傳感新品

【東華大學：研發共軛微孔聚合物的先進化學傳感器應用】

在快速發展的信息化時代，隨著物聯網與互聯網等信息技術的蓬勃發展，傳感技術在生活、家居、醫療、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。

高分子化學傳感器因具有分子可設計性、高選擇性、輕質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、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。雖然，基于CMPs的化學傳感器的研究正在快速發展，但目前尚缺少對CMPs化學傳感研究現狀和發展前景的全面概述。因此，系統總結基于CMPs的化學傳感研究對于發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，通過金屬偶聯反應(如Yamamoto、Suzuki、Sonogashira反應)、席夫堿反應以及環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展潛力與研究價值。

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移、供受體間電子轉移、吸收競爭淬滅效應以及協同作用等。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展還有很大的發展空間。

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展，并表現出了超強靈敏度，高選擇性，快速響應/恢復速度，出色的長期穩定性以及優秀的循環性能。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為更實用的氣體傳感器設備。

傳感動態

【曝豪威明年將發布旗艦傳感器OV50K 國產CMOS崛起？】

12月21日，有數碼博主獨家爆料，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，是生物啟發新型視覺傳感器，擁有極低功耗、超高精度等特點。

據了解，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也將會帶來行業內最強的感光能力，在暗光下的表現會更優秀。雖然索尼IMX989目前在市場上占據領先地位，但隨著豪威新品的發布，這種情況可能會發生改變。

豪威總部位于上海，擁有全球范圍內的研發和業務網絡。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、物聯網（IoT）、通信、計算機、消費電子產品以及其他行業中的技術挑戰。

【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問題，導致乘客側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。

據報道，此次召回事件對豐田汽車公司的股價產生了影響。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）。據悉，在對整車出廠前的安全性檢查環節，相關人員并沒有對發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1.15億收購拓寬產業鏈 三年半投1.3億研發新能源業務穩增】

作為中國最大的汽車傳感器生產商，蘇奧傳感正加速拓寬產業鏈。

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業鏈上延伸，擬以支付現金的方式，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。

據了解，博耐爾是一家集汽車空調系統和整車熱管理系統及其零部件的開發、設計、生產和銷售為一體的高新技術企業。

蘇奧傳感主營業務包括傳感器及配件、燃油系統附件及汽車內飾件的生產和銷售。

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業的產品及服務范圍，公司總體業務規模及盈利水平將得到進一步提升。

現金收購博耐爾24%股權

12月18日，蘇奧傳感公告，公司擬以現金方式購買旭慶持有的博耐爾24%的股權，依照前期盡調和雙方協商情況，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，擬以現金1.61億元收購翰昂系統株式會社（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，實現控股。

據悉，博耐爾是一家集汽車空調系統和整車熱管理系統及其零部件的開發、設計、生產和銷售為一體的高新技術企業，在新能源汽車空調和電池熱管理領域提供領先的技術解決方案，目前已具備年產量100萬套空調系統280萬套熱交換器系統的生產能力。

而蘇奧傳感則是一家致力于汽車零部件和汽車智能產品及各類車用傳感器的研發、生產和銷售為核心業務的公司，主要產品分為四大類，分別為傳感器及配件、燃油系統附件、汽車內飾件及蓬勃且持續發展的新能源部件。

據蘇奧傳感2023年中報顯示，傳統汽車業務目前仍是公司營收的基本盤，其中燃油系統附件收入貢獻率為51.03%，利潤貢獻率則超過65%。

蘇奧傳感在中報表示，在保障傳統業務產品市場份額的同時，將逐步實現新能源部件相關業務的發展。今年上半年，其新能源產品銷售同比增長22.85%。

此次收購博耐爾或為蘇奧傳感推進其新能源部件業務獲得產業鏈客戶的重要一環。在蘇奧傳感看來，本次收購有助于其在汽車零部件產業鏈上的延伸，實現傳感器、新能源部件及熱管理系統等模塊的共生發展，完善整體布局，符合蘇奧傳感戰略的長遠規劃。

