傳感新品
【東華大學:研發(fā)共軛微孔聚合物的先進化學傳感器應用】
在快速發(fā)展的信息化時代,隨著物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)等信息技術的蓬勃發(fā)展,傳感技術在生活、家居、醫(yī)療、軍事、交通等諸多領域中有著舉足輕重的地位,歐美日等諸多發(fā)達國家都將傳感技術列為關鍵核心技術之一。通常,各種傳感器的研究進展很大程度上取決于新型傳感材料的開發(fā)。
高分子化學傳感器因具有分子可設計性、高選擇性、輕質(zhì)和低工作溫度等特點,彌補了其他傳感器的不足,受到越來越多的關注。共軛微孔聚合物(Conjugated microporous polymers, CMPs)是一類具有可擴展的π共軛結構、孔徑可調(diào)、比表面積高和分子可設計的新型多孔材料。這類材料因其可擴展的π共軛結構而產(chǎn)生獨特的光電特性,能通過改變其固有熒光和導電性,進而用于檢測各種化學物質(zhì)。雖然,基于CMPs的化學傳感器的研究正在快速發(fā)展,但目前尚缺少對CMPs化學傳感研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景的全面概述。因此,系統(tǒng)總結基于CMPs的化學傳感研究對于發(fā)展先進傳感前沿應用具有里程碑的意義。
1.CMPs傳感材料的設計
通常,構筑具有化學傳感特性的CMPs的合成策略與粉末狀的CMPs的合成方法相似,通過金屬偶聯(lián)反應(如Yamamoto、Suzuki、Sonogashira反應)、席夫堿反應以及環(huán)化反應等鍵合不同拓撲序列(如C2、C3、C4 及 C6)共軛單體進行制備。綜述中對典型的構筑單元和具體的合成策略進行了總結與對比。此外,為了滿足復雜的實際應用場景,不同宏觀形狀(膜、纖維等)CMPs的合成策略也進行了歸納。精準的分子設計賦予了CMPs多種功能特性,有利于選擇性的識別探測目標,使其在高選擇性、高靈敏度和快速響應的化學傳感材料中極具發(fā)展?jié)摿εc研究價值。
圖一 用于構筑CMPs的典型的構筑單元
2. CMPs傳感材料的分類及傳感機理
根據(jù)傳感機理的不同,可將基于CMPs的化學傳感器分為熒光型、電化學型、比色型、電阻型和組合功能型傳感器。綜述中對這五種類型的傳感器進行了分析與對比,并重點介紹了熒光型傳感器。其傳感機制可以歸因于諧振能量轉(zhuǎn)移、供受體間電子轉(zhuǎn)移、吸收競爭淬滅效應以及協(xié)同作用等。雖然目前尚未有CMPs應用于電阻型傳感器,但CMPs的固有特性使其有實現(xiàn)的可能,對于拓展CMPs的應用有重要的意義。
圖二 五種傳感器類型的示意圖,包括(a)熒光(b)電化學(c)比色(d)電阻和(e)組合功能傳感器
3. CMPs傳感器的實際應用
通過利用CMPs的光電特性和孔徑結構,可將CMPs拓展應用在先進傳感領域(工業(yè)廢氣、爆炸物、金屬陽離子、鹵素、微生物污染物、有機污染物和生物診斷),甚至將這些功能集成在一起構建組合功能傳感器。綜述中通過列舉代表性的參考文獻總結了不同應用場景的CMPs及其特點。目前,基于CMPs的化學傳感器以用于檢測爆炸物的熒光型傳感器為主,其他類型的傳感器發(fā)展還有很大的發(fā)展空間。
圖三 基于CMPs的熒光傳感器用于檢測爆炸物
4. 總結與展望
近十五年來,基于CMPs的化學傳感器迅速發(fā)展,并表現(xiàn)出了超強靈敏度,高選擇性,快速響應/恢復速度,出色的長期穩(wěn)定性以及優(yōu)秀的循環(huán)性能。通過精準的分子設計,并利用其可擴展的π共軛結構(提高了激子遷移的能力)、自具微孔結構(利于分析物的擴散)和大的比表面積(改善主客體相互作用),CMPs成功拓展到多種類型的不同場景的先進傳感應用。作者相信CMPs在化學傳感領域是一種極具有潛力的新興多孔材料,在不久的將來可以被開發(fā)為更實用的氣體傳感器設備。
傳感動態(tài)
【曝豪威明年將發(fā)布旗艦傳感器OV50K 國產(chǎn)CMOS崛起?】
