傳感新品
【上海交大:發布全新碳氣凝膠傳感器,功能多樣化超厲害】
壓阻傳感器在健康監測、人機交互、機器人傳感等多個領域都備受青睞。開發具有生物相容性、高靈敏度和機械堅固性的工程結構壓阻傳感器是熱門研究領域之一。研究基于靜電作用和氫鍵的協同作用,通過單向冷凍鑄造和碳化,用細菌纖維素、殼聚糖、氧化石墨烯和石墨烯構建了一種高性能混合碳氣凝膠。
碳氣凝膠具有獨特的片狀和纖維狀交替結構,反映了結構良好的 "橋梁 "的穩定性。在這個類比中,層狀結構起到了穩定 "大梁 "的作用,而纖維則是不可或缺的 "支撐索"。有序的微觀結構有助于均勻的應力傳遞,從而產生了一種基于碳氣凝膠的傳感器,它具有很高的壓阻線性靈敏度(150 kPa-1)、出色的機械穩定性(3000 次壓縮循環)和快速的響應/恢復時間(120/90 ms)。壓阻傳感器可實時檢測人體生理信號,并有效區分細微的不同聲音信號,從而實現聲音可視化。此外,它還能在極端條件下(200 °C和-196 °C)正常工作。所制備的壓阻傳感器有望在下一代空間壓力監測、可穿戴電子設備和聲音可視化等領域得到廣泛應用。
圖文導讀
圖1.C-BCGs的制造示意圖。
圖2.(a)石墨烯和(b)GO的TEM圖像,(c)BC納米纖維的SEM圖像,(d)C-BCGs的光學圖像,(e)C-BCGs和(f)C-RBCG的橫截面SEM圖像,(g)FTIR光譜,(h)XRD光譜和(i)GO/G 納米片,BC/CS框架和C-BCGs的拉曼光譜。
圖3:(a)C-BCG3-6 氣凝膠在不同應變下的壓縮應力-應變曲線;(b)C-BCG3-6 氣凝膠的能量損失系數與之前發表的論文;C-BCG3-6 氣凝膠在 50%應變下的循環壓縮應力-應變曲線,外力(c)垂直于凍結方向,(d)平行于凍結方向。氣凝膠的有限元分析,應力(e)垂直于凍結方向,(f)平行于凍結方向。(g) SEM 圖像和 (h) C-BCG3-6 內部微觀結構示意圖。
圖4. (a) 壓阻傳感器和 (b) 壓縮機制示意圖,(c) C-BCG3-6 傳感器的 S,(d) C-BCG3-6 傳感器在不同外部壓力下的 I-V 曲線,(e) C-BCG3-6 傳感器在不同變形下的 I-t 曲線,(f) C-BCG3-6 傳感器的響應時間和恢復時間,以及 (g) C-BCG3-6 傳感器在 50%應變下 3000 次循環的抗疲勞性。
圖5. (a) 不同壓力下 LED 亮度的變化,(b) 高溫和 (c) 低溫下的穩定響應。(d) 表示不同單詞的莫爾斯電碼信號,(e) 基于藍牙模塊的莫爾斯電碼測試原理圖,(f) 肘部彎曲信號,(g) 手指不同彎曲角度信號,以及 (h) 緩慢吹氣和快速吹氣信號。
圖6:(a) 實驗設備示意圖;(b-d) 不同英文引文的識別曲線;(e-h) 不同自然聲音(風聲、雷雨聲、狗叫聲和青蛙呱呱聲)的識別曲線;(i) 整架鋼琴的音樂視覺效果;(j) 不同章節的聲譜和電流譜對比。
小結
綜上所述,我們從工程力學原理中汲取靈感,以GO/G納米片為導電填料,以BC納米纖維為骨架,以CS顆粒為增強粘結劑,通過單向冷凍鑄造和碳化工藝制備了各向異性的C-BCG3-6。與傳統的氣凝膠不同,C-BCG3-6 利用多維混合材料的優勢,具有類似橋梁中 "大梁 "和 "鋼索 "的穩定微觀結構。這種特殊的片狀和纖維狀有序交替的微觀結構可促進穩定的應力傳遞,從而在保持高傳感性能的同時,獲得優異的機械性能。
基于 C-BCG3-6 的壓阻傳感器在 0-6.80 kPa 的壓力范圍內具有高線性靈敏度(150 kPa-1)、快速響應/恢復時間(120/90 ms)和出色的再現性(3000 次循環)。憑借這些特點,該傳感器能對壓力-電能相互轉換做出出色的實時響應,在極端環境下也能很好地工作,并能監測人體的各種運動。此外,該傳感器還能很好地識別和轉換環境聲信號,即使信號很弱,傳感器的輸出響應曲線也與原始聲譜高度一致?;诟飨虍愋?C-BCG3-6 的壓阻傳感器有望在人機交互、可穿戴設備、智能傳感等領域擁有廣闊的應用前景。
