传感新品
【北京化工大学:研究自供电、自修复、抗冻摩擦电传感器用于体育赛事违规检测】
随着物联网和大数据的快速发展,基于智能传感技术的体育赛事训练统计和比赛分析在竞争公平性方面显得尤为重要。自从冰壶运动被认定为冬奥会比赛项目以来,受到人们越来越多的关注,并逐渐发展为陆地冰壶运动。然而,比赛过程中,对冰壶石的实时监控主要依靠高速摄像机和裁判的主观判断,通常会造成一定程度地不公平判罚。目前,应用于冰壶比赛中的传感监测系统主要依赖于安装于冰壶石内部的热传感器。该热传感器不仅需要繁琐的充电过程,并且目前的供电形式可能带来环境污染问题。更为重要的是,一旦冰壶中的热传感器损坏,冰壶石不得不被丢弃,增加了比赛运动中的采购和维护成本。
北京化工大学杨丹教授团队通过原位聚合,将镀银碳纳米管(CNT@TA@Ag)均匀分散在明胶和聚丙烯酰胺(PAM)双网络体系中,制备出一种自愈合、抗冻、抗菌纳米复合水凝胶(PAGCA),并将其构建成基于压阻效应的冰壶运动员姿势检测和基于摩擦电效应的冰壶石违规检测系统,从而可以有效提高运动员的训练效率和裁判判罚的公平性(图1)。PAM、明胶和CNT@TA@Ag杂化填料中丰富的氢键相互作用赋予PAGCA优异的自愈合性能,其自愈合效率高达92%以上。采用甘油置换水凝胶中的部分水,可以有效防止冰晶形成,从而赋予PAGCA抗冻特性,其在零下30度仍保持良好稳定性能。CNT@TA@Ag杂化填料表面上的银纳米粒子可以释放出银离子(Ag +),从而抑制DNA复制,影响细菌细胞的活力,使得PAGCA杀菌效率达到100%(图2)。基于PAGCA的应变传感器具有较高的灵敏度和快速响应时间,可以精确监测冰壶运动员的各种关节弯曲运动,从而有效提高运动员日常训练效率(图3)。此外,将PAGCA包埋入PDMS中,组装成的单电极TENG在零下30度可以正常工作,并保持良好稳定性能(图4)。集成多个TENG传感器,可以有效实时检测冰壶石的有效性、发球违例及刷冰状态分析(图5)。此外,TENG传感器还可以判断冰壶石的具体位置并进行碰撞分析(图6)。总之,基于PAGCA的自供电和自修复违规检测系统,不仅为冰壶比赛中的违规检测提供了一种智能方法,而且还展示了其在其它体育赛事中快速、公平的判罚以及运动员智能和数字化训练中的应用前景。
图1.PAGCA水凝胶的制备路线以及基于PAGCA的智能违规运动检测系统。
图2.PAGCA水凝胶的基本性能表征。
图3.PAGCA基应变传感器的性能表征。
图4.PAGCA基摩擦发电机的制备及性能表征。
图5. PAGCA基摩擦电传感器用于判断冰壶石是否有效、检测发球违规以及刷冰状态分析。
图6. PAGCA摩擦电传感器检测冰壶石的具体位置及其碰撞状态分析。
传感动态
【重庆:以重点关键产业园为核心 一体化推进传感器及仪器仪表产业集群化发展】
“传感器是连接物理世界和数字世界的桥梁,是未来实现万物互联、数据共享的基石。”1月23日,市政协委员、西南大学科技处处长胡昌华建议,以重点关键产业园为核心,一体化推进传感器及仪器仪表产业集群化发展。
胡昌华介绍,作为全市传感器产业发展的主要承载区,北碚区传感器关联产业产值占全市比重近60%,引育了川仪、银河试验、华立仪表、继联、重材院等一大批优质传感器企业,传感器及仪器仪表产业被纳入2023年重庆市先进制造业发展产业地图。