12月21日,有數(shù)碼博主獨家爆料,豪威將在明年舉辦的2024國際消費電子展上發(fā)布旗艦傳感器——OV50K。該博主日前還爆料,華為榮耀新機將全線采用豪威傳感器。其中,華為某系列和榮耀某系列的中杯機型,將采用豪威的OV50H傳感器,而榮耀的超大杯機型,則將采用OV50K傳感器。此外,豪威還有一款OV50N傳感器,是生物啟發(fā)新型視覺傳感器,擁有極低功耗、超高精度等特點。
據(jù)了解,豪威OV50K采用全新的LOFIC技術,可以與索尼的1英寸大底IMX989進行正面競爭。采用LOFIC的OV50K能有效避免高亮度場景下的過曝問題。在攝影器材領域一直遵循著一寸大底一寸強的真理,Sensor的面積越大,其感光能力越強,所記錄的畫面細節(jié)越豐富,這是其物理特性所決定的。這意味著,擁有1英寸大底的OV50K也將會帶來行業(yè)內(nèi)最強的感光能力,在暗光下的表現(xiàn)會更優(yōu)秀。雖然索尼IMX989目前在市場上占據(jù)領先地位,但隨著豪威新品的發(fā)布,這種情況可能會發(fā)生改變。
豪威總部位于上海,擁有全球范圍內(nèi)的研發(fā)和業(yè)務網(wǎng)絡。該公司致力于提供各種類型的傳感器解決方案、模擬解決方案和顯示解決方案,以幫助客戶解決在手機、安防、汽車電子、可穿戴設備、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、通信、計算機、消費電子產(chǎn)品以及其他行業(yè)中的技術挑戰(zhàn)。
【豐田在美召回100萬輛汽車!問題出在安全氣囊傳感器】
12 月 20 日,豐田汽車公司發(fā)表聲明,宣布正在召回在美國銷售的約 100 萬輛汽車。這些車輛存在一個潛在的安全問題,即乘客座位傳感器可能出現(xiàn)問題,導致乘客側(cè)安全氣囊無法正常展開。此次召回涉及 2020-2022 年款的部分汽油和混合動力車型,包括豐田阿瓦隆、凱美瑞、卡羅拉、漢蘭達、RAV4 和塞納等熱門車型。
豐田在聲明中指出,安裝在一些豐田和雷克薩斯品牌轎車和 SUV 上的傳感器可能會對乘客的體重進行不正確的分類,導致安全氣囊在潛在的碰撞中無法按照設計的方式展開。這是一個非常嚴重的問題,因為不正確分類的乘客體重可能會影響安全氣囊的充氣速度和展開方式,從而降低其對乘客的保護效果。
據(jù)報道,此次召回事件對豐田汽車公司的股價產(chǎn)生了影響。截至 12 月 21 日早上,豐田汽車日股跌超 5%,拖累日本東證汽車制造商指數(shù)下跌 3%。
除了在美國召回 100 萬輛汽車外,豐田此前還向日本申請召回 " 普銳斯 " 和 " 未來 " 兩種車型,總計 7 萬 4436 輛汽車(2020 年 10 月至 2023 年 9 月期間生產(chǎn))。據(jù)悉,在對整車出廠前的安全性檢查環(huán)節(jié),相關人員并沒有對發(fā)生重大事故時自動向呼叫中心報告的 " 事故自動緊急通報裝置 " 的揚聲器是否出聲進行確認就完成了檢查。這表明豐田汽車在質(zhì)量控制和安全檢查方面存在一些問題。
【蘇奧傳感擬1.15億收購拓寬產(chǎn)業(yè)鏈 三年半投1.3億研發(fā)新能源業(yè)務穩(wěn)增】
作為中國最大的汽車傳感器生產(chǎn)商,蘇奧傳感正加速拓寬產(chǎn)業(yè)鏈。
12月18日,蘇奧傳感公告稱,為推進實施公司在汽車零部件產(chǎn)業(yè)鏈上延伸,擬以支付現(xiàn)金的方式,收購旭慶有限公司(下稱“旭慶”)持有的博耐爾汽車電氣系統(tǒng)有限公司(下稱“博耐爾”)24%的股權,初定交易對價為1.15億元。
據(jù)了解,博耐爾是一家集汽車空調(diào)系統(tǒng)和整車熱管理系統(tǒng)及其零部件的開發(fā)、設計、生產(chǎn)和銷售為一體的高新技術企業(yè)。
蘇奧傳感主營業(yè)務包括傳感器及配件、燃油系統(tǒng)附件及汽車內(nèi)飾件的生產(chǎn)和銷售。
