实体经济与数字经济加速深度融合,促成新的商业模式的产生与发展。在同期展览环节,共有近300家企业和机构参展,展示了自身的最新产品成果和前沿科研技术,吸引了超过超过10000名行业人士观展、以及近300位行业人士积极参与智慧物流分场活动。展览会为企业提供了产销对接机会,吸纳创新平台、科技孵化机构和制造业项目的加入,为参会企业和机构智能科技成果转化和品牌推广拓展提供了有力支持。自2018年创办以来,世界传感器大会已成功举办五届,引起了国内外传感器产业界的广泛关注和高度认可,为传感器产业的持续发展和产业生态的构建作出了巨大贡献。此次智慧物流分场活动更是聚焦于物流行业的智能化,重点关注传感器技术在物流智能发展中的关键应用,为物流行业的智能化、数字化转型注入新动力,双向助力传感器领域和智慧物流领域的蓬勃发展。
  • 传感器:智能时代的“慧眼”
    如果把智能系统比作“人”,那么传感器就是“人”的感觉器官。不同类型的传感器,感知周围环境并把数据传递给系统进行计算,对情况进行实时分析、判断和应对。随着数字化智能化不断深入,各式各样传感器的用武之地大为拓宽,为人类创造美好生活发挥着巨大作用。一部智能手机里有上百个传感器:有用于摄像的CMOS图像传感器,有用于检查环境明暗的环境光传感器,还有用于导航的地磁传感器、陀螺仪,等等。正是基于这些传感器,手机里的各种应用软件才能流畅工作,手机才能成为集工作、生活、娱乐于一体的便携式智能设备,带来人们生活方式的巨大变化。风云卫星上的可见和红外光电传感器,能够不分昼夜地获取大气信息,精准预测天气,甚至在月球上、火星上都有传感器工作,帮助人类探索宇宙奥秘。比人的感官更敏锐、更强大传感器是信息系统的“慧眼”。它就像人类的眼睛、耳朵、皮肤等器官一样,感知周围环境,帮助我们认识多姿多彩的世界。不同之处在于,传感器比人的感官更敏锐、更强大。客观世界所包含的信息多样程度,远远超出我们感官的能力范围。人的眼睛无法观察红外辐射和紫外辐射,耳朵听不见次声波和超声波,对于“不见踪影”却时刻产生影响的磁场也无法感知。这些超出感官范围的信息,传感器都能“感受”到。随着生产力发展,人类越来越需要全方位地感知世界。1821年,科学家利用材料因温差产生电压的原理,研制出世界上第一个传感器——温度传感器。最初,人们直接利用光、热、电、力、磁等物理效应制备各种传感器,这些传感器尺寸大、灵敏度低、使用不方便。上世纪70年代,出现了将敏感元件与信号电路进行一体化设计的集成传感器,如热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。这类传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,输出模拟信号。上世纪末开始,数字化传感器快速发展,通过“模拟/数字”转换模块,实现数字信号输出。数字化传感器集成智能化处理单元,可以自动采集、处理数据,并能根据环境自动调整工作参数,数码相机中的光敏元件就是其代表产品。总的来说,传感器的工作原理是某些物质的电学特性会随环境因素变化。例如铂在不同温度下电阻率不同,硅在可见光照射下电阻会减小,石英受到压力后表面会产生电荷,等等。利用电阻与温度的对应关系,可以制成温度传感器,进一步给敏感元件添加隔热结构,依据敏感元件温度变化与红外辐射能量之间的关系,可以制成红外传感器。在此基础上,还可以根据目标温度与红外辐射能量之间的关系,制造出非接触测温传感器。人们熟悉的用来测量体温的额温枪就利用了这一原理。借助丰富的物理和化学效应,人们制备出灵敏度比狗鼻子高1000倍、可以“闻到”气体分子的“电子鼻”,以及可以在黑夜中观察物体的红外相机等种类丰富、功能强大的传感器。没有传感器就没有数字化、智能化数字化是对事物属性的量化,并用数字将其表达为抽象结果。借助现代信息技术,人们可以存储、处理、传播各种数字化信息。传感器可以将事物蕴含的各种信息转换成电信号,并利用数模转换电路将电信号用数字表达,是数字化的有效工具。当你拿出手机拍照片或视频时,光敏传感器会将接收的光强度信号转换成电信号,再按一定的规则用数字表达、存储,最终形成手机屏幕上的影像。数字化基于传感器获取信息。数字化系统需要处理的信息量非常庞大,仅靠人工或者传统设备无法获取,凭借传感器则能够实时、高效、精准、快速地获取,于是有了城市大数据、天气大数据、医疗大数据、农业大数据等。利用各类传感器,人们可以召开远程会议、学习网络课程、扫码支付甚至直播带货,由此发展出数字经济业态。数字经济涉及的云计算、物联网、人工智能、5G通信等各类技术,都与传感器息息相关。没有传感器就没有数字化和智能化。传感器是智能化系统的第一关,它的水平决定了智能化系统及其仪器设备的水平。传感器技术已经成为国际上信息高端器件领域的研究前沿,在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等领域均发挥着不可替代的作用。比如一辆汽车会安装压力、温度、位置、声音、光、电等超过100种传感器,由车载电脑进行处理,帮助驾驶员作出判断。对数据的智能化分析降低了驾驶汽车的难度,让汽车变得更安全、更好开。更进一步,无人驾驶汽车通过传感器实时获取道路信息,一旦发现障碍物,便通过智慧分析及时避让。城市中高楼大厦、桥梁、隧道等建筑,也需要通过视频、温度、压力和烟雾等传感器实时监控安全状况,当数据汇总到一起,智能化系统便会及时分析,凝练出少量关键信息供使用者作出决策。甚至在未来,人类的感官也可以借助传感器变得更加强大,构建起智能化系统。智能传感器开拓新应用场景当前,各类传感器都处在进一步提升性能、降低成本,向数字化、智能化、小型化微型化、绿色低碳、可穿戴等方向进化,呈现出蓬勃发展态势。其中,智能传感器、柔性传感器、新原理传感器的研发具有代表性意义,有望塑造新的工作生活方式。发展智能传感器是重要趋势。借助智能传感技术,人们设计制造出具备获取、存储、分析信息功能的各种传感单元及微系统,实现低成本、高精度信息采集。智能传感器广泛应用在机器人、无人驾驶、智能制造、运动定量监测等方面,还可用于开发无创或微创健康监测器件等。近年来流行的动态血糖仪是个很好的例子。糖尿病患者将柔性传感器无痛置入身体,传感器每5分钟测一次血糖值,并传送到手机应用中。患者可以观察血糖曲线变化,及时通过饮食和运动等方法调节血糖,有的患者甚至由此告别了药物和胰岛素治疗。此外,人们还在研发可降解电子器件,让智能传感器更好助力低碳环保生活。发展柔性传感器是另一趋势。许多应用场景要求传感器制备在柔性基质材料上,并具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。目前制备柔性传感器的常用传感材料有碳基材料(炭黑、碳纳米管和石墨烯等)、金属纳米材料(金属纳米线、金属纳米颗粒等)、高分子聚合物和蛋白纤维等。例如一种具有可拉伸、抗撕裂和自我修复能力的交联超分子聚合物薄膜电极材料,可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性电子器件。将集成多功能的柔性传感器与柔性印制电路结合,可以制成“智能带”,把它穿戴在身体的不同部位,可实时监测与分析生理信息,帮助人们特别是感官退化的群体了解自身健康状况。新原理传感器也在不断出现。在基础研究领域,新的规律陆续被发现,人们正利用这些科学新认知制备传感器。同时,技术进步也对基础研究提出新要求。在生活中,人们希望提高相机的像素、灵敏度、速度等性能参数;在高速实验中,需要可以记录飞秒尺度信息的条纹相机;在量子通信中,需要灵敏度达到单光子的光电探测器;在空天科技中,需要实现对高速运动物体和冷目标的探测,等等。这就要求科学家们进一步探索物理世界,发现新现象新规律,提升传感器性能。随着科技快速发展,新材料新工艺不断投入应用,性能更强、种类更丰富、智能化水平更高的传感器将创造更多工作生活新场景,帮助人们“感受”美好生活。(作者:褚君浩,系中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员)
  • 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
  • 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。
  • 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。
  • 最终确认!2021中关村论坛系列活动之2021雁栖湖科学仪器和传感器论坛(SISF 2021)重磅来袭!
