傳感新品

【華東理工大學單原子催化傳感“結構-穩定性”研究新成果】

近日，華東理工大學機械與動力工程學院張博威特聘研究員與華中科技大學楊旋教授合作，在Nature子刊自然通訊（Nature Communications）上發表了題為“Elucidating the structure-stability relationship of Cu single-atomcatalysts using operando surface-enhanced infrared absorption spectroscopy”的研究論文，在線報道了該課題組在Cu單原子在的結構-穩定性關系研究方面的進展，為單原子催化傳感的結構-穩定性調控提供了指導性方法。

隨著人類社會的發展，化石燃料的大規模利用釋放了大量的溫室氣體CO 2，造成了海洋酸化和氣候變化等嚴重問題。傳感器的廣泛使用對于監控和確保我們的正常工作和生活是必不可少的。近年來，單原子催化劑（SACs）因其優異的催化活性和選擇性而被認為是化學傳感領域理想的敏感材料。然而，伴隨著尺寸減小帶來的表面自由能的升高，易導致單原子在反應過程中發生團聚而降低其穩定性。盡管研究人員已經對SACs的構效關系進行了廣泛探索，但其相應的結構-穩定性關系仍然缺乏。

為了解決上述的科學問題，團隊利用原位衰減全反射表面增強紅外吸收光譜（ATR-SEIRAS）定量監測Cu單原子SACs在的催化演變過程。Cu SACs在催化過程中通過重構過程轉化為2 nm的Cu納米顆粒。由于配位差異，Cu SACs的演化速率高度依賴于催化劑的底物。密度泛函理論計算表明，Cu SACs的穩定性高度依賴于它們的形成能，這可以通過控制Cu位點與底物之間的親和力來控制。這項工作強調了OperandoATR-SEIRAS的使用，以實現對長期應用的結構-穩定性關系機理的理解。

傳感動態

【消息稱三星電子開始自研智能傳感器 將用于無人駕駛】

12月26日，據報道，三星電子已啟動一項重要的內部研發項目：智能傳感器系統。此舉預示著這家半導體制造商正致力于將這一技術應用于未來的無人駕駛和人工智能半導體制造過程中。長期以來，該公司依賴于國外供應商為其提供智能傳感器，但隨著對生產效率和產品質量的追求不斷升級，三星決定將研發工作掌握在自己手中。

智能傳感器在半導體制造過程中的重要性不容忽視。精確測量和管理等離子體條件，是提高半導體良率和產量的關鍵。等離子體在半導體制造過程中起著至關重要的作用，而“智能傳感器系統”的出現，無疑為精確控制等離子體的均勻性和密度提供了有力支持。這套系統不僅可以測量晶圓等離子均勻性，還能對蝕刻、沉積和清洗等關鍵工藝性能進行準確的管理，有望在提高產能的同時，確保產品質量。

三星電子此次研發的智能傳感器不僅具備高精度測量能力，其超小的體積設計也意味著它不會對現有設備空間構成太大的負擔。這意味著在相同的空間內可以安裝更多的傳感器，從而進一步提高空間利用率。這一特點對于寸土寸金的半導體制造工廠來說，無疑是一大利好。

隨著無人駕駛和人工智能技術的快速發展，行業對智能傳感器的需求將不斷增長。三星電子的這一舉措無疑為其在這一領域的競爭奠定了堅實的基礎。

【集聚傳感器相關企業超4000家！河南鄭州高新區“一谷多園”產業空間布局形成】

12月26日，鄭州市戰略性新興產業和未來產業發展工作經驗交流系列活動在鄭州舉行，鄭州各區（縣）戰新產業集群代表及重點企業集中亮相，交流產業集群培育思路與經驗。現場，鄭州市首批5個市級戰略性新興產業集群正式發布，鄭州高新區智能傳感器戰略性新興產業集群入選。

“高新區作為河南省智能傳感器發展的先行區和示范區，積極搶抓智能傳感器產業風口，全力推進智能傳感器產業發展壯大，提升產業競爭力，塑造產業特色品牌?！被顒蝇F場，高新區管委會楓楊園區運營中心主任周大鵬對高新區智能傳感器產業集群園區作推介，“我們將持續打造具有全國影響力的特色產業集群，支撐鄭州打造成為中國智能傳感谷?！?/p>

構建“一谷多園”，

高新區集聚傳感器相關企業超4000家

2022年，鄭州市政府發布《鄭州市“十四五”戰略性新興產業發展總體規劃（2021—2025年）》（以下簡稱《規劃》），《規劃》明確，要構建高能高質高優“153N”戰略性新興產業體系，“1”是聚力打造“1號產業”即新一代信息技術產業，智能傳感器是新一代信息技術產業聚焦的領域之一。

“高新區依托漢威科技傳感器產業園、國家大學科技園、億達科技園、天健湖智聯網產業園等專業園區載體，吸引集聚智能傳感器材料、器件制造、軟件算法、應用終端等產業鏈上下游企業，初步構建形成以智能傳感谷為核心的‘一谷多園’產業空間布局。”周大鵬介紹。

“一谷多園”下，創新型企業加速集聚，產業規模持續擴大。

目前，高新區集聚傳感器相關企業超4000家，傳感器上市公司7家，國家級、省級“專精特新”企業28家。漢威科技、光力科技、天邁科技等行業龍頭企業，營業收入超50億元，占整個產業集群規模超30%。其中，漢威科技作為信息傳感器龍頭，國內市場占有率超70%；新天科技的智能水表及系統常年占據國內市場第一。