本次交易完成后,蘇奧傳感將持有博耐爾61.5%股權。其表示,此次交易有利于拓展公司汽車零部件產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品及服務范圍,公司總體業(yè)務規(guī)模及盈利水平將得到進一步提升。
現(xiàn)金收購博耐爾24%股權
12月18日,蘇奧傳感公告,公司擬以現(xiàn)金方式購買旭慶持有的博耐爾24%的股權,依照前期盡調(diào)和雙方協(xié)商情況,初步擬定標的股權交易對價為1.15億元。
值得一提的是,今年2月17日,蘇奧傳感曾公告稱,擬以現(xiàn)金1.61億元收購翰昂系統(tǒng)株式會社(韓國上市公司)持有的博耐爾37.5%股權。因此本次收購若順利完成,蘇奧傳感將持有博耐爾61.5%的股權,實現(xiàn)控股。
據(jù)悉,博耐爾是一家集汽車空調(diào)系統(tǒng)和整車熱管理系統(tǒng)及其零部件的開發(fā)、設計、生產(chǎn)和銷售為一體的高新技術企業(yè),在新能源汽車空調(diào)和電池熱管理領域提供領先的技術解決方案,目前已具備年產(chǎn)量100萬套空調(diào)系統(tǒng)280萬套熱交換器系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。
而蘇奧傳感則是一家致力于汽車零部件和汽車智能產(chǎn)品及各類車用傳感器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為核心業(yè)務的公司,主要產(chǎn)品分為四大類,分別為傳感器及配件、燃油系統(tǒng)附件、汽車內(nèi)飾件及蓬勃且持續(xù)發(fā)展的新能源部件。
據(jù)蘇奧傳感2023年中報顯示,傳統(tǒng)汽車業(yè)務目前仍是公司營收的基本盤,其中燃油系統(tǒng)附件收入貢獻率為51.03%,利潤貢獻率則超過65%。
蘇奧傳感在中報表示,在保障傳統(tǒng)業(yè)務產(chǎn)品市場份額的同時,將逐步實現(xiàn)新能源部件相關業(yè)務的發(fā)展。今年上半年,其新能源產(chǎn)品銷售同比增長22.85%。
此次收購博耐爾或為蘇奧傳感推進其新能源部件業(yè)務獲得產(chǎn)業(yè)鏈客戶的重要一環(huán)。在蘇奧傳感看來,本次收購有助于其在汽車零部件產(chǎn)業(yè)鏈上的延伸,實現(xiàn)傳感器、新能源部件及熱管理系統(tǒng)等模塊的共生發(fā)展,完善整體布局,符合蘇奧傳感戰(zhàn)略的長遠規(guī)劃。
加碼研發(fā)擁有專利155件
蘇奧傳感成立于1997年,2016年在深交所創(chuàng)業(yè)板上市,是國內(nèi)最大的汽車油位傳感器生產(chǎn)廠家之一。
2023年以來,得益于新能源汽車的高速發(fā)展及自動駕駛技術升級的推動,汽車傳感器行業(yè)也迎來了新的發(fā)展機遇。最新財報數(shù)據(jù)顯示,2023年前三季度,蘇奧傳感實現(xiàn)營收7.45億元,同比增長8.09%;實現(xiàn)凈利潤9070萬元,同比增長30.86%。
與此同時,蘇奧傳感持續(xù)加大研發(fā)投入和技術創(chuàng)新,助力公司綜合競爭力的全面提升。財報數(shù)據(jù)顯示,2020年—2022年,蘇奧傳感研發(fā)投入分別為3253.85萬元、3402.65萬元、4160.30萬元,呈增長趨勢,其研發(fā)費用率分別為4%、3.97%和4.33%。
今年上半年,公司的研發(fā)投入為2189.10萬元,占營收比例為4.90%。公司三年半研發(fā)投入累計約1.3億元。
截至2023年6月30日,蘇奧傳感共擁有專利155件,其中發(fā)明專利21件、實用新型專利131件、外觀設計專利3件。
【消息稱臺積電美國工廠明年第 1 季度試生產(chǎn),已獲 3 家本土客戶訂單】
12 月 21 日消息,根據(jù) TechNews 報道,臺積電位于美國亞利桑那州的 Fab21 工廠目前正處于密集的設備安裝調(diào)試階段,而且已經(jīng)啟動了小規(guī)模試產(chǎn)線的建設,目前已經(jīng)獲得了 3 家美國客戶訂單。