    为加快推动怀柔高端仪器和传感器产业发展,助推怀柔综合性国家科学中心建设,将科学城建设过程转化为仪器和装备创新研发过程,中国仪器仪表学会、北京怀柔仪器和传感器有限公司共同发起的2021中关村论坛系列活动——“2021雁栖湖科学仪器和传感器论坛”,将于2021年7月21日-22日在北京雁栖湖国际会展中心隆重举办!  作为中关村论坛走进十六区的活动之一,2021雁栖湖科学仪器和传感器论坛”以“探究未知,引领未来”为主题,旨在通过深化科学仪器和传感器产业学术交流与合作,探索有利于自主创新、基础研究、成果转化和产业链优化的路径和模式,促进国内外科学仪器和传感器重大成果落地北京,推动国内科学仪器和传感器产学研深度融合,在未来新型生态系统建设和新一轮产业变革中抢占先机。同时,怀柔区主动融入北京市“两区”“三平台”建设,将论坛打造为“中关村论坛”的高水平系列论坛,以更高水平的开放态势吸引先进项目落地和高端创新要素集聚。  大会简介  中文名称:2021雁栖湖科学仪器和传感器论坛  英文名称: Yanqi Scientific Instruments & Sensors Forum 2021(英文缩写: SISF 2021)  大会时间:2021年7月21日-22日  大会地点:北京雁栖湖国际会展中心  大会主题:探究未知,引领未来  本届大会将凭借怀柔科学城的品牌优势,进一步吸引科学仪器核心资源集聚,为北京市建设国际科技创新中心提供重要助力,为国家战略科技力量培育提供坚实储备。论坛聚焦科学仪器及传感器领域的前沿科技和产业趋势,注重学术界与产业界的深度融合,是技术交流、政策解读、成果转化、产业衔接的开放式平台,必将成为规格高、范围广、影响力强的品牌生态大会。  整合政产学研用各界资源、推动科学仪器及传感器产学研融合  本届论坛汇聚诸多国内外科学仪器及传感器领域的重量级嘉宾,整合政产学研用各界资源,中国工程院院士,中国科学院科技促进发展局、中国电子科技集团等专家将详细分析仪器产业和传感器产业发展现状和问题思考,为论坛提供坚实的学术、技术支撑和组织保障。  国内外大咖共话科学仪器&传感器关键技术和应用进展  科学仪器和传感器作为新型产业生态系统的基础设施,具有重要战略基础作用,其中的关键技术既包括基础科学,也包括技术科学和应用科学,来自中国、美国、英国、日本的顶级学者将展示这一领域中关键技术研究的最新动态,也将为科学仪器和传感器产业关键技术突破提供科技成果、解决方案和多维思路。  把握网络化时代新机遇,共促怀柔科学仪器及传感器新发展  5G时代已然来临,网络成为产业要素重置和生态重构的基础架构,随之而来的测试、安全、存储、传输、数据处理等环节技术难题也层出不穷。这是重点领域的必解题,也是产业协同发展的契机,只有领先一步才能把握时代机遇,促进怀柔科学仪器及传感器新发展。高端、融合、创新、引领促进科学仪器及传感器创新成果集聚推动科学仪器及传感器产学研融合加快新型生态基础设施建设2021年7月21日-22日北京怀柔不见不散!  怀柔概况  怀柔区位于北京市东北部,北依燕山山脉,南偎华北平原,全区总面积2122.8平方公里,距中心城区50公里,距北京首都国际机场32公里。截至2020年底,怀柔区有12个镇、2个乡、2个街道办事处,常住人口44.1万人。《北京城市总体规划(2016年-2035年)》确定怀柔区的功能定位是:首都北部重点生态保育和区域生态治理协作区 服务国家对外交往的生态发展示范区 绿色创新引领的科技文化发展区。“十四五”期间,怀柔区将立足首都功能重要承载地和生态涵养区定位,坚持“怀柔就是科学城、科学城就是怀柔”的工作理念,聚焦北京怀柔综合性国家科学中心,以保护良好的生态环境为基础,以构建科技创新生态为核心,以打造新型城市形态为支撑,以培育“高精尖”产业业态为根本,以营造风清气正政治生态为保障,不断开创科学城统领“1+3”融合发展新局面。  怀柔科学城  怀柔科学城规划范围100.9平方公里,以怀柔区为主,并拓展到密云区部分地区,是北京建设国际科技创新中心“三城一区”主平台之一,是国家发展改革委、科技部联合批复的北京怀柔综合性国家科学中心的核心承载区,是我国建设创新型国家和世界科技强国的重要支撑。战略定位是建成与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区。怀柔科学城正在形成具有全球影响力的重大科技基础设施集群,将成为国家战略科技力量的重要组成部分。
  • 世界最小超声波传感器问世
    英国研究人员16日说,他们制造出了世界上最小的超声波传感器。它是如此微小,以至于可以在一根头发丝上排成队列。这一成果可广泛用于探索细胞内部等微观环境。   英国诺丁汉大学当天发布公报说,该校应用光学研究小组制造出了这种微型超声波传感器。它比现有的超声波传感器要小许多,500个这种传感器排在一起才会达到一根头发丝的宽度。它同时具有超声波特性和光学特性,在感知到超声波时会微微变形,这种变形可以被照射它们的激光所探测到,从而获得超声波的信息 反过来,如果对它发出一个激光脉冲,它也可以受激向外发出超声波,探测目标对象。   研究人员马特克拉克说,纳米技术的兴起带来了对微型超声波探测器的需求,他们开发的新设备将超声波探测技术推广到了纳米尺度上。目前人们比较熟悉的超声波应用是医疗检查,这种新型设备就可以用来对一个细胞的内部进行超声波检查,提供过去难以获得的生理信息。   此外,这种超声波传感器的分辨率也很高,它所用的声波频率超出了可见光的频率,因此在理论上它可以获得比最好的光学显微镜还要清晰的图像。
  • 杜江峰院士团队利用固态自旋量子传感器在微观尺度探索新奇自旋相互作用
    杜江峰院士团队利用金刚石中氮-空位色心作为固态自旋量子传感器,在微观尺度对于一系列新奇自旋相互作用展开实验搜寻并给出新的实验限定。相关研究成果分别发表在《国家科学评论》[National Science Review 10, nwac262 (2023)]、《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 131, 071801 (2023)]和《美国国家科学院院刊》[Proc. Natl. Acad. Sci. 120, e2302145120 (2023)]。探索超越标准模型的新物理现象能够有助于解答一些不能用标准模型解释的基本问题,例如强CP疑难以及暗物质与暗能量的物理本质。近年来对一些新玻色子诱导的新奇自旋相互作用进行实验搜寻成为研究重点。2018年杜江峰团队在国际上原创提出将金刚石氮-空位(NV)色心的单电子自旋构筑为量子传感器,可用于搜寻电子与核之间的新奇自旋相互作用,并成功将实验搜寻的力程拓展到亚微米尺度[Nature Communications 9, 739 (2018)]。随后对一系列自旋相互作用在微观尺度实现了高精度的实验搜寻[Physical Review Letters 121, 80402 (2018),Physical Review Letters 127, 010501 (2021)]。为了进一步提升搜寻能力,团队向两个方向推进:1、发展更高灵敏度的传感器,用于实现更高精度的实验检验;2、发展新形态的传感器,打开更短力程的探测窗口。为了实现更高灵敏度的传感器,团队实现高品质金刚石NV系综电子自旋生长工艺,将单自旋探测器升级为系综自旋传感器,使得更多NV色心能够被同时用于测量,极大提升了探测精度,从而实现对一系列新奇自旋相互作用的实验搜寻[National Science Review 10, nwac262 (2023),Phys. Rev. Lett. 131, 071801 (2023)]。另一方面,团队充分利用单NV色心作为原子尺度传感器的优势,结合微机电技术和硅基纳米工艺,实现可扩展的自旋-力学量子芯片。实验表明该芯片在力程小于100 纳米处将观测约束提升2个数量级[PNAS120,e2302145120 (2023)]。这些成果展示了利用金刚石NV色心自旋量子传感器来研究各种超出标准模型的新物理有独特优势,有望激发宇宙学、天体物理和高能物理等多个基础科学的广泛兴趣。论文信息(†为共同一作,*为共同通讯作者):1.Hang Liang†, Man Jiao†, Yue Huang†, Pei Yu, Xiangyu Ye,Ya Wang, Yijin Xie, Yi-Fu Cai, Xing Rong*,and Jiangfeng Du*,National Science Review 10, nwac262 (2023).https://doi.org/10.1093/nsr/nwac2622.Diguang Wu†, Hang Liang†, Man Jiao*, Yi-Fu Cai, Chang-Kui Duan, Ya Wang, Xing Rong*, and Jiangfeng Du*,Phys. Rev. Lett. 131, 071801(2023).https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.0718013.Longhao Wu†, Shaochun Lin†, Xi Kong, Mengqi Wang, Jingwei Zhou, Chang-Kui Duan, Pu Huang, Liang Zhang*and Jiangfeng Du*, Proc. Natl. Acad. Sci. 120,e2302145120 (2023)https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302145120
  • 仪器信息:PH传感器是什么?