但在调研中,胡昌华发现该产业发展还存在一些问题,如产业发展协同度低,区域竞争处于劣势。一方面,成渝地区传感器优势资源有效链接不足。成都市、德阳市在研发设计、软件等方面具有优势资源,我市在基础材料、生产制造、封装测试等方面具有较好产业基础,但目前成渝两地尚未形成资源互补、优势耦合效益。另一方面,我市传感器产业链条零散分布在多个区县,区县之间形成同质化竞争,特别是各区招商引资过程中“比拼”政策、相互“内耗”问题突出。
此外,共性技术服务平台建设滞后,产业发展支撑力不足。平台数量较少且这些平台主要供本单位或承担国家科研专项使用,公共性、产业化的作用较弱;政策举措“含金量”偏低,“硬核”举措较少,园区、企业获得感不强;应用场景开放不足,企业难以进入本地市场。
胡昌华建议,首先要推动产业协同发展。组建成渝地区双城经济圈传感器产业发展联盟,推动两地传感器产业互融合作、协同发展,提升成渝地区传感器产业整体竞争力。加强市级层面政策统筹,明确重庆市传感器重点关键产业园为主阵地,形成全市产业规划、招商和发展“一盘棋”,解决产业链割裂、招商“内耗”问题。
要支持服务平台建设。支持四联集团牵头,整合全市仪器仪表企业,协同高校、科研院所等,打造仪器仪表国家级制造业创新中心,加速集聚创新资源,推动传感器关键核心技术攻关,抢占产业发展制高点。
加大产业扶持力度。研究制定传感器产业专项扶持政策,在前沿基础研究、关键共性技术攻关、创新成果转化应用、创新人才集聚、对外合作交流等方面予以支持。
引导开放应用场景。引导长安、赛力斯汽车等龙头车企,适当开放温度传感器及更多智能网联新能源汽车零部件应用场景,允许本土优秀中小科技型企业参与竞争,进入市内车企供应链体系。支持优秀中小传感器企业参与温度传感器等汽车零部件标准制定。
集微网消息,1月20日,新声半导体射频滤波器芯片项目开工仪式在苏州高新区举行,导入高端半导体芯片项目先进产线,将建设新声半导体总部。
新声半导体是一家专业从事通信领域半导体滤波器芯片和射频模组产品研发生产制造的高科技公司,产品主要应用于无线通讯终端市场。
苏州高新区发布消息显示,新声半导体已有30余款基于全自主技术知识产权的产品研发落地并实现市场销售。新声半导体总部项目用地面积38亩,是江苏省重点项目,一期总投资6.7亿元,将建立垂直一体化的高端滤波器晶圆厂和滤波器及射频前端模组封测产线,晶圆厂将全部生产基于新声半导体自有先进技术的滤波器产品,项目建成后将实现年产射频滤波器芯片36亿颗。
【行业首款256线高性能车规级激光雷达产自广州,3分钟下线一台激光雷达】
为智能汽车擦亮“双眼”
机械手灵活翻转,装配、点胶、组装……智能生产线精密衔接着每道生产工序,一旁的工人负责上下料与监测,生产车间内几近无声,有序的人机协作画面呈现“智”造的蓬勃力量。全媒体记者日前探访位于广州黄埔区的广州捷普电子,见证了一颗行业首款256线高性能车规级激光雷达——AD2-s的诞生过程。这里有北醒与捷普电子联合打造、由北醒自主研发的全新自动化生产线。这条“小而精”的生产线,是广州培育发展新质生产力,聚焦科技创新资源,在重点领域取得一批突破性成果的缩影。
一颗激光雷达,由数百颗元器件组成,集合了光机电系统的精巧智造,被誉为高阶自动驾驶的“敲门砖”。据了解,在此生产线上量产的AD2-s激光雷达,仅有一只成人手掌大小,由北醒自主研发,融合了数百个独家专利技术,将在2024年3月实现量产交付,目前已获国内多款智能汽车的定点,定点总数达20万台以上。根据目前智能汽车发展及客户情况预估,北醒预计,2024年激光雷达的产品规模化交付有望再上一层台阶。
“智”造速度
3分钟下线一台激光雷达,6个月建成高度自动化生产线