傳感動態
【激光雷達龍頭圖達通落子重慶 項目產能將達40萬臺】
近日,激光雷達龍頭企業圖達通投資的AME(先進制造工程)及車載激光雷達研發制造項目正式簽約落地西部(重慶)科學城。
項目將圍繞激光雷達開展工藝研發、測試及生產制造,達產后年產能40萬臺激光雷達,帶動激光雷達產業鏈上下游企業集聚,有利于重慶市、西部(重慶)科學城激光雷達產業鏈強鏈補鏈,提高汽車零部件本地配套率。
公開資料顯示,圖達通是全球圖像級激光雷達及解決方案提供商,公司成立于2016年,在硅谷、蘇州和上海設有研發中心,在寧波和蘇州擁有高度工業化的車規級激光雷達制造基地。
圖達通相關負責人介紹,其圖像級超遠距激光雷達獵鷹(Falcon)已于2022年3月28日作為蔚來ET7自動駕駛超感系統的標配量產交付,是全球首批量產上車的高性能激光雷達。國際權威研究機構Yole Intelligence發布的《2023年全球車載激光雷達市場與技術報告》顯示,圖達通獲2022年度全球“乘用車(PC)及輕型商用車(LCV)車載激光雷達市場”銷量和營收額的雙料冠軍。
目前圖達通已助力9款車型完成了交付,在國內外圖達通還與圖森未來、摯途科技、智加科技、易控智駕、DeepWay、千掛科技、Driveblocks等多家商用卡車企業,蘑菇車聯、曹操出行等Robotaxi企業以及智慧城市、智慧高速、智慧軌交、智慧航運、智慧港口等應用領域客戶有著廣泛的合作。
截至2023年11月,圖達通高性能激光雷達車載市場累計交付突破20萬臺?!拔覀儾粩嗑劢?a target="_blank">產品正向開發,目前已實現車周完整感知硬件產品組合及自研軟件平臺的軟硬件全面覆蓋,為行業提供靈活可選擇的產品矩陣?!眻D達通相關負責人說。
“作為科技創新的策源地,科學城正大力發展智能網聯新能源汽車核心零部件產業,這里營商環境優越,因此我們最終決定在這里落戶?!眻D達通相關負責人表示,今后將不斷助力西部(重慶)科學城在智能網聯新能源汽車核心零部件領域深耕布局。
“我們將進一步圍繞智能網聯新能源汽車核心零部件,深挖行業頭部潛力,以優質項目落戶助推科學城智能網聯汽車產業發展,加速推動我市首個智能網聯新能源汽車核心零部件產業園的建設工作?!蔽鞑?重慶)科學城相關負責人表示。
據悉,智能網聯新能源汽車產業是西部(重慶)科學城產業發展重中之重,重慶市委市政府在科學城著力打造40平方公里的重慶汽車電子產業園,當前區內已集聚長安跨越等多家汽車整車制造企業;也引入了金康動力、博澤汽車、科博達、西部科學城智能網聯汽車創新中心暨***院士工作站、奧松半導體、中科創達、馭勢科技等智能網聯新能源汽車產業企業40余家,初步構建涵蓋整車、關鍵零部件、汽車軟件、智能網聯、新型儲能等領域產業體系,汽車產業保持高位增長,呈現良好態勢。
【奧迪威:精耕細作迎接“智能傳感”時代】
“公司的成長規律與紅木類似,需要長久積累才能有所建樹。”奧迪威董事長、總經理張曙光稱,公司成立24年來,一直“扎根”傳感器領域,聚焦自立自強實現創新發展。
近日,上海證券報聯合北交所開展的2023年“北交所萬里行”調研活動走進奧迪威。在公司展廳內,AK2車載超聲波傳感器、流量傳感器等產品吸引眾多投資者駐足欣賞。
被稱為“北交所傳感器第一股”的奧迪威,是北交所開市以來首批從新三板創新層走上北交所的企業。展望未來,公司將借助資本市場的力量進一步在細分領域內大展拳腳。
專注才能長遠
“做好產品,沉淀技術,是企業長遠發展的關鍵?!睆埵锕獗硎?,奧迪威一路發展壯大,源于“在傳感器領域做出好產品”的初心。