    pH是水溶液最重要的理化参数之一。凡涉及水溶液的自然现象。化学变化以及生产过程都与pH有关,因此,在生活用水、工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH。接下来我们来了解一下pH传感器,PH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器。pH传感器可以对大型反应槽或制程管路中pH值测定;耐高温杀菌、CIP清洗;电极长度有120、150、220、250、450 mm等多种选择。PH传感器用于多种场合的pH值测量,比如:水源地水质PH值测量、废水污水场合pH值测量,电镀废水场合pH值测量,高温场合pH值测量,发酵场合pH值测量,高压场合pH值测量等多种场合pH值的测量。在实际使用过程中,pH实际使用过程中,在pH传感器可能会存在以下问题:灵敏度/斜率下降,响应迟缓,噪声信号以及化学破坏。⑴灵敏度/率斜:在pH和探头的电极电位之间存在一定的理论关系(见前述的能斯特方程)。新的pH探头可接近其理论斜率(即25℃下每pH单位的电极电位为59mv),但随着探头的老化或破坏,灵敏也会不断下降。将系统进行某种pH校准(通过缓冲液设置控制)后,再用一种或多种缓冲液进行检验。与预期结果不同的是,pH计的读数会系统性地偏离已知缓冲液的pH值。如果所得到的线比较陡,说明斜率设置过低;如果所得的线比较平缓,则说明斜率设置过高。⑵清洗 :当pH探头表现出响应延迟或灵敏度下降时,就需要对其进行清洗。pH探头恶化的主要原因是发酵液中的物质污染了多孔塞,多孔塞如果被污染就会由白色变成褐色或黑色。为防止污染,可将pH探头浸泡在10mmol/L HCl溶液中,这样不会损坏pH传感器(这也可用于运行间歇期间常规保存pH探头)。有时添加胃蛋白酶有助于去除蛋白质沉淀。如果HCl处理没有效果,可以尝试下面两种方法,尽管它们具有一定的损坏pH探头的风险,但也有一定的效果。将pH探头浸泡于1%左右的H2O2 溶液中约1~2h;或者对多孔塞进行温和的机械清洗,即采用锋利的刀片刮去外表面的沉积物。⑶ 电干扰: pH计的高阻抗和放大器线路可能会产生一些问题,这使得pH探头对由其他电气设备的杂散场入口的感应电压带来的噪声比较敏感,对由载有pH探头信号的两个接线柱间微量的电流泄漏引起的错误响应也较为敏感。为此pH传感器或pH计的制造商提供了专用的屏蔽导线和接线柱。如果存在过量噪声,可将pH探头导线从其他电线处移开以减少噪声。搅拌器电机可能是一个干扰源,这可通过将电机关闭几秒钟来检查。⑷防止机械破坏:pH探头相当易碎,在发酵罐的安装和清洗过程中容易破损。因些建议在发酵罐准备的后期再插入pH探头(需要在这里进行校准),在使用后(下罐)拆卸时先取出pH探头。传感器发生破损的很多情况是由于未取出传感器就直接提起了发酵罐的顶盖。为了避免探头在运行间歇期间贮存时产生破损,一个简便方法是将传感器置于一个塑料量筒内,该量筒内装有专用溶液。选择合适的量筒尺寸,以使探头的较宽部位也可放入,球形检测部位悬浮在底部上方(如可将一个棉塞入量筒底部),同时最好将量筒用夹子固定。
  • 复旦开发光增强化学晶体管传感器,实现中性小分子的高灵敏检测
    小分子作为分子量小于 1000 道尔顿的化合物,在生命活动中发挥着重要的作用。对小分子进行检测和分析,无论是在生物医学领域,还是在疾病的早期诊断中,都是非常必要的。目前,市场上已出现不少小分子检测方法,包括光谱学、电化学等技术,但它们也同时存在着各种缺点,比如操作复杂、通量小、设备昂贵等。与上述传统的检测技术相比,场效应晶体管(field-effect transistors,FET)这种传感器平台则具有诸多优点,如灵敏度高、响应速度快、即时检测等。在该平台中,石墨烯作为导电通道,当其与小分子相互作用时,和电荷转移相关的化学掺杂效应会改变它的电势,导致石墨烯 FET 通道的电导发生实时变化。其中,必须说明的是,小分子的电荷量或分析物的氧化还原性,对化学门控调制起着决定性作用。也就是说,这种晶体管传感器,更适用于检测那些带电量较多的分子,而无法很好地检测那些电荷很少、且氧化还原性能较弱的小分子。复旦大学魏大程研究员带领的课题组,以新型场效应晶体管材料的研发为研究重点(课题组主页:www.weigroupfudan.com)。近期,该课题组发现了一种光化学门控效应,可以通过引入额外的光门控调制,来提高小分子的检测灵敏度。基于此,他们在石墨烯 FET 通道上,生长了具有良好光敏性的共价有机框架材料,能够吸收大量的光能量,并产生丰富的光电子,进而放大对化学信号的电流响应。图丨团队合照(来源:魏大程)接着,该团队采用光门控和化学门控协同的策略,开发了一款光增强化学晶体管传感器,实现对不同小分子,包括中性分子在内的高灵敏检测。利用该器件,他们成功检测到由细胞产生的、浓度低于 10−19M 的二羰基代谢物甲基乙二醛(methylglyoxal,MGO),至少比现有的技术低 5 个数量级。需要说明的是,MGO 是糖尿病、心血管病等疾病的重要参与分子,此前传统的小分子检测方法,很少能够实现对浓度低于 10−9M 的 MGO 的检测。在检测 MGO 的基础上,该器件还可以通过在共价有机框架材料上设计活性位点的方式,实现对其他具有不同电荷性质的小分子的检测。并且,对共价有机框架材料的分子结构进行调整,还能满足对其他疾病标志物的检测,比如蛋白质、离子、核酸等。图丨光增强化学晶体管(来源:Journal of the American Chemical Society)据魏大程介绍,该研究开始于 2018 年左右,整个过程持续了两到三年时间。“我们先是发现了一些光增强的电学响应信号现象,但并不清楚其中的机理,后来做了很多对比实验,同时也进行反复的讨论分析,才明白其实际上是光栅效应和化学效应的协同作用导致的。”他说。同时,他也表示:“我们利用光增强技术的好处是,能够对信号放大,使晶体管传感器发展成一个通用平台,既可以检测带电量较高的小分子,也可以检测带电量较低的小分子。”图丨光增强化学晶体管(来源:Journal of the American Chemical Society)2023 年 4 月 25 日,相关论文以《用于小分子超灵敏检测的光增强化学晶体管平台》(Photo-Enhanced Chemo-Transistor Platform for Ultrasensitive Assay of Small Molecules)为题在 Journal of the American Chemical Society 上发表[1]。图丨相关论文(来源:Journal of the American Chemical Society)复旦大学硕士研究生王乾坤、艾昭琳为该论文的共同第一作者,复旦大学魏大程研究员为论文的通讯作者。整体来看,该研究拓宽了晶体传感器平台的应用范围,具有快速、易于操作、高灵敏等优点的传感器件,有望在生物医学研究、健康监测和疾病诊断中实现应用。魏大程表示:“我们实验室主要想将晶体管传感器与医疗相结合,开展一些生化检测方面的研究。不过,实现小分子检测只是研究的一部分,这里面还有许多科学问题和技术问题有待解决。比如,我们想实现对癌症的检测。虽然这方面也已经有了很多相关技术,但在进一步提高检测的准确性上还有研究的空间,所以接下来我们也计划朝着这个方向进行探索。”此外,生化传感领域,尤其是晶体管传感技术,目前尚处于实验室阶段,现在,临床上还没有在大规模使用的产品。该团队也正在和相关企业进行交流,希望能够基于所开发的技术,打造一些具有较强实用性的产品,推动产业领域的应用。
  • 传感器能为城市大气环境精细化管理做什么?
    山东省济南市,2017年8月,首批100辆出租车装上了能监测PM2.5和PM10的传感器,使得济南成为全国首个利用出租车进行大气监测的城市。同年10月,又有200辆出租车加装道路走航监测设备。在北京,中国环境科学研究院大气环境研究所科研楼三层楼顶,一排排精密仪器正在不停运转,一组组数据被精确记录。传感器测试观测室里多台不同品牌不同型号的大气污染物传感器正在进行性能比对,这些数据将为改进传感器性能提供基础依据。从济南到北京,从车载传感器到传感器测试观测室,新型低成本大气传感器是中国环境科学研究院大气环境研究所的研究方向之一。作为生态环境部直属科研单位的中国环境科学研究院,近年来正在不断投入开展大气传感器的相关研发,为城市大气污染监测与溯源提供更精细的技术工具和数据依据。始于需求 源自基层大气传感器应用始于基层,源自2013年的一个电话。“我们从2013年开始研究城市网格化监测和大气传感器的应用,其需求来源于2013年山西省太原市的一个电话。”中国环境科学研究院大气环境研究所副所长高健告诉记者。2013年,全国首次开展城市空气质量六项参数监测,也就是这一年,太原市夏季出现了严重的臭氧污染。为了扭转不利局面,太原市政府找到了中国环境科学研究院团队。但当时的太原只有4个监测点位,很难全面代表整个城市的污染状况。无奈之下,高健团队利用手动采样的方法在太原布设了60个监测点位,没想到效果很好,整个城市的污染地图被很好地呈现出来。从那时起,高健带领团队开始寻找便捷、低成本、有一定精度的传感器产品,来替代成本高、耗人力大但精度高的手工方法。2013年—2016年,大气污染防治领域开始出现类似产品,“微型站”开始成为“标准站”的有效补充。2016年,高健团队组织了包括国内外十余个品牌的大气传感器评测工作,为时一年的细致评测后,发布了研究论文,阐述了大气传感器的适用条件、存在问题和改进方案。在大气污染防治应用方面,大气传感器也迎来了井喷,针对工地、企业、园区、港口等目标场景的固定式应用,逐渐发展到无人机搭载、船载、车载等移动方式。例如济南市生态环境局2018年全面建成1000余个微站,在市、区县、街镇三级大气污染联防联动中得到广泛应用,实现了济南市大气污染治理向公里级网格化精细监管、快速精准溯源、联动高效治理的转变。目前,环保无人机搭载传感器设备在全国多个工业园区进行污染源位置排查、环境应急监测,锁定排放源,联动环境应急处置。船载传感器也已在江苏、上海等地示范应用,监测内河、港口等重点区域的空气质量,补全移动源监管的重要环节。小小传感器 能解大问题每个城市有各自的“基因”,决定了人与路的关系。道路是城市的血管,密集处往往是人口聚居地,是商业发达区域,是各类污染排放聚集区。