要进入位于捷普的北醒车规激光雷达生产车间,比一般整车或零部件生产车间更严格,需要“过三关”:除尘、防静电,还要穿上几乎覆盖全身的防护服、戴上手套脚套,脸也被要求只露出眼睛。“任何一个微小的尘粒,都会影响激光雷达的光学元件的探测精度和效果。”北醒的工艺工程师何工告诉记者,为了能实现厘米级精度,万级无尘车间是制造激光雷达的基本要求。
在位于二楼不到一千平方米的主要制造车间内,十多个两米高的白色箱体井然有序放置其中,箱体内是合计价值上千万元的制造激光雷达的高端精密自动化设备。根据车规激光雷达的上壳模组、下壳模组、收发模组,以及控制模块的构成结构,这些生产线设备被分成了四组。
自动化生产工序从一套核心光学收发模组开始,当核心器件准备就绪,产品进入最后整体组装阶段,每一滴胶水、每一颗螺丝都被自动化精确管控……“在这里,3分钟就能下线一台激光雷达。”何工表示,这一成绩不仅彰显北醒在激光雷达领域的领先地位,也成为整个行业的新标杆。“我们在产品设计阶段就采用模块化理念进行设计,结合采用成熟的量产工艺,不仅保证产品可以在生产过程中降低组装复杂程度,减少组装工序,提升效率,也可以保障批量生产的稳定性、一致性及可靠性。”说话间,何工打开了其中一个设备箱体的封闭门,一个如人手臂大小、正轻巧翻转的机械手出现在我们面前,仅几秒,它就精准完成了装配锁付作业。
记者看见,在这个“小而精”的生产车间内,一切有序且安静,为数不多的工人大多数时间只需通过屏幕进行数据监控。“北醒在捷普投入的自主开发的工程设备,是全新的激光雷达专用产线,自动化率达到95%以上。”何工告诉记者,这条256线级别车规激光雷达产线是一条由数字化管控的高度自动化的产线,可实现最多100多道激光雷达核心环节工序的自动化生产,如实现自动AA耦合、自动点胶、自动装配锁付等工序的自动化生产等,而且产能可灵活扩充,满足多型号高精度激光雷达量产需求。他说,“我们仅用6个月就建成一条总年产能达到30万台的激光雷达自动生产线,这创下了业内纪录。”
创新不止
实现核心技术、供应链全部自主可控
记者在捷普现场看见,北醒生产车间的工作人员正紧锣密鼓地进行生产线的最新调试工作。“我们在去年12月已经完成了新设备调试,目前正根据最新的定点需求进行兼容生产调整。”何工透露,届时首批交付合作伙伴的256线车规激光雷达AD2-s将在此下线实现交付。“在全新自动化生产线助力下,下一代我们的激光雷达目标是做到集成度更高,体积更小。”
激光雷达——AD2-s
有人将激光雷达形容为机器人或自动驾驶车辆的“智能眼睛”。“作为感知、预测、规控三大单元的第一个单元,激光雷达在感知环节可以让我们以小见大,看到许多东西。”北醒(北京)光子科技有限公司的创始人、CEO李远告诉记者,随着智能驾驶辅助功能在乘用车上的迅速普及,车规激光雷达正向着高性能、低成本、算法更成熟的方向发展,这也正是北醒激光雷达产品的研发方向与优势。他指出,国产激光雷达的成本已经降低到万元以内。
记者还留意到,当业内多数企业仍在“128线”徘徊不前时,北醒率先在2022年12月拿出了512线车规产品,并在去年4月份发布了全球首个车载512激光雷达平台——“北醒应龙”平台。李远表示,北醒坚持打造具备国产化优势的激光雷达,未来还将继续在激光雷达国产化芯片上发力。据透露,北醒在捷普的所有制造设备全部专门自研定制,捷普方面提供大量支持并承担后续运营,产线一期投入已达到3000万元以上,预计未来总投资将过亿。