圖源 Pexels
業(yè)內(nèi)消息人士表示,F(xiàn)ab21 工廠計劃在 2024 年第 1 季度開始試生產(chǎn),主要來自美國客戶的訂單。
報道稱目前臺積電 Fab21 工廠的美國客戶中,除了英偉達之外,有跡象表明英特爾會將核心計算外包給臺積電的 N3B 工藝,并可能會向 Fab21 工廠下訂單。
此前報道,臺積電早在 2020 年就宣布在亞利桑那州建設 12 英寸晶圓 Fab21,預計 2024 年第 1 季度開始正式設備安裝,2024 年底前正式量產(chǎn)。Fab21 的初始階段將采用 5 納米工藝生產(chǎn),月產(chǎn)能為 20000 片晶圓。
臺積電后來將最初的工藝從 5 納米升級到 4 納米。然而,由于該地區(qū)缺乏熟練的安裝工人,臺積電將量產(chǎn)開始日期推遲到 2025 年。
此外,該項目的第二階段目前計劃于 2026 年量產(chǎn),引入 3 納米工藝。這兩個階段的總投資額為 400 億美元。
業(yè)內(nèi)消息人士還承認,F(xiàn)ab21 的制造成本很高,其產(chǎn)能無法與臺積電現(xiàn)有工廠競爭,此外還有消息稱該工廠沒有封裝能力。
【光電傳感器基礎知識】
光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關鍵元件,它是把光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量,如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。
光電傳感器原理:
光電元件是光電傳感器中重要的組成部分,它的核心工作原理是不同類型的光電效應。根據(jù)波粒二象性,光是由光速運動的光子所組成, 當物體受到光線照射時,其內(nèi)部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài),自身的電性質(zhì)也會發(fā)生改變,這樣的現(xiàn)象稱為光電效應。光電傳感器通常包括光源,光路和光電元件。通過將光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來控制光電傳感器。
光電傳感器分類:
光電元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管、發(fā)光二極管、光電倍增管、 光電池、光電耦合器件等。由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件輸出量性質(zhì),光電傳感器可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖式光電傳感器;模擬式光電傳感器按被測量方法又可分為透射式、漫反射式、遮光式三大類。
光電傳感器應用原理:
1.光電傳感器在高壓大電流測試中的應用
近年來,采用光學設備進行高壓大電流測量在電力系統(tǒng)中發(fā)展很快,許多新型的光電式傳感器系統(tǒng)已相繼投入現(xiàn)場運行,為高壓大電流的監(jiān)測帶來許多便利條件。OCT響應速度快,測量精度高。OCT不同于CT(傳統(tǒng)電流互感器) 的基點在于信號功率小,OCT產(chǎn)品在被測電流從高電位轉(zhuǎn)換到低電位的過程中都是用光來調(diào)制的,其光學儀器部分只有微瓦級的功率,而CT的次級線圈需要瓦級的功率。
2.光電傳感器在轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)中的應用
在機械自動化高速發(fā)展的今天,轉(zhuǎn)速是動力機械性能測試中的一個重要的特性參量,其大小和變化關系著機械運轉(zhuǎn)是否正常。動力機械的許多特性參數(shù)往往通過轉(zhuǎn)速來確定,例如電機的輸出功率,而且動力機械的振動、管道氣流脈動與各種工作零件的磨損狀態(tài)等也與轉(zhuǎn)速密切相關。及時監(jiān)測轉(zhuǎn)速的變化可以及時排除機器運轉(zhuǎn)中的許多故障,避免造成更大損失。轉(zhuǎn)速測量方法按傳感器的安裝方式來分類,分為接觸式和非接觸式兩類。非接觸式轉(zhuǎn)速測量分盤式磁性測量、軸式磁性測量、遮斷式光電測量和反射式光電測量。其中應用廣泛的是光電式測速系統(tǒng)。