在济南,从你身边经过的出租车,或许不是寻常的出租车,它可能装载着传感器。这些设备从出租车的外观上是看不出来的,因为设备藏身在车灯里。别看传感器体积小,它能弥补固定环境监测器械分布不均匀的缺陷。“在项目初期,我们考虑可以利用出租车的覆盖范围广、监测结果不受人为干预的特点,在车顶上安装传感器,可实时监测污染情况,通过与现有的空气监测站等定点大气网格化监测数据相互补充、相互校准的方式,获得监测区域的大气质量数据,高效促进大气污染源头治理。”高健告诉记者。每3秒一组数据;定位精度小于20米,精准治理;300辆车每天合计行程超过 6.9万公里,数据超过360万组,平均每天可覆盖95%以上的主城区机动车道路……这些数据弥补了定点大气网格化监测的不足,依托传感器的有力支撑,可以实现城市毛细血管的净化与疏通。获取数据只是第一步,治理才是关键。相关部门可以根据从出租车传感器上获取的实时数据,精准锁定哪些地方有道路扬尘污染,从而进行精准治理,既节约时间,也节约了成本。在安徽省亳州市,除市区所有出租车外,还投入了近百辆装有大气环境监测系统的小型车辆,做到了监管全覆盖。相关人员一旦发现手机云图上出现颜色异常,就会第一时间在微信群里反映,通知对应的部门和执法人员到现场进行处理。截至目前,全国已有40多个城市,数千辆出租车安装并应用了这一传感器。“下一步,我们将加强研究,把传感器做精、做好,利用传感器体积小、成本低的优势,帮助城市更好地解决当地空气污染问题。”高健表示。新型传感器 面向新需求生态环境治理精细化是新时代生态文明建设的新要求、新考验。数据准确、参数齐全的新型传感器正在走上舞台。大气传感器需要解决的不仅仅是高时空分辨率的数据支撑,更是要通过多参数、全方位的监测,提升我们对城市污染来源和影响的科学认识。近年来,高健团队并没有停止对传感器技术前沿的探索。“新产品、新方法、新技术如雨后春笋般不断涌现,关键是要锁定最合适的产品和技术,解决科学需求。”中国环境科学研究院大气环境研究所助理研究员沈毅成告诉记者,“我们正在将新型的粒径谱传感器、黑碳传感器应用于走航监测中。新型的测量参数能够帮助我们区分道路扬尘、柴油车、汽油车尾气和城市本底污染,实现街区尺度的颗粒物来源解析。”目前,济南市的微站网络和走航出租车搭载的PM2.5传感器已经全部升级成为粒径谱传感器,能够将颗粒物的浓度细分成31个粒径区间,可以有效区分不同类型的颗粒物对PM2.5、PM10的相对贡献。“更加先进设备不断走出去,多元化的数据不断传回来,大数据赋能智慧环保已经到来。”沈毅成表示。
  • 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。
  • 新品上市|AADI新型光学浊度传感器
    浊度传感器4296浊度传感器4296是一款紧凑型全集成传感器,用于测量水中的光学反向散射。旨在与使用AiCaP CANbus的SeaGuard或SmartGuard数据记录仪一起搭配使用或作为使用RS-232的独立传感器。优势:与SeaGuard和SmartGuard轻松集成的智能传感器;直接读出工程数据,多点出厂校准;输入现场特定参考数据以接收以mg/l 为单位的绝对值;坚固耐用,维护需求低;输出格式包括AiCaP CANbus,RS-232;可选3种深度范围-300、3000和6000 米。浊度是一种描述导致光被悬浮颗粒散射的水的光学特性。高颗粒浓度导致高浊度。通过建立浊度与当地的悬浮物质之间的关系,这类测量可用于评估悬浮物质的浓度。浊度传感器4296测量红外光的反向散射。使用高效发光二极管将调制光发送到水中。反向散射光由灵敏的光电二极管拾取,然后该信号经过调节、线性化并转换为工程单位数据 (FTU) 。除了浊度,传感器还测量水温。Aanderaa新型光学浊度传感器4296光学浊度传感器基于Optode技术进行生产,该技术已在100多篇科学出版物中为要求苛刻的客户证明了长期稳定的氧气测量。其他品牌的浊度传感器通常未经过校准,但Aanderaa的浊度传感器经过了多点校准,可确保准确性、可追溯性和可替换性。无论水有多浑浊,并行的传感器读数均能保持相同。该传感器可作为开放协议传感器通过串行接口使用,也可用作SeaGuard/SmartGuard多参数平台的一部分。Aanderaa在制造浊度传感器方面有着悠久的传统,从1990年初的第一批3612传感器到今天的新型4296传感器。我们很高兴将该款新传感器推向市场。欢迎4296的到来!
  • 小身材大作为:光纤传感器应用前景及场景剖析
    p   光纤传感器是近年来势头正猛的“科技新贵”,因为它有极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、能与数字通信系统兼容等优点,已被广泛应用于电网系统、道路监控、轨道交通、食品安全等领域。 /p p   紧贴时代发展趋势,由中国光学工程学会光纤传感技术专家工作委员会、中国光纤传感技术及产业创新联盟组织的2019第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会将于2019年8月5日-7日在北京国家会议中心组织召开。 /p p strong   科技新贵之光纤传感器 /strong /p p   光纤传感技术是一种新型传感技术。通过光的反射、折射和吸收效应,光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等,可使光波的振幅、相位、偏振态和波长等参量直接或间接地发生变化,因而可将光纤作为敏感元件来探测各种物理量。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 404px height: 263px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/b0818f87-2205-4c37-9840-bd1f8c595af5.jpg" title=" 113.jpg" alt=" 113.jpg" width=" 404" height=" 263" / /p p   中国已成为全球光纤传感器消费最大国,在国产化进程有一定的突破。据了解,以南京大学、深圳中科传感为代表的大学及研究院等机构,基本掌握了全套的光纤传感器方案。而在光纤传感系统的核心部件上,厦门彼格的窄带光源、世维通的铌酸锂波导等为代表相关的器件,都不甘落后争相实现自主研发。 /p p   纵观整个行业市场,目前中国光纤传感器的自主研发仍是“短板”,总体市场化水平仍落后外国。据统计,中国传感器新品研制率落后美日等国近10年,产业化水平落后10-15年。未来,中国光纤传感市场产业化格局有待提升,物联网技术的加持,将推动中国光纤传感市场走向新一轮发展高峰。 /p p    strong 光纤传感器应用场景分析 /strong /p p   物联网俨然已经成为光纤传感器国产化的重要推手。物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数,从而为物联网提供更可靠的数据信息,再经过系统的处理,得到人们需要的结果。可见,光纤技术在物联网中有很广阔的应用前景。 /p p   正是敏锐捕捉到光纤传感器技术在上述领域日益紧密的行业风向,第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会致力于全面拓展光纤传感器科技应用领域终端,聚焦智能电网、矿山安全、轨道交通、海洋与环境、地质与水利等各个应用行业,展现国内巨头企业相应的创新综合解决方案。 /p p   光纤传感器在智能电网领域起到重大作用。利用光纤传感技术对输电线路进行安全监控,通过对输电线路上发生的触碰光缆、接头盒、光芯等扰动的实时监测,采集和分析信息,判定扰动发生的位置、类型、强度,以帮助线路维护人员及时发现输电线路的破坏行为,有效解决对线路损毁的预警监测,为电力系统提供告警、智能分析和辅助决策支持。 /p p   光纤传感器也同样发力道路安全领域。伴随着工业与交通运输的发展,桥梁的跨度增加以及结构的复杂趋势,使得其安全隐患受到更多的关注。把光纤传感系统埋入水泥结构形成能够感知应力和断裂损伤的能力。同时,利用张力传感器感受隧道容易发生塌方的局部的变形情况,这些信息可以与互联网相结合,实现对这些基础设施的长期稳定的实时监测,减少事故的发生。 /p p   光纤传感器在轨道交通领域的作用也不容小觑。以中国自主研发的高铁列车代表作——和谐号380AL为例,一辆列车里的传感器数量多达1000多个,平均每40个零部件里就有一个是传感器。它们承担着状态监视、故障报警、车载设备控制等功能。中国工程院院士、中车株洲所总经理丁荣军曾一语道破光纤传感器的重大作用,它对于收集列车的运行状态信息、高速综合检测列车、钢轨探伤、轨道状态远程监测、室内外环境综合传感等方面都起到了不可或缺的作用。 /p p   strong  行业翘楚荟萃 看点十足 /strong /p p   第八届中国(北京)国际光纤传感技术及应用大会暨展洽会目前已进入倒计时,诚邀您八月相聚北京国家会议中心,感受这个绽放出耀眼科技光芒的盛会! /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 514px height: 295px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/f9808917-ffd1-4382-89fa-a8893f2e65a4.jpg" title=" 115.png" alt=" 115.png" width=" 514" height=" 295" / /p p   strong  看点一:大咖领衔名企云集 定义光智造未来 /strong /p p   会议将邀请清华大学教授廖延彪、北京航空航天大学张惟叙教授、加拿大皇家科学院院士鲍晓毅及国内光纤传感领域的优秀研究团队等亲临现场助阵。会议内容涉及光纤传感系统在轨道交通、海洋与环境领域应用、矿山安全、智能电网、地质与水利工程中的应用等。 /p p   strong  看点二:匠心巨制 同期展会争奇斗艳 /strong /p p   会议现场将同期举办第十一届光电子· 中国博览会,会议还将呈现激光智能制造、全球高校· 研究所· 重点实验室创新技术、红外微光技术及应用、智能信息、光学制造、精密光学与光电检测六大主题展,吸引了从光学元器件到终端用户应用的众多行业龙头企业及科研机构参展。 /p p    strong 看点三:精准孵化采购新商机尊享高端定制贵宾服务 /strong /p p   第十一届光电子· 中国博览会将为光电行业的高管及专业买家提供新产品、新资讯、新方向、新商机贵宾导向服务,提升买家参观体验感,使买家豪享高端定制上中下游产品的一站式采购服务。 /p p   本届光博会展商参展/参观登记/参会注册均已全面上线,欢迎登陆展会官网或官方微信预约登记。 /p p   展会报名地址:http://www.cipeasia.com/ /p p br/ /p