加碼研發擁有專利155件

蘇奧傳感成立于1997年，2016年在深交所創業板上市，是國內最大的汽車油位傳感器生產廠家之一。

2023年以來，得益于新能源汽車的高速發展及自動駕駛技術升級的推動，汽車傳感器行業也迎來了新的發展機遇。最新財報數據顯示，2023年前三季度，蘇奧傳感實現營收7.45億元，同比增長8.09%；實現凈利潤9070萬元，同比增長30.86%。

與此同時，蘇奧傳感持續加大研發投入和技術創新，助力公司綜合競爭力的全面提升。財報數據顯示，2020年—2022年，蘇奧傳感研發投入分別為3253.85萬元、3402.65萬元、4160.30萬元，呈增長趨勢，其研發費用率分別為4%、3.97%和4.33%。

今年上半年，公司的研發投入為2189.10萬元，占營收比例為4.90%。公司三年半研發投入累計約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，已獲 3 家本土客戶訂單】

12 月 21 日消息，根據 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試階段，而且已經啟動了小規模試產線的建設，目前已經獲得了 3 家美國客戶訂單。

圖源 Pexels

業內消息人士表示，Fab21 工廠計劃在 2024 年第 1 季度開始試生產，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。Fab21 的初始階段將采用 5 納米工藝生產，月產能為 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，由于該地區缺乏熟練的安裝工人，臺積電將量產開始日期推遲到 2025 年。

此外，該項目的第二階段目前計劃于 2026 年量產，引入 3 納米工藝。這兩個階段的總投資額為 400 億美元。

業內消息人士還承認，Fab21 的制造成本很高，其產能無法與臺積電現有工廠競爭，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中實現光電轉換的關鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉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，其內部的電子吸收了光子的能量后改變狀態，自身的電性質也會發生改變，這樣的現象稱為光電效應。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是多種多樣的，按光電元件輸出量性質，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中發展很快，許多新型的光電式傳感器系統已相繼投入現場運行，為高壓大電流的監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(傳統電流互感器) 的基點在于信號功率小，OCT產品在被測電流從高電位轉換到低電位的過程中都是用光來調制的，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.光電傳感器在轉速測量系統中的應用

在機械自動化高速發展的今天，轉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是否正常。動力機械的許多特性參數往往通過轉速來確定，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等也與轉速密切相關。及時監測轉速的變化可以及時排除機器運轉中的許多故障，避免造成更大損失。轉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。

3.光電傳感器在繼電保護中的應用

隨著電力工業的發展，電力系統的輸送容量和電壓等級不斷提高，傳統的互感器對電網進行測量和監控存在著許多缺點。目前，應用光電傳感器的光纖互感器和光纖通訊網構成的光纖發變電站綜合自動化系統，已成為電力自動化技術有前景的發展方向之一。電力互感器是電力系統中重要的電量測量設備，也是實現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電力互感器的尺寸大、質量大、抗干擾差、信息傳輸容量小等缺陷，使得電力系統的安全運行和自動化水平均無法達到要求等缺陷，同時能以數字信號輸出，取消了大量的二次電纜，為電力系統的安全運行、節約成本、高壓設備無油化、優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測的應用

防止煙塵污染是環保的重要任務之一，為了消除工業煙塵污染，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定標準，而對于那些不符合充填高度的產品，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定的標準值，光電的接頭就會出現沒有電信號的現象，然后就會讓其他機構對物品進行處理。

應用案例3：光電色質檢測

下圖所展示的是在包裝物料時候所采取的光電色質檢測的基本原理。假定所規定標準的包裝物品的底色是白色但由于質量沒有達到標準等原因，有的商品出現泛黃的現象，在對產品進行光電色質檢測的時候，商品泛黃部分就會出現電壓差；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泛黃了的商品排出。

應用案例4：工業生產過程檢測

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品進行產量的統計、檢測對裝的配件是否有配置好、檢測其配件的質量是否有達到規定的標準，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斷料情況進行具體檢測(見下圖)等。

審核編輯 黃宇