傳感新品

【中國(guó)科大：發(fā)展關(guān)聯(lián)量子傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)缺陷的三維納米成像】

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國(guó)科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜江峰、王亞等人在量子精密測(cè)量領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，提出基于信號(hào)關(guān)聯(lián)的新量子傳感范式，實(shí)現(xiàn)對(duì)金剛石內(nèi)點(diǎn)缺陷的高精度成像，并實(shí)時(shí)觀測(cè)了點(diǎn)缺陷的電荷動(dòng)力學(xué)。

最近二十多年時(shí)間里，量子傳感的發(fā)展已經(jīng)使得很多物理量的測(cè)量技術(shù)取得了革命性的進(jìn)展。比如基于納米尺度的金剛石氮-空位色心量子傳感器有望實(shí)現(xiàn)單分子的結(jié)構(gòu)解析（杜江峰院士團(tuán)隊(duì)前期工作：Nature Physics10, 21 (2014);Science 347, 1135 (2015);Nature Methods 15, 697 (2018)）。以磁測(cè)量為例，當(dāng)前實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)解析的量子傳感范式需要對(duì)標(biāo)記的自旋探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行量子操控。然而自然界中的很多物理現(xiàn)象既不包含自旋也無(wú)法直接操控，如半導(dǎo)體中的電荷動(dòng)力學(xué)導(dǎo)致的隨機(jī)電報(bào)信號(hào)等。更重要的是，當(dāng)多個(gè)探測(cè)對(duì)象信號(hào)重疊相互干擾，單個(gè)量子傳感器將無(wú)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效提取與分析。

為此本工作提出了一種新的量子傳感范式，即利用多個(gè)量子傳感器之間的信號(hào)關(guān)聯(lián)，提升對(duì)復(fù)雜對(duì)象的解析能力和重構(gòu)精度。研究團(tuán)隊(duì)基于自主發(fā)展的氮-空位色心制備技術(shù)，可控制備出相距約200納米的三個(gè)氮-空位色心作為量子傳感系統(tǒng)，通過對(duì)隨機(jī)電場(chǎng)探測(cè)展示了這種新的量子傳感范式。

圖：（a）實(shí)驗(yàn)體系的示意圖，小圖為本工作中使用的三色心體系的超分辨成像；（b）共振熒光激發(fā)譜的譜峰位置漲落，對(duì)應(yīng)了每個(gè)色心處的電場(chǎng)漲落；（c）利用三個(gè)色心的電場(chǎng)漲落信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)可以分辨出不同的缺陷；（d）量子定位系統(tǒng)的示意圖；（e）在三個(gè)色心周圍定位出的16個(gè)點(diǎn)缺陷。

金剛石是一種性能優(yōu)異的寬禁帶半導(dǎo)體材料，材料中點(diǎn)缺陷的電荷動(dòng)力學(xué)會(huì)帶來(lái)隨機(jī)的電場(chǎng)噪聲。本工作中，利用金剛石氮-空位色心激發(fā)態(tài)的直流斯塔克效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)的傳感。當(dāng)某個(gè)點(diǎn)缺陷的電荷狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，三個(gè)氮-空位色心可以同時(shí)探測(cè)到因電荷變化而引起的電場(chǎng)變化。利用三個(gè)色心間電場(chǎng)同時(shí)變化的關(guān)聯(lián)特征，可以從雜亂無(wú)章的漲落電場(chǎng)中解析出每個(gè)點(diǎn)缺陷對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)。并且由于每個(gè)點(diǎn)缺陷和三個(gè)氮-空位色心的相對(duì)空間位置不同，就可以根據(jù)每個(gè)氮-空位色心所感受到的電場(chǎng)方向和大小的不同，來(lái)精確定位出點(diǎn)缺陷的空間位置。使用這種類似于衛(wèi)星定位的量子定位技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)成功對(duì)微米范圍內(nèi)16個(gè)點(diǎn)缺陷進(jìn)行了定位，定位精度最高達(dá)到1.7納米?；谶@種關(guān)聯(lián)分辨和精確定位的能力，研究團(tuán)隊(duì)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)每個(gè)點(diǎn)缺陷電荷動(dòng)力學(xué)的原位實(shí)時(shí)探測(cè)，為研究體材料內(nèi)部點(diǎn)缺陷的性質(zhì)提供了新的方法。