  • “金刚石薄膜电极式海洋盐度传感器研制与应用”获2022年度青岛市科技进步一等奖
    8月22日上午,青岛市委、市政府召开全市科技创新大会,深入学习贯彻习近平总书记关于科技创新的重要论述,认真落实全省科技创新大会精神,总结成绩,表彰先进,研究部署我市科技创新工作。市委书记陆治原出席会议,为市科学技术最高奖获得者颁奖并讲话,市委副书记、市长赵豪志主持,市人大常委会主任王鲁明出席。大会宣读了《青岛市人民政府关于2022年度青岛市科学技术奖励的决定》。2022年度青岛市共授予科学技术最高奖1人,自然科学奖10项(一等奖3项、二等奖7项),技术发明奖3项(一等奖1项、二等奖2项),科技进步奖105项(一等奖22项、二等奖83项),国际科学技术合作奖1人。山东省科学院海洋仪器仪表研究所作为第一完成单位共获市科学技术奖4项,其中科技进步一等奖2项(全市共22项),二等奖2项;获奖数量创历史新高。   “山东省科学院海洋仪器仪表研究所海洋仪器装备成果转化卓越贡献团队”荣获2022年度青岛市科技进步奖科技成果转化卓越贡献个人(团队)类一等奖(全市共3项)。该奖项体现了研究所在科技成果转化工作的突出成绩和社会贡献。近年来,研究所通过不断探索创新,牵头建设国家海洋技术转移中心海洋仪器领域分中心、国家海洋监测装备产业技术创新战略联盟、青岛市海洋监测装备创新创业共同体,加入了青岛市科技创新服务机构库,构建了从市场技术需求对接、专利布局与保护、成果中试、成果推广应用、成果产业化等全链条技术服务体系;打造了可复用可移植的科研机构成果转化模式;推动了系列具有自主知识产权的重大仪器装备产业化;成立产业化公司8家,总注册资本18457万元,社会资本投资5807万元,提供就业实习岗位28个,工作岗位上百个,已吸引就业人员70余人。   “金刚石薄膜电极式海洋盐度传感器研制与应用”荣获2022年度青岛市科技进步一等奖,彰显了团队在海洋盐度传感器领域的领先地位。该项成果由海洋功能薄膜材料与应用创新单元盖志刚研究员主持完成,突破了海洋盐度核心传感电极材料及其器件化“卡脖子”技术,建立了从金刚石薄膜敏感材料设计制备,到盐度传感器研制应用及系列化传感器市场化的国产化替代技术链条,形成了系列化的温盐深传感器产品,打造核心技术自主可控、国内唯一的金刚石薄膜温盐深传感器产品线,有力支撑了国家海洋立体监测网络建设和海洋强国战略。
  • 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。
  • 第11届全国化学传感器学术会议日程
    第十一届全国化学传感器学术会议第三轮通知   各位参会代表:   2011年是国际化学年。好消息!金秋时节,由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业委员会主办,湖南大学、上海师范大学和江苏江分电分析仪器有限公司联合承办的2011年第十一届全国化学传感器学术会议定于10月22-25日在湖南长沙市芙蓉华天大酒店召开。现将有关与会的具体安排通知如下:   一、大会学术安排   10月22日:全天报到   10月23日:大会开幕式,大会报告   10月24日:大会报告,闭幕式   10月25日:代表离会或参加考察   二、大会报告安排   1、陈洪渊 院士 南京大学 细胞图案化与细胞传感研究   2、张玉奎 院士 中科院大连化学物理研究所 色谱分离与蛋白质组学的最新研究进展   3、庄乾坤 国家自然科学基金委员会 (NSFC) 国家自然基金委分析化学学科发展战略与项目资助情况   4、杨秀荣 中科院长春应用化学研究所 双偏振干涉测量技术研究生物分子相互作用:基于功能化脱氧核酸实时无标检测小分子   5、周飞艨 加利福尼亚州州立大学洛杉矶分校,中南大学电化学和光谱学方法用于生命体系中动态过程研究   6、王柯敏 湖南大学 基于氧化石墨烯的DNA聚合酶检测新方法   7、周道民、章宗穰 美国Second-Sight公司,上海师范大学 生物医学植入器件的刺激电极和传感电极   8、陶农建 Arizona State University,USA Plasmonic-Based Electrochemical Current and Impedance Imaging and Applications   9、鞠熀先 南京大学 纳米生物传感新策略   10、钟传健 State University of New York at Binghamton Biomolecular Recognition with Functional Nanoprobes   11、庞代文 武汉大学 量子点标记多靶单病毒示踪研究流感病毒侵染动态过程   12、谭蔚泓 湖南大学 生物传感的基石:分子识别   三、会务安排   1. 报到   报到时间:10月22日8:00—22:00, 会议代表在报到处确认注册后,领取代表证、会议指南、论文集、就餐券、纪念品等。   报到地点:芙蓉华天大酒店,地址:长沙市湖南省 芙蓉区五一大道176号   电话:(0731)84401888。   2. 住宿   会议期间与会人员住宿费用自理,住宿费标准:芙蓉华天大酒店单人间,标准间:268元/间 银河大酒店双标间:160元/天,豪华双标:200元/天。   四、会议注册   与会代表的食宿统一安排,差旅、住宿费用自理。注册费包括资料费、会务费和餐费等,报到时以现金交付。会议代表每位900元(在读研究生代表每位600元,注册时请出示学生证件)。   五、会议日程安排   请见本通知附件及会议网站,如有疏漏、问题或希望调整,望及时反馈,谢谢!   六、会议联系方式   会议主页(http://huiyi114.cn)   联系人:吴海龙 庞新宇   联系方式:0731-88821848 传真:073188821848   E-mail:cbsc@hnu.edu.cn   七、会议考察   会议协助旅行社安排三条考察线路,费用自理。   八、友情提示   1. 由于参会代表较多,会务组无法安排接送,对此我们深表歉意。   2. 提供交通信息如下:   (1)、从火车站乘坐 113路(或 7, 118, 104, 105, 111, 117, 12), 乘2站在 曙光路口站 下车 或沿五一路步行约10分钟   (2)、从高铁火车站乘148路公交车至终点火车站,乘坐 113路(或 7, 118, 104, 105, 111, 117, 12), 乘2站在 曙光路口站 下车 或沿五一路步行约10分钟 打出租车约25-30元。   (3)、从机场乘坐机场大巴到终点站:民航大酒店,步行横穿五一路人行通道即到。打出租车约70元。   中国分析仪器学会化学传感器专业委员会   第十一届全国化学传感器学术会议组委会   2011年10月 10日 第十一届全国化学传感器学术会议 会 议 程 序 初 步 安 排 2011年10月22日 星期六 全天 报到注册 时间 内容 地点 08:00-22:00 注册 芙蓉华天大酒店 18:30- 晚餐 (自助餐) 21:00- 学术委员会会议 2011年10月23日 星期天 上午 时间 内容 地点 07:00- 早餐 08:20-08:50 会议开幕式 主持人:章宗穰 芙蓉华天大酒店---华天全厅 08:50-09:20 合影酒店正门前 主持人:杨秀荣、王柯敏 时间 类型 报告人 单位 报告题目 09:20-09:45 PL1 陈洪渊 院士 南京大学 细胞图案化与细胞传感研究 09:45-10:10 PL2 张玉奎 院士 中科院大连化学物理研究所 色谱分离与蛋白质组学的最新研究进展 10:10-10:35 PL3 庄乾坤 国家自然科学基金委员会 (NSFC) 国家自然基金委分析化学学科发展战略与项目资助情况 10:35-11:00 PL4 杨秀荣 中科院长春应用化学研究所 双偏振干涉测量技术研究生物分子相互作用:基于功能化脱氧核酸实时无标检测小分子 11:00-11:25 PL5 周飞艨 加利福尼亚州州立大学洛杉矶分校,中南大学 电化学和光谱学方法进行生命体系中的动态过程研究 11:25-11:50 PL6 王柯敏 湖南大学 基于氧化石墨烯的DNA聚合酶检测新方法 11:50-12:15 PL7 周道民、章宗穰 美国Second- Sight公司,上海师范大学 生物医学植入器件的刺激电极和传感电极 12:10- 午餐 (自助餐) 14:00-18:00 报展 I (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 2011年10月23日 星期天 下午 第一分会场: 主持人:李根喜、于聪 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL1 李根喜 南京大学 基于蛋白质电化学研制的若干生物传感器 14:20-14:40 IL2 于 聪 中国科学院长春应用化学研究所 核酸诱导的小分子探针的集聚及自组装 14:40-15:00 IL3 郑建斌 西北大学 生物电化学与生物传感器的研究 15:00-15:20 IL4 王进义 西北农林科技大学 微流控芯片细胞分析 15:20-15:30 OP1 贾能勤 上海师范大学 基于有序介孔材料的生物传感应用 15:30-15:40 OP2 李钟卉 南京大学 基于蛋白质芯片的雌激素受体药物多靶点筛选方法 15:40-15:50 OP3 赵伟洁 浙江大学 基于多孔硅光子晶体的微流控体系实现细胞的实时非标记分析 15:50-16:00 OP4 赖国松 湖北师范学院 基于银沉积电化学溶出分析的高灵敏多通道免疫传感 16:00-16:10 茶歇 主持人:叶邦策、袁若 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL5 