奧迪威成立于1999年,英文名稱是“AUDIOWELL”,其中“AUDIO”是指音頻,表明公司專注超聲波技術,WELL是指“好”,整體意思就是公司要在超聲波傳感器領域做出好產品。
傳感器是高精密智能制造產品,歐美國家對其準入標準非常高。奧迪威董事會秘書梁美怡介紹,公司對標日本、德國等國家的知名傳感器企業,經歷了從“跟跑”到“領跑”的發展過程。
如今,經過多年的研發和積累,奧迪威車載超聲波傳感器已經進入國內汽車制造廠商的前裝供應鏈,并取得了一定的市場占有率。張曙光表示,在超聲波傳感器領域,部分車企的供應鏈企業此前試圖取代奧迪威,但最終還是轉向與奧迪威合作。
專注傳感器核心技術研發,是奧迪威高質量發展的動力源。張曙光表示,部分企業上市后市場競爭力快速下降,主要是其失去了自身特定優勢,但奧迪威在細分領域的地位一直很穩固,根本優勢在于持續專注和研發創新,從而不斷為客戶創造價值。
2023年前三季度,奧迪威研發費用為3066.50萬元,同比增長37.14%,占當期營收的比重為9.11%。梁美怡說,奧迪威高度重視產品技術研發,每年都會拿出營收的8%至9%投向技術升級和研發創新。
上市收獲滿滿
2022年6月14日,奧迪威在北交所上市,成為廣州首家從新三板創新層申報到北交所上市的企業,也是廣東第12家北交所上市企業。張曙光稱:“公司這次上市恰逢其時”。
奧迪威在北交所上市,從申報到過會僅用時4個多月。彼時,業內人士表示,奧迪威快速登陸北交所雖是個案,但彰顯了國家對擁有核心自主知識產權企業的支持力度。
張曙光表示,奧迪威借上市“東風”,擁有了更多更好的資源去創新求變。招股書顯示,奧迪威北交所上市募資將投向“高性能超聲波傳感器產線升級及產能擴建項目”“多層觸覺及反饋微執行器開發及產業化項目”和“技術研發中心項目”。
如今,奧迪威上市已有一年半時間。在張曙光看來,奧迪威在北交所上市的獲得感,還體現在企業信譽度提升等方面,可以在客戶端、市場端獲得更多商業機會,并且有了更多資源進行產品迭代升級,從而吸引更多優質客戶。
2023年前三季度,奧迪威實現歸母凈利潤6414.99萬元,同比增長50.28%。公司稱,業績增長主要是產品核心競爭力提升,取得了下游市場和客戶認可,需求訂單增加形成規模效應,并且積極拓展新產品、新應用領域,加強與海外客戶的緊密對接。
此外,上市后的奧迪威公司治理更為成熟。據張曙光介紹,公司在市場各方監督之下,各個方面持續保持規范運作,圍繞公司經營目標嚴格按照流程執行,并且上市后會用好股權激勵等工具,更好地與員工分享公司的發展成果。
迎接“智能傳感”時代
傳感器屬于物聯網感知層及執行層的核心基礎電子元器件,也是我國“強基工程”的核心關鍵部件之一。張曙光打比方說:“智能傳感器應用于汽車、電器等設備,是為了讓人們在使用相關設備時延伸出另一個層面的‘眼睛’和‘手腳’?!?/p>
“我們將一如既往地做好自己?!睆埵锕獗硎?,隨著5G、物聯網及其相關產業的快速發展,傳感器作為數據采集的唯一功能器件,未來市場規模將逐步擴大。
數據顯示,受汽車、工業自動化、醫療等領域的智能化、數字化需求帶動,2023年全球傳感器市場規模預計為2032.2億美元,全球智能傳感器市場規模預計為487.2億美元。
目前,在奧迪威的智能傳感器應用領域中,市場潛力較大的是新能源智能汽車和智能機器人。張曙光表示,奧迪威作為應用產業鏈上游的傳感器和執行器研發生產企業,會持續深入研發這兩個領域的相關產品。
在張曙光看來,機器人的感知能力非常重要,需要加裝大量傳感器,但行業當前能夠提供成熟方案的企業并不多。奧迪威將踐行“做好人,做好產品,共創美好生活”的企業理念,以一個個優秀的產品迎接即將到來的“智能傳感”時代。
【全球感知體驗領導者瑞聲科技與UltraSense達成戰略合作】
12月15日,全球感知體驗領導者瑞聲科技(AAC)與觸摸感應方案提供商UltraSense Systems(以下稱UltraSense)宣布建立戰略合作伙伴關系。