這一成果展示了基于量子技術(shù)的超高靈敏度缺陷探測(cè)，可對(duì)0.01ppb級(jí)別的缺陷濃度（一千億個(gè)正常原子中出現(xiàn)一個(gè)缺陷）進(jìn)行探測(cè)。這要比目前最靈敏方法的探測(cè)極限提升兩個(gè)量級(jí)以上，有望為當(dāng)前十納米以下芯片中的缺陷檢測(cè)提供一種強(qiáng)有力的技術(shù)手段。

傳感動(dòng)態(tài)

【禾賽科技發(fā)布全新AT512激光雷達(dá)：最遠(yuǎn)測(cè)距達(dá)400米】

1月9日消息，禾賽科技今日正式發(fā)布了面向搭載智能駕駛系統(tǒng)量產(chǎn)車市場(chǎng)的512線超高清超遠(yuǎn)距激光雷達(dá)AT512，該產(chǎn)品主要面向?qū)π阅?、可靠性、安全性有極高要求的高端智能駕駛量產(chǎn)車型。

AT512 搭載禾賽最新的第四代自研芯片，通過引入3D堆疊、光噪抑制等技術(shù)，以極致的光學(xué)收發(fā)效率、頂尖的垂直整合能力，在體積不變的情況下實(shí)現(xiàn)了性能全面升級(jí)。

性能方面，AT512 可實(shí)現(xiàn) 300 米標(biāo)準(zhǔn)測(cè)遠(yuǎn)（@10% 反射率），相比 AT128 提升了50%。最遠(yuǎn)測(cè)距達(dá)到400米，是市場(chǎng)同類遠(yuǎn)距激光雷達(dá)的2倍，極大提升了車輛對(duì)周圍環(huán)境的感知能力。

得益于于禾賽第四代芯片大幅提升的集成度，AT512 以每秒約 1230 萬(wàn)的超高點(diǎn)頻為汽車提供圖像級(jí)超清晰三維感知，擁有全局均勻的0.05° x 0.05°角分辨率，點(diǎn)云密度是AT128的8倍，同時(shí)也達(dá)到市場(chǎng)上其他同類遠(yuǎn)距產(chǎn)品的10倍以上。

此外，AT512沿用了禾賽AT系列所采用的高度集成化的芯片收發(fā)模塊、穩(wěn)定可靠的一維掃描，兼具性能、成本和可靠性，且點(diǎn)云模式均勻規(guī)整，有利于感知算法的適配。

據(jù)了解，目前AT 系列已經(jīng)獲得了包括上汽、一汽在內(nèi)的 15 家領(lǐng)先主機(jī)廠和 Tier-1 客戶超 50 多個(gè)車型的前裝量產(chǎn)項(xiàng)目定點(diǎn)。自成立以來(lái)，禾賽激光雷達(dá)累計(jì)交付量突破30萬(wàn)臺(tái)，是全球首個(gè)創(chuàng)下此里程碑的車載激光雷達(dá)公司，并在去年12月實(shí)現(xiàn)單月交付量突破5萬(wàn)臺(tái)，再次刷新行業(yè)單月交付記錄。

【北京懷柔科學(xué)城老廠房蝶變，孕育高端儀器和傳感器產(chǎn)業(yè)】

新年伊始，懷柔古剎紅螺寺附近，一座老廠房正加速蝶變。朝陽(yáng)給一棟棟改造中的廠房鍍上金色，也照亮了五百余位施工人員忙碌的身影。吊車吊起大塊的玻璃、水泥板，施工人員通過直臂車被送至高處，將玻璃、水泥板呈百葉窗狀交替安裝至外墻。曾經(jīng)的福田汽車?yán)吓f廠房在他們的手中悄然變了模樣，外觀看起來(lái)時(shí)尚現(xiàn)代，透著大氣和科技感。

這里距離密集落子大科學(xué)裝置、交叉研究平臺(tái)等科技設(shè)施的懷柔科學(xué)城核心區(qū)僅10分鐘車程，未來(lái)將成為懷柔科學(xué)城產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化示范區(qū)。搬遷騰退的福田戴姆勒汽車?yán)瞎S，是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化示范區(qū)的首個(gè)項(xiàng)目，改造后產(chǎn)業(yè)空間達(dá)30萬(wàn)平方米，將依托科學(xué)城優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)引入高端儀器裝備和傳感器產(chǎn)業(yè)。目前，由福田工廠營(yíng)銷樓改造的創(chuàng)新中心已率先投用，三層空間主要吸引高端儀器裝備和傳感器產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的初創(chuàng)企業(yè)。“園區(qū)改造和‘引鳳’同時(shí)進(jìn)行，已吸引164家企業(yè)注冊(cè)，部分企業(yè)已入駐辦公?！必?fù)責(zé)該園區(qū)運(yùn)營(yíng)的北京懷勝科技服務(wù)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。