袁 若 西南大学 电化学蛋白质生物传感器的研究 16:30-16:50 IL6 叶邦策 华东理工大学 生物纳米传感器设计及在生化分析中的应用 16:50-17:10 IL7 胡乃非 北京师范大学 可开关的生物电催化与生物传感 17:10-17:20 OP5 董俊萍 上海大学 基于硅钼酸柱撑水滑石复合材料的电化学传感器研究 17:20-17:30 OP6 李珏瑜 浙江大学 HA修饰对细胞捕获的影响 17:30-17:40 OP7 甘 峰 中山大学 基于镍纳米线的过氧化氢传感器的研究 17:40-17:50 OP8 汪庆祥 漳州师范学院 基于一步电沉积壳聚糖-ZrO2-CeO2复合膜的DNA电化学传感器 17:50-18:00 OP9 陈建平 漳州师范学院 基于富勒烯衍生物修饰玻碳电极的电化学免疫传感器 18:00-18:10 OP10 李周敏 南京大学 基于纳米银生物探针的IgE可视化检测方法的研究 第二分会场: 主持人:由天艳、朱俊杰 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL8 朱俊杰 南京大学 量子点功能化与电化学生物传感 14:20-14:40 IL9 蒋兴宇 国家纳米科学中心 基于微纳尺度技术传感器的应用研究 14:40-15:00 IL10 许丹科 南京大学 生物微阵列芯片检测新方法的研究 15:00:15:20 IL11 由天艳 中国科学院长春应用化学研究所 电纺碳纳米纤维及其复合材料在电分析化学中的应用 15:20-15:30 OP11 刘清君 浙江大学 中华蜜蜂化学感受蛋白阻抗传感器的研究 15:30-15:40 OP12 孙兆辉 华侨大学 基于石墨烯增敏的印迹电化学传感器的制备 15:40-15:50 OP13 荆 莉 华东师范大学 基于链接反应的碳纳米管功能化及其应用 15:50-16:00 OP14 曹 忠 长沙理工大学 钆掺杂纳米二氧化钛修饰平板金电极测定火腿肠中微量亚硝酸根 16:00-16:10 茶歇 主持人:施国跃、王坤 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL12 牛 利 中国科学院长春应用化学研究所 石墨烯纳米组分电化学传感器应用 16:30-16:50 IL13 王 坤 江苏大学 基于介孔TiO2修饰电极实现多巴胺的选择性测定 16:50-17:10 IL14 施国跃 华东师范大学 新型复合纳米材料的电催化行为研究及其在活体分析中的应用 17:10-17:20 OP15 吴 硕 大连理工大学 虾中4-己基间苯二酚的高灵敏电化学检测 17:20-17:30 OP16 崔 亮 厦门大学 基于变构探针设计的荧光偏振技术用于小分子的高灵敏检测 17:30-17:40 OP17 彭 晖 华东师范大学 PEDOT修饰的微通道硅电极用于多巴胺、抗坏血酸及尿酸的同时测定 17:40-17:50 OP18 孙芳洁 大连理工大学 基于YSZ和Au敏感电极的混合电位型NO2传感器的特性 17:50-18:00 OP19 赵 路 南京师范大学 氯霉素复合分子印迹膜的制备及电化学研究 18:00-18:10 OP20 羊小海 湖南大学 一种基于G四聚体自身猝灭能力的新型单标记DNA探针用于Hg2+及半胱氨酸的检测 第三分会场: 地址: 主持人:杨黄浩、屠一锋 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL15 王振新 中国科学院长春应用化学研究所 功能化金纳米粒子的合成与应用 14:20-14:40 IL16 何治柯 武汉大学 规模合成水溶性低毒量子点用于疾病诊断及可视化检测 14:40-15:00 IL17 杨黄浩 福州大学 基于切刻内切酶的荧光型核酸适体传感器用于放大检测蛋白质 15:00-15:20 IL18 屠一锋 苏州大学 基于纳米增敏电化学发光的氧传感技术 15:20-15:30 OP21 姜大为 华东师范大学 氮掺杂二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能的研究 15:30-15:40 OP22 王 颖 南京大学 一种新颖的基于银纳米粒子荧光增强的适配体传感器 15:40-15:50 OP23 张 妍 福州大学 多壁碳纳米管表面茶碱印迹材料的制备与吸附性能 15:50-16:00 OP24 代 昭 天津工业大学 固相有机合成对基于无机纳米材料的荧光DNA探针微结构的控制作用 16:00-16:10 茶歇 主持人:冯锋、赵睿 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL19 赵 睿 中国科学院化学研究所 以石英晶体微天平研究尿液中三聚氰胺与三聚氰酸层层自组装相互作用 16:30-16:50 IL20 徐静娟 南京大学 新型电致化学发光生物传感器研究 16:50-17:10 IL21 冯 锋 山西大同大学 基于表面等离子体共振技术用鸡蛋黄抗体IgY测定转铁蛋白 17:10-17:20 OP25 姜 晖 东南大学 CdSe纳米颗粒的电化学发光动力学及其检测应用 17:20-17:30 OP26 李 慧 南京大学 聚合纳米银荧光探针检测人IgE的新方法 17:30-17:40 OP27 李 娟 福州大学 以氧化石墨烯为平台研究多肽和蛋白质的相互作用 17:40-17:50 OP28 王 荣 上海师范大学 基于TPAA载体的Fe3+离子选择性电极研究 17:50-18:00 OP29 陈荣生 武汉科技大学 核壳结构TiO2/C纳米纤维阵列的制备、微观结构及电化学行为 18:00-18:10 OP30 杨海峰 上海师范大学 钯纳米粒子修饰电极对过氧化氢电催化性能研究 时间 内容 地点 14:00-18:00 报展 I (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 18:30-20:00 欢迎晚宴 20:30- 专业委员会和刊物编委会联席会议 2011年10月24日 星期一 上午 时间 内容 地点 07:00- 早餐 8:00-12:00 报展 II (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 第一分会场: 地址: 主持人:双少敏、张文 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL22 张 文 华东师范大学 双酶传感器对大鼠血清与腹腔巨噬细胞内葡萄糖和胆固醇的同时检测 08:20-08:40 IL23 双少敏 山西大学 基于酶固定的新型抗坏血酸传感器的研究 08:40-09:00 IL24 王利兵 湖南出入境检验检疫局 一种测定双酚A的弛豫开关免疫传感器09:00-09:20 IL25 王升富 湖北大学 电化学生物传感器用于Fenton反应产生羟自由基对蛋白质损伤的监测研究 09:20-09:30 OP31 刘文娟 山西大学 基于酶固定的新型抗坏血酸传感器的研究 09:30-09:40 OP32 韩根亮 甘肃省科学院传感技术研究所 碳纳米管增强的谷氨酸生物传感器 09:40-09:50 OP33 艾仕云 山东农业大学 基于石墨烯-纳米金-锁核酸修饰的分子信标及酶催化放大反应的电化学microRNA传感器的设计 09:50-10:00 OP34 李 臻 浙江大学 用于微生物快速检测的微通道免疫分析芯片 10:00-10:10 茶歇 主持人:夏兴华、何品刚 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL26 夏兴华 南京大学 生物分子的界面行为及生物传感 10:30-10:50 IL27 杨小弟 南京理工大学 石墨烯和碳纳米管修饰电极间接测定生物体液中的铝 10:50-11:10 IL28 何品刚 华东师范大学 基于重氮功能化直立碳纳米管阵列的核酸适配体传感器的制备及其应用于凝血酶的检测 11:10-11:20 OP35 丁应涛 漳州师范学院 基于靛蓝胭脂红为杂交指示剂的高选择性电化学DNA传感器 11:20-11:30 OP36 胡涌刚 华中农业大学 伪狂犬病毒抗体磁性免疫传感器的研制 11:30-11:40 OP37 刘志敏 河南工业大学 基于石墨烯-纳米金复合物的乙酰胆碱酯酶生物传感器于马拉硫磷的测定 11:40-11:50 OP38 高峰 安徽师范大学 A DNA Sensor Based on FRET between Fluorescent Silica Nanoparticles and Gold Nanoparticles 11:50-12:00 OP39 张旋 漳州师范学院 空心球状CeO2–ZrO2–壳聚糖在金电极表面的一步电沉积及DNA传感分析应用 12:00-12:10 OP40 嵇海宁等 湖南大学 基于纳米金颗粒增强/猝灭荧光效应的多目标物检测及其逻辑门操作 第二分会场: 地址: 主持人:刘松琴、李景虹 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL29 李景虹 清华大学 石墨烯的电化学传感器研究 08:20-08:40 IL30 刘松琴 东南大学 掺氮碳空心微球制备及其电催化性质 08:40-09:00 IL31 胡文平 中国科学院化学研究所 自组装纳米材料与纳米器件/分子器件的研究? 09:00-09:20 IL32 宋世平 中国科学院上海应用物理研究所 生物传感器与生物芯片在现代分子诊断学中的应用? 09:20-09:30 OP41 陈旭 北京化工大学 新型石墨纳米材料修饰电极电化学生物传感研究 09:30-09:40 OP42 何婧琳 长沙理工大学 结合金纳米的层层自组装膜用于致癌基因c-myc蛋白的检测 09:40-09:50 OP43 丁亚平 上海大学 基于石墨烯氧化钴萘酚膜修饰玻碳电极的L-色氨酸电流型传感器 09:50-10:00 OP44 杨园园 西南大学 基于聚甲基丙烯酸-聚咔唑杂化型分子印迹聚合物的手性电化学传感器 10:00-10:10 茶歇 主持人:杜丹、杨荣华 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL33 杨荣华 湖南大学 茎部可控核酸探针设计策略 10:30-10:50 IL34 徐国宝 中国科学院长春应用化学研究所 三联吡啶钌电化学发光免疫分析和核酸测定? 