3.光電傳感器在繼電保護中的應用
隨著電力工業(yè)的發(fā)展,電力系統(tǒng)的輸送容量和電壓等級不斷提高,傳統(tǒng)的互感器對電網(wǎng)進行測量和監(jiān)控存在著許多缺點。目前,應用光電傳感器的光纖互感器和光纖通訊網(wǎng)構成的光纖發(fā)變電站綜合自動化系統(tǒng),已成為電力自動化技術有前景的發(fā)展方向之一。電力互感器是電力系統(tǒng)中重要的電量測量設備,也是實現(xiàn)電力自動化的關鍵設備。新型有源光電傳感器能夠克服傳統(tǒng)電力互感器的尺寸大、質(zhì)量大、抗干擾差、信息傳輸容量小等缺陷,使得電力系統(tǒng)的安全運行和自動化水平均無法達到要求等缺陷,同時能以數(shù)字信號輸出,取消了大量的二次電纜,為電力系統(tǒng)的安全運行、節(jié)約成本、高壓設備無油化、優(yōu)化二次設備提供了堅實的基礎。
4.光電傳感器在煙塵濁度監(jiān)測的應用
防止煙塵污染是環(huán)保的重要任務之一,為了消除工業(yè)煙塵污染,首先要知道煙塵排放量,因此必須對煙塵源進行監(jiān)測、自動顯示和超標報警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的,如果煙道濁度增加,光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加,到達光檢測器的光減少,因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。
應用案例1:光電位置偏移檢測
光電式位置偏移檢測器主要是用于對帶型材料的檢測,可以利用這一技術對在具體加工過程中的材料進行檢測,檢測材料的位置、大小、方向是否符合標準;通過對這些方面的檢測,能提供具體的錯位位置的信號,有助于控制電路。這個技術人們通常用在對印染、膠片等方面的檢測。光電式帶材跑偏檢測器利用的基本原理如下列圖所示。當從光源點發(fā)出的光通過透鏡1時,光線由于聚光的原理會變成光束,然后投向透鏡2,之后會聚到光敏電阻上。平行光束到達透鏡2之前,一些光線會因為受到被測帶材的影響,最終到達光敏電阻的光通量會減少。
應用案例2:光電高度檢測
一般而言,在物品的包裝過程中,會有對充填高度的具體要求,以此來確保物品的外觀達到規(guī)定標準,而對于那些不符合充填高度的產(chǎn)品,將會被禁止出廠。下圖所示的是關于光電檢測這一技術在控制商品填充高度中的應用的基本原理。如果商品的充填高度超過了規(guī)定的標準值,光電的接頭就會出現(xiàn)沒有電信號的現(xiàn)象,然后就會讓其他機構對物品進行處理。
應用案例3:光電色質(zhì)檢測
下圖所展示的是在包裝物料時候所采取的光電色質(zhì)檢測的基本原理。假定所規(guī)定標準的包裝物品的底色是白色但由于質(zhì)量沒有達到標準等原因,有的商品出現(xiàn)泛黃的現(xiàn)象,在對產(chǎn)品進行光電色質(zhì)檢測的時候,商品泛黃部分就會出現(xiàn)電壓差;通過輸出的電壓量的差值,接通電磁閥,最后通過壓縮空氣將已經(jīng)泛黃了的商品排出。
應用案例4:工業(yè)生產(chǎn)過程檢測
除上述光電傳感器的實際應用之外,光電傳感器還可用于進行對流水線上的產(chǎn)品進行產(chǎn)量的統(tǒng)計、檢測對裝的配件是否有配置好、檢測其配件的質(zhì)量是否有達到規(guī)定的標準,例如,可以對瓶蓋是否壓緊進行具體檢測、對商標是否存在漏貼的情況進行檢測(見圖4),能對送料機構中是否出現(xiàn)斷料情況進行具體檢測(見下圖)等。
審核編輯 黃宇
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