還有多棟廠房正加速蛻變。其中，A1棟工程項(xiàng)目近日剛剛獲得北京市發(fā)改委批復(fù)項(xiàng)目資金申請(qǐng)。記者走進(jìn)正在改造的A1廠房，這里曾是過去的涂裝車間，在不改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，廠房已經(jīng)完成加固、翻新，目前正進(jìn)行外墻吊裝施工，吊裝進(jìn)度達(dá)80%。“預(yù)計(jì)今年4月，這棟廠房就能基本完成改造，此后將由入駐企業(yè)開展內(nèi)部裝配、設(shè)備安裝等工作?！毕嚓P(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，這棟廠房已被國(guó)內(nèi)一家傳感器龍頭企業(yè)相中，將建造微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器中試生產(chǎn)線。

除了提供用于辦公、實(shí)驗(yàn)和中試生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)空間，園區(qū)的一大亮點(diǎn)是打造了高端儀器裝備和傳感器生產(chǎn)所必須配套的共享動(dòng)力中心。“生產(chǎn)高端儀器裝備或傳感器，需要?jiǎng)恿Α⒓兯?yīng)、化學(xué)品儲(chǔ)存、大宗氣體、特殊氣體供應(yīng)、廢水處理等配套環(huán)節(jié)。園區(qū)斥資上億元打造了供企業(yè)共享使用的純水處理中心、化學(xué)品儲(chǔ)存庫(kù)、大宗氣體站、特殊氣體站、廢水處理站等，并配建管道直通各廠房?！痹诩兯幚碇行膬?nèi)，相關(guān)負(fù)責(zé)人指著正在安裝的純水設(shè)備介紹道：“這些設(shè)備就好像我們家里的凈水器，只不過其過程更復(fù)雜，純凈度要求更高，要通過預(yù)處理、反滲透、再生與后處理等多重工序形成可用于傳感器晶圓加工使用要求的超純水?！?/p>

據(jù)悉，整個(gè)項(xiàng)目起步區(qū)大致分為A、B、C、D、E等工程項(xiàng)目，除了E棟廠房外，其他區(qū)域基本都將在今年上半年改造完成，未來(lái)將孕育高端儀器裝備和傳感器的“創(chuàng)新之花”。這一項(xiàng)目也成為懷柔科學(xué)城加速建設(shè)，產(chǎn)業(yè)化成果逐步涌現(xiàn)的縮影。

目前，懷柔科學(xué)城正跑步進(jìn)入建設(shè)與運(yùn)行并重階段?？蒲性O(shè)施方面，近期懷柔科學(xué)城又一大科學(xué)裝置——多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施試運(yùn)行，設(shè)施將與周邊科研設(shè)施協(xié)同發(fā)展，組織實(shí)施大科學(xué)計(jì)劃。此外，29個(gè)“十三五”科技設(shè)施平臺(tái)建設(shè)運(yùn)行同步加速，6個(gè)“十四五”科技設(shè)施平臺(tái)項(xiàng)目獲批立項(xiàng)。去年，懷柔科學(xué)城新增9個(gè)科技設(shè)施平臺(tái)項(xiàng)目進(jìn)入科研狀態(tài)，一批科技基礎(chǔ)設(shè)施面向全社會(huì)開放共享，5個(gè)第一批交叉研究平臺(tái)已累計(jì)對(duì)外開放機(jī)時(shí)45萬(wàn)小時(shí)。在科研成果方面，截至目前，懷柔科學(xué)城服務(wù)院所高校累計(jì)產(chǎn)出重大科技成果200余項(xiàng)。

【美國(guó)因美納與三諾生物傳感達(dá)成戰(zhàn)略合作 拓展基因組學(xué)在精準(zhǔn)健康管理的應(yīng)用】

因美納與三諾生物傳感股份有限公司(“三諾”)正式達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將以iScan高端芯片掃描儀國(guó)產(chǎn)化為起點(diǎn)，利用雙方的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與渠道資源，共同拓展基因組學(xué)在精準(zhǔn)健康管理的應(yīng)用。