记者在黄埔的北醒生产车间还看见,其全新自动化生产线还有一个“秘密武器”。在车间的一楼,设置了一处占地787平方米的整机标定/EOL测试线设备间,是AD2-s激光雷达完成交付前的最后一道工序,为北醒研发的高度集成、全自动的激光雷达智能测试线体,能大幅提高激光雷达产品测试的完备性和整体效率,这在业内又是独创。
信息链接
激光雷达,正迎来超千亿元的市场前景
传感器已经成为我国“强基工程”的核心关键部件之一,随着智能驾驶的快速渗透,激光雷达成为车路协同中最重要的传感器。记者留意到,这条细分赛道已跑出如北醒等多个行业黑马,且实现了全球范围内的领跑。据incopat全球数据库显示,截至去年年底,全球激光雷达相关专利申请中,近一半在中国。
当前激光雷达的装车渗透率已经从2023年前的不及1%到超过1%,搭载激光雷达的智能车价格也从30万元以上下探到20万元。李远指出,“这是一个积极的信号。通过高质量感知,加速数字化与智能化,激光雷达正帮助智能车实现在安全、运力和效率的跃迁。”据机构预测,国内乘用车前装标配激光雷达交付2025年前将有望达到200万颗/年的规模。灼识咨询数据也显示,2022年至2030年,中国的激光雷达解决方案市场预计以79.5%的复合年增长率增长。这意味着,应用于传感硬件终端的激光雷达,正迎来超千亿元的市场前景。
【中国电科四十九所研发雪雕的“实时在线听诊”传感系统】
近日,中国电科四十九所,为哈尔滨大剧院门前巨型“企鹅”雪雕安装“实时在线听诊”传感系统,通过对视频、压力、温度、湿度等传感器参量系统集成,实时监测雪雕体表和环境温湿压参数预判雪雕安全。
基于航空航天监测传感系统、姿态检测传感系统、压力容器微形变检测传感系统的技术积累,通过增加倾角传感器、振动传感器、形变传感器,实现雪雕倾倒和局部脱落的参数监测和预判报警。
“实时在线听诊”传感系统是对大型构造物安全实时预判的首次尝试,填补了国内该行业的空白,未来可复制应用于桥梁、房屋、仓储物流、冰雪建筑、智慧农业等安全实时检测领域,未来市场前景巨大。
【光刻机巨头 ASML 2023 年总营收 275.59 亿欧元,同比增长 30%】
1 月 24 日消息,光刻机巨头 ASML 今日公布了 2023 年第四季度和全年业绩:
2023 年第四季度净销售收入 72.37 亿欧元(IT之家备注:当前约 563.76 亿元人民币),预期 69.3 亿欧元,毛利率 51.4%,净利润 20.48 亿欧元(当前约 159.54 亿元人民币);
第四季度净预订额为 92 亿欧元(当前约 716.68 亿元人民币),其中 EUV 光刻机预订额为 56 亿欧元(当前约 436.24 亿元人民币)。
2023 年净销售收入 275.59 亿欧元(当前约 2146.85 亿元人民币),毛利率为 51.3%,净利润 78.39 亿欧元(当前约 610.66 亿元人民币)。
ASML 预计 2024 年净销售收入与 2023 年相近,2024 年第一季度净销售收入在 50 亿至 55 亿欧元(当前约 389.5 亿至 428.45 亿元人民币)之间,毛利率在 48% 至 49% 之间。
ASML 总裁兼 CEO Peter Wennink 表示:“ASML 在实现了又一个强劲的年份,增长了 30%,全年总净销售额为 276 亿欧元,毛利率为 51.3%,积压订单为 390 亿欧元(当前约 3038.1 亿元人民币)。”
审核编辑 黄宇
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