10:50-11:10 IL35 杜丹 华中师范大学 磷化蛋白phospho-p5315的电化学免疫传感器 11:10-11:20 OP45 龚静鸣 华中师范大学 纳米增效型固相提取剂在典型环境污染物的净化和电化学检测中的应用 11:20-11:30 OP46 华亮 上海师范大学 碳纳米管复合材料修饰电极对芦丁和抗坏血酸的同时检测 11:30-11:40 OP47 王海霞 山西大学 基于β-环糊精接枝的磁性纳米共聚物修饰电极对色氨酸的化学传感器研究 11:40-11:50 OP48 费俊杰 湘潭大学 葡萄糖氧化酶在-环糊精共价键修饰SWCNTs/CTAB复合膜中的直接电化学及电催化 11:50-12:00 OP49 亓秀娟 福州大学 一种简单、快速、高灵敏检测痕量铜离子传感器的研制 12:00-12:10 OP50 马嘉悦等 湖南大学 基于大孔/中空碳球修饰玻碳电极的硝基苯高灵敏电化学传感研究 第三分会场: 地址: 主持人:杨朝勇、赵书林 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL36 杨朝勇 厦门大学 An Agarose DropletMicrofluidic Approach for Highly Efficient Single Molecule mplification and Its Application to Aptamer Selection 08:20-08:40 IL37 赵书林 广西师范大学 基于CdTe/CdS量子点与金纳米粒子的荧光共振能量转移测定三聚氰胺 08:40-09:00 IL38 肖丹 四川大学 金纳米颗粒的绿色制备及其在生物传感器中的应用 09:00-09:20 IL39 李向军 中国科学院研究生院 表面等离子共振法研究β淀粉样蛋白和金属离子相互作用 09:20-09:30 OP51 秦利霞 华东理工大学 CdTe/ZnS 量子点的表面修饰及在细胞中的应用 09:30-09:40 OP52 徐章润 东北大学 PDMS气动喷射混合器用于微流控芯片量子点合成 09:40-09:50 OP53 卢丽敏 江西农业大学 基于电聚合荧光素的高灵敏度和高选择性亚硝酸盐电化学传感器的研究 09:50-10:00 OP54 张海娟 浙江大学 基于离子液体修饰的多孔硅光学气体传感器 10:00-10:10 茶歇 主持人:谢青季、卢小泉 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL40 卢小泉 西北师范大学 Photoelectrochemical Study Based On The Functionalized-Metalporphyrin 10:30–10:50 IL41 谢青季 湖南师范大学 生物传感和生物燃料电池研究 10:50-11:10 IL42 徐景坤 江西科技师范学院 基于导电高分子复合材料的抗坏血酸氧化酶电化学生物传感器的开发和农业应用 11:10-11:20 OP55 汪海燕 华东理工大学 基于纳米通道传感技术对老年痴呆症致病蛋白的结构特性研究 11:20-11:30 OP56 马 巍 华东理工大学 选择性识别糖-蛋白作用的荧光传感器 11:30-11:40 OP57 余 刚 湖南大学 交流电沉积自组装金铂和金钯合金纳米线及传感性能 11:40-11:50 OP5, 8 邬建敏 浙江大学 基于多孔硅的光学传感器研究 11:50-12:00 OP59 魏广芬 山东工商学院 基于压缩传感的气体传感器检测技术新框架 12:00-12:10 OP60 张晓兵 湖南大学 新型荧光化学生物探针研究 12:10- 午餐(自助餐) 时间 内容 地点 8:00-12:00 报展II (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 2011年10月24日 星期一 下午 主持人:谭蔚泓、鞠熀先 时间 类型 报告人 单位 报告题目 15:00-15:25 PL8 陶农建 Arizona State University,USA Plasmonic-Based Electrochemical Current and Impedance Imaging and Applications 15:25-15:50 PL9 鞠熀先 南京大学 纳米生物传感新策略 15:50-16:15 PL10 钟传健 State University of New York at Binghamton Biomolecular Recognition with Functional Nanoprobes 16:15-16:40 PL11 庞代文 武汉大学 量子点标记多靶单病毒示踪研究流感病毒侵染动态过程 16:40-17:05 PL12 谭蔚泓 湖南大学 生物传感的基石:分子识别 17:05-18:00 会议闭幕式 主持人:吴海龙 总结、颁奖、下一届代表发言 18:30- 晚餐 (自助餐) 2011年10月25日 星期二 全天 时间 内容 地点 06:20- 早餐 市外考察: 7:00 出发 选项 项目 备注1.市外考察I 韶山 (1天) 详见会议网站 2.市外考察II 凤凰 (2天) 详见会议网站 3.市外考察III 张家界 (3天) 详见会议网站 4.市内考察 长沙市内 附件:报展目录.doc
  • 2023年迎来“上市热潮”,但这些传感器公司终止IPO
    2023年,随着我国A股进入“全面注册制”时代,不少企业开始申请IPO。据了解,前三季度,A股IPO上市企业共264家。其中,主板新上市公司44家,占比16.67%;创业板98家,占比37.12%;科创板62家,占比23.48%;北证60家,占比22.73%。此外,今年同样也有不少企业向港股、美股进军。而这其中,就有不少传感器公司成功过会,或递交了招股书。比如芯动联科、安培龙、光格科技、正扬科技、明皜传感、豪恩汽电、高华科技、图达通、速腾聚创等等。但不少传感器公司在IPO途中选择了终止上市,其中不乏已被默认为细分领域龙头的企业如兰宝传感。下面本文对2023年选择终止上市的传感器公司进行简单汇总。索迪龙自动化股份有限公司4月7日,据深交所发行上市审核信息公开网站显示,索迪龙自动化股份有限公司(简称“索迪龙”)主动申请撤回上市申请文件,进而在4月12日,索迪龙被终止了上市审核进程。据了解,索迪龙创立于2010年,是一家研发、生产及销售工业传感器的企业,主要产品包括光电传感器、接近传感器、安全传感器及状态监测系统等。据悉,2022年6月28日索迪龙的上市申请得到受理,2022年12月17日接受了第一轮审核问询,而2023年3月24日曾更新其上市招股书。业务上,其招股书披露,2020年、2021年和2022年,该公司营收为1.36亿元、2.319亿元、2.173亿元,净利润为2922.11万元、5601.25万元、5475.7万元,毛利率为48.02%、43.91%及 44.47%。索迪龙的主要客户有欧姆龙、海康威视、慈星股份、捷佳伟创、三一专汽等国内外企业,其中欧姆龙为其最大客户。不过其招股书透露,目前欧姆龙的部分产品与索迪龙存在一定的竞争关系,未来如果欧姆龙减少或停止与发行人的合作或减少受托加工业务订单,将会带来重大不利影响。上海兰宝传感科技股份有限公司4月10日,上交所官网显示,因上海兰宝传感科技股份有限公司(简称“兰宝传感”)及其保荐人撤回发行上市申请,根据《上交所股票发行上市审核规则》第六十三条的有关规定,决定终止其发行上市审核。据了解,兰宝传感科技创立于1998年,是智能制造核心部件和智能化应用设备供应商,主要产品包括工业离散传感器以及智能环保设备。2022年6月,兰宝传感首次对外披露招股书,拟募资3亿元,分别用于智能传感器项目等。据悉,兰宝传感科创板IPO在2022年6月27日获得受理,该公司在2022年9月20日、2023年1月11日分别披露了第一轮、第二轮问询回复。而本次IPO其实已是兰宝传感第三次申报,在此前,该公司早在2012年及2014年就曾进行过上市申报。业务上,其招股书披露,兰宝传感2019年、2020年、2021年营收为2.72亿元、2.66亿元、3.53亿元;净利分别为1646万元、3585万元、5810万元;净利润为1306.3万元、2912万元、4962万元,毛利率为 31.23%、36.89%、35.86%。2021年,兰宝传感工业离散传感器产品的主要客户有:Dover Corporation、卓郎(江苏)纺织机械有限公司、上海维腾电子科技有限公司、Altec Industries. Inc、江苏东方盛虹股份有限公司。值得一提的是,在本次IPO问询中,兰宝传感的产品性能和科创属性是问询重点。一方面,监管层在第一轮问询中,要求兰宝传感说明传感器应用于工业离散制造领域发挥的主要作用及其主要性能要求,公司产品是否达到相关要求;公司产品开发年代和迭代情况,招股书所选对标产品的开发应用的年代,是否为可比公司主流产品等问题。另一方面,监管层在第二轮问询中,进一步聚焦环保设备业务科创属性,要求兰宝传感说明2011年公司低温等离子、光化学等早期工业废气处理工艺技术的来源及主要参与人员;智能型热氧化技术、电加热催化技术、沸石转轮吸附浓缩技术等核心技术的技术原理,技术开发过程,如何从传感器领域进入工业废气处理领域,前述处理技术是否属于主流工业废气处理技术路线,以及技术水平的先进性。赛卓电子科技(上海)股份有限公司7月20日,上交所终止了对赛卓电子科技(上海)股份有限公司(简称“赛卓电子”)的IPO审核,理由是公司和券商撤回上市申请。据了解,赛卓电子成立于2011年,目前主要产品为磁传感器芯片,已形成速度传感器芯片、位置传感器芯片、电流传感器芯片三大产品线,广泛应用于汽车电子和工业领域。据悉,赛卓电子第一次递交招股书是在2022年12月28日,今年4月21日回复了第一轮问询。业务上,据招股书披露,该公司于2019年度、2020年度、2021年度及2022年前6个月财务信息如下:营业收入约为0.48亿元、0.82亿元、1.59亿元、1.03亿元;净利润约为971.16万元、1454.83万元、3866.26万元、2664.39万元;毛利率为54.35%、54.10%、57.27%和 55.48%。