據(jù)悉，本次合作旨在更快、更好滿足中國(guó)本土市場(chǎng)在生殖遺傳、慢病防治等領(lǐng)域的需求。

因美納中國(guó)銷售副總裁兼代理大中華區(qū)總經(jīng)理馬海燕表示，此次與三諾開啟的全新合作，不僅是因美納本土化戰(zhàn)略進(jìn)程與多元產(chǎn)品布局的新突破，也是賦能本土創(chuàng)新模式的新嘗試，更是基于雙方“改善人類健康”共同愿景的新作為、新跨越?！拔磥?lái)，我們期待與三諾攜手探索更多符合中國(guó)本土需求的精準(zhǔn)健康管理解決方案，共促國(guó)民健康高質(zhì)量發(fā)展?！?/p>

“很高興與因美納達(dá)成合作伙伴關(guān)系，從iScan這一具有成熟市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的高端芯片掃描儀著手，加速該產(chǎn)品的本土化以適應(yīng)快速發(fā)展的市場(chǎng)需求。同時(shí)，也期待在這一合作基礎(chǔ)之上，雙方共同拓展符合中國(guó)本土需求的健康管理解決方案，為疾病的早期預(yù)防和監(jiān)測(cè)能力的提升提供技術(shù)支撐，以基因組學(xué)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)健康市場(chǎng)應(yīng)用潛力的迸發(fā)，共同助力‘健康中國(guó)’建設(shè)邁上新的臺(tái)階。”三諾生物傳感股份有限公司董事長(zhǎng)李少波表示。

據(jù)介紹，iScan芯片掃描儀具有高通量、高靈敏度以及高質(zhì)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定輸出等優(yōu)勢(shì)，并可適用于多種生物芯片(microarray)應(yīng)用，包括基因表達(dá)分析、基因型分析、甲基化分析等。iScan支持多種芯片格式和芯片類型，該系統(tǒng)及其解決方案具有可擴(kuò)展性和自動(dòng)化配置，能滿足不同領(lǐng)域、不同規(guī)模、不同目的的實(shí)驗(yàn)需求，并可進(jìn)行定制化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和配置，為研究人員提供靈活廣泛的實(shí)驗(yàn)選擇。

目前，在全球范圍該產(chǎn)品在探索復(fù)雜疾病的遺傳基礎(chǔ)、協(xié)助農(nóng)業(yè)育種決策和全表觀基因組關(guān)聯(lián)研究等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，并在精準(zhǔn)健康管理等領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。

【英偉達(dá)在華面臨新難題：客戶對(duì)“降級(jí)版”芯片興趣不大】

據(jù)美國(guó)《華爾街日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站1月9日?qǐng)?bào)道，在2023年10月份美國(guó)監(jiān)管部門禁止英偉達(dá)向中國(guó)銷售高性能人工智能（AI）芯片后，英偉達(dá)的工程師們很快就設(shè)計(jì)出一系列新產(chǎn)品以適應(yīng)更嚴(yán)格的限制政策。

報(bào)道稱，通過這些調(diào)整，這家美國(guó)科技公司或許找到了回旋余地，但更大的問題在于：中國(guó)云計(jì)算公司并不熱衷于購(gòu)買這些性能較低的芯片，而這些公司恰恰是英偉達(dá)在全球最重要的客戶群體之一。

中國(guó)一線云計(jì)算公司從2023年11月份就開始測(cè)試英偉達(dá)的芯片樣品，其中包括阿里巴巴和騰訊。據(jù)知情人士透露，這兩家公司已暗示英偉達(dá)，今年訂購(gòu)的英偉達(dá)芯片數(shù)量將遠(yuǎn)少于原計(jì)劃購(gòu)買目前已被限制的前代芯片。

報(bào)道指出，短期來(lái)看，英偉達(dá)降級(jí)版芯片與中國(guó)本土替代芯片在性能上的差距不斷縮小，增強(qiáng)了中國(guó)自產(chǎn)芯片的吸引力。

據(jù)知情人士稱，阿里巴巴和騰訊正將一部分高性能AI芯片的訂單轉(zhuǎn)給本土企業(yè)，并更多地依賴內(nèi)部自研芯片。中國(guó)另外兩大芯片買家字節(jié)跳動(dòng)和百度也是如此。