為了更好滿足消費者對極簡化觸摸界面的需求,雙方將基于UltraSense TouchPoint HMI控制器和瑞聲科技旗下全品類觸感解決方案RichTap[gf]ae[/gf]的合作,融合多模傳感和觸覺感知核心技術,針對汽車和消費電子市場提供全面的觸控解決方案,以加速智能固態表面的市場應用。
觸控、壓力和觸覺反饋作為人機交互的必需技術,缺一不可。UltraSense TouchPoint HMI控制器將多模式觸摸感應、照明控制和算法處理完全集成在單個芯片中,為新一代人機交互界面提供動力,目前已在智能手機、汽車中控、汽車方向盤和充電口系統等場景量產;瑞聲科技RichTap[gf]ae[/gf]線性馬達和渲染控制引擎則可以在不同場景中實現多維觸覺體驗。
此次瑞聲科技與UltraSense強強聯合,優勢互補,可將多模觸控、背光控制以及觸覺反饋融合成完整解決方案所需的開發周期大幅縮短,同時加速極簡高效固態觸控方案替代機械按鍵,提供金屬等不同材質表面觸控和滑動操控等功能,未來有諸多創新方向和想象空間,將進一步提高用戶的觸控體驗。
除了設計和開發方面的合作,瑞聲科技和UltraSense之間也達成了商務端的戰略合作,將同步探索和推進戰略客戶的聯合推廣和銷售。
"高質量觸覺體驗的需求,正在快速從智能手機擴展到智能汽車。"瑞聲科技執行副總裁潘開泰表示,"AAC已經推出了應用于智能座艙的軟硬件一體化的汽車觸覺解決方案,集成了AAC的高性能X軸線性馬達及相關觸控算法。通過和UltraSense的合作,我們可以在虛擬按鈕、方向盤等應用場景提供完整、卓越的觸控體驗。"
"我們持續關注有戰略協同的優秀公司和團隊,合作推動相關行業解決方案體驗的提升。"瑞聲科技戰略投資總監馬巖表示,"靈敏感知與真實反饋是高質量觸覺交互方案的基礎,我們很高興能與UltraSense達成戰略合作來為客戶提供行業最優質的觸控方案。"
"我們和AAC的合作為汽車OEM和一級、二級供應商大大簡化了完整觸控方案的開發和落地。"UltraSense Systems的創始人兼CEO Mo Maghsoudnia表示,"通過將我們自有專利的觸摸、壓感及平面傳感解決方案與AAC的RichTap[gf]ae[/gf]觸覺解決方案相結合,我們正在為用戶重新定義觸控體驗,同時使生產制造商更容易采用新的固態表面技術。"
【立訊精密將收購射頻芯片制造商Qorvo位于北京和山東德州的工廠】
美國射頻芯片制造商威訊聯合半導體有限公司宣布,雙方已達成最終協議,公司將把位于北京和山東德州的組裝測試業務出售給立訊精密。如果滿足監管及其他條件,兩家公司預計在2024年上半年完成交易。
公告顯示,北京和德州工廠主要制造Qorvo高集成先進蜂窩產品。交易完成后,立訊精密將收購兩家工廠的業務和資產,包括物業、廠房、設備及現有員工,以保證運營的連續性。而Qorvo將繼續保留其在中國的銷售、工程及客戶支持員工。立訊精密會根據新簽訂的長期供應協議為Qorvo組裝和測試產品。
在交易完成之前,中國北京和德州工廠會作為Qorvo全球制造網絡的一部分繼續運行。而在交易完成后,公司組裝、封裝和測試業務會由位于美國、哥斯達黎加和德國的工廠及第三方外包合作商繼續進行。
Qorvo是一家射頻芯片制造商,射頻前端是無線通信系統的核心模塊,其客戶包括了全球主要的手機品牌。根據Yole的數據,2022年其全球市占率達到15%,居于全球第三。蘋果公司是其最大客戶,截至4月的2023財年,來自蘋果的收入貢獻占比高達三成。同時,受益于中國手機品牌崛起,該公司近半收入來自中國。