客户方面,在汽车电子领域,该公司已进入了联合汽车电子、延锋安道拓、江苏阿现特等合资汽车系统集成商,以及宁波高发、保隆科技、三花智控、胜华波、南京奥联等国内汽车系统集成商的供应体系,车规级磁传感器芯片产品已在比亚迪、上汽集团、长安汽车、长城汽车、吉利汽车、蔚来、理想等整车厂实现批量装车;而在工业领域,该公司终端客户覆盖了汇川技术、尼得科、英威腾、鸣志电器、大华股份、八方股份、雅迪、爱玛等多家企业。不过,供应商方面该公司存在供应商集中度较高的风险。其招股书提到“报告期内,公司向前五大供应商合计采购的金额占同期采购金额的比例分别为90.28%、90.26%、91.08%及94.20%,占比相对较高。”此外值得一提的是,该公司主要在销售模式上以经销为主,经销贡献的营收占比近年来都在80%以上。拓尔微电子股份有限公司8月10日,拓尔微电子股份有限公司(简称“拓尔微”)深交所创业板IPO审核状态变更为“终止”,原因系该公司撤回发行上市申请文件。据了解,拓尔微成立于2007年,是一家模拟及数模混合芯片研发、设计与销售的集成电路设计企业,产品包括气流传感器ASIC芯片、电源管理芯片、马达驱动芯片、锂电池管理芯片、MCU芯片等在内的芯片产品与技术体系。同时,该公司结合下游市场的应用需求进行产业链延伸,将气流传感器ASIC芯片、MCU芯片进一步加工为气流传感器、MCU方案板等模组产品向客户交付。据悉,深交所于2022年6月30日依法受理了拓尔微首次公开发行股票并在创业板上市的申请文件,并依法依规进行了审核。截至拓尔微终止上市,已进行三轮问询,业务上,其招股书披露,拓尔微2020年、2021年、2022年营收为8.09亿元、15.63亿元、19.45亿元;净利为2.56亿元、4.34亿元、6.47亿元;毛利率为 53.59%、58.83%和 56.53%。客户方面,拓尔微2022年前五大客户为重庆盈达通科技有限公司、深圳东灏兴科技有限公司、深圳麦克韦尔科技有限公司、深圳市赛尔美电子科技有限公司、深圳市希格莱特科技有限公司。值得注意的是,拓尔微的气流传感器为其带来了70%左右营收。同时据了解,拓尔微主要向其客户销售的产品为气流传感器和方案板,但其中,汉清达科技、东灏兴科技、麦克韦尔科技均为电子烟厂商。而在监管层的三次问询中,均提到了行业政策相关的问题,去年开始政策对电子烟行业逐渐严监管,七成收入都来自电子烟客户的拓尔微也难免遇到行业政策影响带来的经营业绩持续性问题。此外,IPO前夕,拓尔微的客户和供应商曾低价入股,此举也招致了深交所的问询。纵目科技(上海)股份有限公司9月27日,据上海证券交易所官网显示,纵目科技(上海)股份有限公司(简称“纵目科技”)已主动撤回IPO申请,IPO进度显示为“终止”。据了解,纵目科技纵目科技成立于2013年,主要从事汽车智能驾驶系统的研发、生产及销售,已形成从算法软件到系统硬件,从智能驾驶控制单元到多种智能传感器的全产品布局,能够为整车厂商提供由智能驾驶控制单元、摄像头、超声波传感器、毫米波雷达等硬件及配套软件和算法集合而成的智能驾驶系统。据悉,2022年11月23日,纵目科创板IPO获上交所受理,而截至终止上市,该公司已经历两轮问询。业务方面,其招股书披露,2019年、2020年、2021年和2022年第一季度,纵目科技的收入为4966.01万元、8,383.04万元、2.27亿元和9003.48万元,净利润为1.60亿元、-2.09亿元、-4.16亿元和-1.55亿元,毛利率为10.75%、16.43%、13.21%和10.38%。客户方面,招股书显示,纵目科技已量产或取得定点的客户包括赛力斯汽车、长安汽车、岚图汽车、吉利汽车、一汽集团、上汽集团、北汽集团、江铃集团、江汽集团、理想汽车、威马汽车、长城汽车、比亚迪汽车、蔚来汽车、合众新能源汽车、华人运通汽车、牛创汽车等。但值得注意的是,纵目科技的研发费用率处于较高水平。报告期内,该公司的研发费用分别为1.20亿元、1.72亿元、2.69亿元和8673.74万元,研发费用率(研发费用占营业收入的比例)分别为240.65%、205.13%、118.32%和96.34%。
  • 【2023世界传感器大会】智能传感器关键材料及元器件-产业基础分场活动圆满举行
    11日5日,2023世界传感器大会在郑州国际会展中心隆重举行。本次大会由河南省人民政府与中国科学技术协会主办,河南省人民政府副秘书长魏晓伟主持开幕式。尤政、蒋庄德、周立伟等11位中外院士受邀参加。河南省副省长刘尚进、郑州市副市长马志峰、中德友好协会联合会副主席菲力克斯库尔兹出席致辞。中国科学院院士褚君浩、英国皇家工程院院士肯尼斯格拉特、开鸿数字产业发展有限公司首席执行官王成录、赛迪顾问股份有限公司副总裁李珂作大会主旨报告。相关省市领导,国际组织代表,高校、科研机构专家学者以及国内外协会、学会、知名企业代表等嘉宾共同出席开幕式。大会现场中国仪器仪表学会仪表功能材料分会、重庆材料研究院有限公司、河南省科学院、河南理工大学等单位联合承办了大会的“智能传感器关键材料及元器件”产业基础分场论坛。中国科学院院士刘云圻,俄罗斯工程院院士、欧洲科学院外籍院士李长明,河南省工业和信息化厅二级巡视员卢钦华,郑州市人民政府办公厅副主任李广利,中国仪器仪表行业协会副理事长、重庆材料研究院有限公司副总经理(主持工作)吴保安,重庆材料研究院有限公司副总经理刘奇等出席会议。论坛由河南理工大学微电子封装与精密成形研究院院长曹军主持。曹军院长主持论坛,吴保安副总经理致辞卢钦华巡视员、李广利副主任为论坛致辞,吴保安副总经理向出席的院士、专家及代表表示诚挚欢迎。刘云圻院士、李长明院士、仪综所所长欧阳劲松、中广核高级技术专家黄美良、智能传感功能材料国家重点实验室教授级高工赵鸿滨、厦门大学电子科学与技术学院副教授廖新勤分别作了题为《二维材料的可控制备及其高性能传感器》、《智能传感的创新与产业化》、《新时代传感器高质量发展的思考与建议》、《面向数字化转型的核电智能传感器的技术》、《智能传感功能材料发展现状与趋势》《功能复合材料与柔性智能触摸传感器》的学术报告,围绕智能传感器领域的技术前沿、产业趋势和热点问题进行高端对话,共享成果,共话未来。刘云圻院士作报告李长明院士作报告欧阳劲松所长作报告黄美良高工、赵鸿滨高工、廖新勤副教授作报告本次论坛的主题是“材料创新助力技术发展”,论坛采取线上线下结合的方式,来自传感器关键材料及元件、智能传感器等领域专家学者、企业代表、科技工作者代表、新闻媒体线下逾150余人参加。论坛现场
  • 工信部官员:中国传感器产业已形成完整产业体系
    p   中新网南京9月9日电 (孙权 杨颜慈)2017世界物联网博览会的首场活动――传感器及智能化系统应用国际高峰论坛9日上午在江苏无锡拉开帷幕。工业和信息化部电子信息司副司长彭红兵到会发言时表示,传感器产业的发展离不开行业应用,在未来,除了要加强政策协同引导外,还要完善标准检测体系、发展创新创业平台并打造产业生态体系。 /p p   彭红兵认为,从产业现状来看,中国传感器产业已经形成从技术研发、设计、生产到应用的完整产业体系,部分细分领域已跻身世界领先水平。但就总体水平而言,国产的传感器产品仍以中低端为主,技术水平相对落后。中国市场上的中高端传感器进口占比达80%,数字化、智能化、微型化产品严重欠缺。 /p p   去年9月,工业和信息化部正式发布了《智能硬件产业创新发展专项行动(2016-2018年)》的文件,随着《中国制造2025》、“互联网+”行动计划以及《国家集成电路产业发展推进纲要》的大力推进,传感器技术及传感器产业的重要地位日益凸显。在市场需求扩大、政策引领等一系列利好因素下,中国传感器产业竞争力有望进一步提升。 /p p   彭红兵指出,传感器产业的发展离不开行业应用,深入挖掘健康养老、教育、医疗、工业等领域应用需求,是加快、做强传感器产业的必由之路。针对现阶段对医疗健康养老的巨大需求,需鼓励传感器、智能硬件企业与健康养老机构对接,对健康数据进行整合管理,实现与相关健康养老服务平台的数据集成应用。 /p p   此外,还要推动智能医疗健康设备在诊断、治疗、护理、康复等环节的应用,加强医疗数据云平台建设。结合“中国制造2025”的国家战略,鼓励工业企业与智能硬件厂商协同联动,开展工业级智能硬件系统的集成适配,加快重点领域的智能化改造进程,提高敏捷制造、柔性制造能力,发展基于智能硬件的工业远程维护、工业大数据分析等新兴服务发展。 /p p   在具体推进措施上,彭红兵认为要加强政策协同引导、完善标准检测体系、发展创业创新平台、打造产业生态体系。具体而言,就是要人工智能产业发展联盟框架下成立智能硬件工作组,编制产业发展白皮书。鼓励公共服务部门创新应用模式,加快数据资源的有序开放。加强智能硬件知识产权政策研究,做好智能硬件知识产权布局、专利风险防控机制等方面的咨询和服务。鼓励智能硬件骨干企业在工业、医疗和车载等重点领域开展基于软硬件IP核的产品研发及应用。支持第三方机构开展智能硬件产品及方案的测评与宣传推广。加强用户信息安全保护,做好市场监管和行业自律,维护产业良好声誉。 /p p   据悉,传感器作为物联网采集信息的终端工具,如同物联网的“电子五官”,是物联网的基石,“物联天下、传感先行”是当今物联网行业的共识。9日上午举行的论坛,汇聚了来自全球传感器领域的重磅嘉宾及世界各国专家的真知灼见,呈现了全球传感器及智能化系统应用的发展现状与前端科技研发成果,展望了全球传感器及物联网发展趋势。 /p p br/ /p
  • 新品Thornton锅炉电导传感器上市
    梅特勒托利多Thornton针对工业锅炉排污应用宣布推出一种新的在线电导率传感器。该传感器可以在饱和蒸汽达到210psig(14.5巴)的情况下无需进行取样冷却即可直接进行测量,有助于实现连续自动排污控制,从而使锅炉腐蚀和结垢降到最低程度,同时,它通过消除锅炉过度排污降低用户能源和化学药剂消耗成本。 Thornton锅炉电导率传感器 若需更多有关该传感器的信息,请下载该锅炉电导率传感器数据表和工业锅炉排污控制应用快讯。 该锅炉电导率传感器与Thornton M300变送器配套使用,该变送器可以提供显示、模拟输出和继电器报警以及开关和PID控制功能。另一种型号的传感器与Thornton 770MAX变送器配套使用,该变送器同时接收四种传感器输入,可以是下列参数的任意组合:电导率、pH值、溶解氧、流量、ORP、TOC、压力和罐槽液位。
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