知情人士表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，鑒于美國(guó)監(jiān)管部門已經(jīng)表示要定期評(píng)估芯片出口管制政策，并可能進(jìn)一步收緊對(duì)出口芯片性能方面的限制，中國(guó)買家不確定英偉達(dá)能否持續(xù)供貨，科技公司正調(diào)整業(yè)務(wù)策略，以應(yīng)對(duì)未來(lái)越來(lái)越難獲得英偉達(dá)產(chǎn)品的局面，并避免為了適應(yīng)新芯片而承擔(dān)持續(xù)調(diào)整技術(shù)的高昂代價(jià)。

據(jù)報(bào)道，對(duì)于英偉達(dá)來(lái)說(shuō)，既要滿足美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求，又要供應(yīng)中國(guó)客戶所需要的芯片，這個(gè)任務(wù)變得越來(lái)越難以完成。中國(guó)是英偉達(dá)最大市場(chǎng)之一，過去占到英偉達(dá)營(yíng)收的約五分之一。

中國(guó)科技企業(yè)的工程師們表示，未來(lái)12個(gè)月英偉達(dá)的芯片仍將是采購(gòu)重點(diǎn)，因?yàn)橛ミ_(dá)的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)更加完善，而且本土替代品仍供應(yīng)不足。

一家對(duì)沖基金的創(chuàng)始人說(shuō)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，美國(guó)的限制措施很可能推動(dòng)中國(guó)研發(fā)自己的技術(shù)。他表示，待目前囤貨階段結(jié)束后，英偉達(dá)的中國(guó)業(yè)務(wù)將成為犧牲品。

【液位傳感器類型和工作原理】

液位傳感器（亦稱液位開關(guān)或浮動(dòng)傳感器）對(duì)系統(tǒng)安全和高效運(yùn)行起著關(guān)鍵的作用，設(shè)計(jì)人員正在各種工業(yè)應(yīng)用中越來(lái)越多地使用這種傳感器，具體應(yīng)用包括暖通空調(diào)(HVAC)、水和廢水處理、化學(xué)和石化處理系統(tǒng)以及食品和飲料生產(chǎn)。那么什么是液位傳感器？液位傳感器的工作原理是什么？液位傳感器的類型有哪些？

液位傳感器簡(jiǎn)介

液位傳感器是一種用于監(jiān)測(cè)、維護(hù)和測(cè)量液體（有時(shí)是固體）水平的裝置。一旦檢測(cè)到液位，傳感器就會(huì)將感知到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

液位傳感器工作原理

當(dāng)液位傳感器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓強(qiáng)公式為：Ρ=ρ.g.H+Po

P：變送器迎液面所受壓強(qiáng)

ρ：被測(cè)液體密度

g：當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

Po：液面上大氣壓

H：變送器投入液體的深度

同時(shí)，通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓Po與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的Po，使傳感器測(cè)得壓力為：ρ.g.H，顯然，通過測(cè)取壓強(qiáng)P，可以得到液位深度。功能特點(diǎn)：穩(wěn)定性好，滿度、零位長(zhǎng)期穩(wěn)定性可達(dá)0.1%FS/年。在補(bǔ)償溫度0～70℃范圍內(nèi)，溫度飄移低于0.1%FS，在整個(gè)允許工作溫度范圍內(nèi)低于0.3%FS。

液位傳感器的類型

1、浮球式液位傳感器

由行業(yè)產(chǎn)品磁性浮球、測(cè)量導(dǎo)管、信號(hào)單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測(cè)量導(dǎo)管上下移動(dòng)。導(dǎo)管內(nèi)裝有測(cè)量元件，它可以在外磁作用下將被測(cè)液位信號(hào)轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號(hào)，并將電子單元轉(zhuǎn)換成4～20ma或其它電子商務(wù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。

2、浮筒式液位傳感器

是將磁性浮球改為浮筒，浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應(yīng)變傳感技術(shù)來(lái)測(cè)量液體的液位、界位或密度的。

3、靜壓式液位傳感器

是利用防爆流量計(jì)液體靜壓力的測(cè)量原理工作。一般選用硅壓力測(cè)壓傳感器將測(cè)量到的壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，之后再經(jīng)放大電路放大和補(bǔ)償電路補(bǔ)償，最后以4～20ma或0～10ma電流方式輸出。

審核編輯 黃宇