市場認為,此次收購有利于立訊精密繼續深入蘋果供應鏈?;仡櫾摴練v程,從代工蘋果電腦、iPhone、iPad連接線到代工AirPods,再到代工Apple Watch、iPhone整機,目前立訊精密已經成為蘋果最新的高價值MR產品Vision Pro制造商。期間,立訊精密通過投資并購不斷擴大產品布局,提升在蘋果供應鏈中的地位,已是iPhone三大組裝廠商之一。
在射頻模塊,立訊精密通過投資臺灣上市公司宣德切入板對板連接器和RF射頻連接器,并在2017-2018年募資擴建電聲器件及音射頻模組項目,但在手機領域的射頻前端芯片還未有布局。
【五種常見工業傳感器大盤點】
目前,全球主要國家和地區都在強調工業4.0升級,其本質是打造數字化和柔性制造生產模式?,F階段,挖掘數據價值進而實現智能化升級成為工廠自主革新的要點。工業傳感器賦予工廠和外界“溝通交流”的能力——通過傳感數據構建數字網絡來優化生產設備。當然,這個過程也帶動了工業傳感器的需求量大漲。根據MarketsandMarkets的報告,全球工業傳感器市場規模預計將從2021年的206億美元增長到2026年的319億美元,期間該市場預計將以9.1%的復合年增長率增長。接下來,本文將盤點工業上常見的五種傳感器。
01工業傳感器的特點
從概念上看,工業傳感器是用于石油、化工、冶金、電力、機械制造等各種工業場景的傳感器,泛指在工業制造過程中能將感受的力、熱、光、磁、聲、濕、電、環境等被測量數據轉換成電信號輸出的器件與裝置。
在自動化技術的基礎上,目前全球主要國家和地區都在部署和攻堅工業4.0。在此過程中,傳統傳感器和通信芯片、微處理器、驅動程序、軟件算法等融為一體,成為工業智能傳感器。如下圖所示,目前亞太、北美和歐洲地區是工業4.0的重點區域,因此對工業智能傳感器的需求量更大,廠商紛紛設立辦事處。
02五種常用的工業傳感器
①符合AEC-Q100標準的軸上磁性位置傳感器
位置傳感器主要用于檢測產品和設備的具體位置,根據實現原理的不同,可以分為自動平衡式位置傳感器、超聲波位置傳感器、電容式位置傳感器、壓力式位置傳感器、電磁式位置傳感器等。在工業制造場景中,除了我們開篇提到的工業產線流程控制案例,位置傳感器還可以用于工業電機、太陽能跟蹤器、風機渦輪機等大型設備的位置控制。
壓力傳感器是指將系統中的壓力信號轉換為可輸出信號的裝置,根據測試壓力類型的不同,可以分為壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器和壓電式壓力傳感器等。壓力傳感器的應用范圍極為廣泛,比如產線注塑、沖模、壓縮、增壓等程序都需要壓力傳感器,此外航空安全系統、礦山測試系統以及醫療檢測系統等也會用到壓力傳感器。
③適用于空間受限應用的接近傳感器
接近傳感器能夠檢測被檢測物的移動信息和存在信息,與位置傳感器相比,一般接近傳感器的響應更靈敏,根據實現原理不同,可分為電容式、電感式和光電式。接近傳感器在工農業、航天和醫療領域都有廣泛的應用,典型的應用包括防誤觸、避撞、喚醒等。
陀螺儀是測量被檢測物角度、角速度和角加速度的傳感器設備,陀螺儀的種類也有很多,僅電子式就有壓電陀螺儀、MEMS微機械陀螺儀、光纖陀螺儀和激光陀螺儀等不同類型。陀螺儀最典型的應用就是提供方位基準,幫助礦山、交通、航天、生物醫學、環境監控等領域的精密儀器實現定位和姿態控制。
⑤高精度、低功耗的振動傳感器
振動傳感器是指將系統中的機械量通過內部機械裝置和機電轉換裝置轉化為電信號的傳感器,根據機電轉換裝置的不同,有電動式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式等豐富的類型。振動傳感器在防盜、故障檢測和精度檢測等領域應用廣泛,尤其是后兩者,隨著工業設備精密度提升,振動傳感器可以第一時間捕捉到異常震動,防止因為緊固件松動等原因造成的系統故障。
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