此外，集群構建了涵蓋氣體、氣象、農業、電力（網）、環境檢測等多門類傳感器的產業布局?！澳壳班嵵莞咝聟^智能傳感器產業產值突破200億元，約占全區工業總產值的26.6%，帶動就業約22000人?！敝艽簌i提到。

完善產業生態，高新區先后打造或引進8家新型研發機構，培育以傳感器或儀器儀表產業研發方向的市級以上研發中心達150余家；河南省智能傳感器行業協會、智能傳感器創新聯盟（河南分盟）、河南省智能傳感器創新中心等先后成立；發布了院士聯名倡議的“鄭州共識”和審議通過“中國（鄭州）智能傳感谷規劃”；面向全國發布了鄭州高新區（智能傳感器）產業大腦；建立數字展會服務平臺，打造“永不落幕的數字展會”。

聚力打造智能傳感器產業集群，在創新平臺體系建設、專業人才集聚培育、提升品牌影響力、科技服務體系構建等方面，高新區多措并舉，形成集群發展特色。

目前，集群漢威科技、天邁科技、日立信等重點企業的研發費用占營業收入比重達到7%～10％；胡永、王坤、衛榮漢、周崟灝、任紅軍、姚浩偉、葉繼明等一批行業高層次人才集聚。“2018年至2023年，高新區承辦五屆世界傳感器大會，簽約引進項目總投資金額達到882億元。”周大鵬介紹。

2022年10月，中國電子信息產業發展研究院頒布中國傳感器十大園區排名，鄭州高新區位列第四，中部第一；今年，高新區智能傳感器產業集群成功入選“民營經濟驅動產業集群高質量發展研究暨2023中國百強產業集群”。

多舉措并用，

力爭2025年智能傳感器核心產業規模達500億元

培育智能傳感器產業集群，高新區高質量制定了《鄭州高新區智能傳感器產業集群建設方案》，配套完善《鄭州高新區制造業產業鏈鏈長制工作方案》，并印發《鄭州高新區智能傳感器產業鏈現代化提升方案》?！拔覀兪冀K以產業規劃為引領，全面提升智能傳感器產業鏈自主創新能力和核心競爭力，建設具有國內影響力的智能傳感器產業生態圈、構建全國智能傳感器創新高地?！敝艽簌i表示。

具體舉措上，一是深化服務，“優”無止境，開創營商環境新局面。高新區倡導“店小二”式企業服務精神，結合“萬人助萬企”等活動，深入企業開展幫扶，破解制約企業的發展難題，營造企業創新、產業集聚發展良好生態。

二是提振信心，紓困解難，多措并舉打好惠企政策“組合拳”。“從《政策匯編》到精準推送《政策提示函》，再到為企業量身定制《政策畫像》，從‘全覆蓋、普遍化’到‘系統化、個性化’，不斷提升企業獲得感?！敝艽簌i提到。

三是多方對接，協同創新，推動產學研用聯動融合。集群依托省市重點項目，聚勢蓄能，廣泛對接企業需求，促進企業、科研機構和高校在技術、人才、資金等方面深度合作。

四是引入“活水”，梯次培育，構建多維高效金融服務體系。在產業投資、債券融資、“七個一批”上市培育體系方面，展開高效工作，促進信息、資源高效對接等。

五是優化存量，提質增量，雙向發力推進強鏈補鏈工程。圍繞智能傳感器產業鏈開展以鏈招商，全方位服務重點項目落地，以會招商、以商招商。

全面提升智能傳感器產業集群自主創新能力和核心競爭力，高新區立下發展目標。

“持續增強創新能力，提升制造能力，完善生態體系。力爭到2025年，產業規模持續擴大，培育產值超50億元龍頭企業3家，超20億元企業6家，智能傳感器核心產業規模達到500億元?！敝艽簌i表示。

【L3/L4自動駕駛落地在即，禾賽科技等頭部廠商將受益】

近期，工業和信息化部、公安部、住房和城鄉建設部、交通運輸部四部門聯合引發《關于開展智能網聯汽車準入和上路通行試點工作的通知》，為我國智能網聯汽車的準入和上路通行提供政策支持。與此同時，全球智駕產業加速發展，進一步帶動激光雷達市場趨勢向好。在政策及市場雙重利好的賦能作用下，禾賽科技市場前景廣闊，有望登上發展新臺階。

據悉，禾賽科技面向ADAS應用市場以及無人駕駛領域，推出諸多高性能激光雷達產品，形成了相對完善的產品體系，強勢賦能全球智駕產業。要問為何禾賽激光雷達會受到智駕車企的頻頻青睞?這離不開其探測距離遠、光線適應性好，能夠對視場角范圍內的異型目標物進行準確感知等優勢。在禾賽科技激光雷達產品的加持下，智能駕駛車型能夠以較低的算法開發成本，實現對路況信息的精準識別，帶給駕駛人員出色的智能駕駛體驗。

值得一提的是，禾賽科技在持續完善產品研發能力，精進激光雷達產品質量的同時，還積極跟海內外廠商展開良好合作，推動全球汽車智能化事業的發展。據禾賽科技官方數據，在2023年前三季度，其激光雷達總交付量超13萬臺，其中面向前裝量產市場的車規級遠距激光雷達AT128已經超過11萬臺。此外，禾賽科技已經與14家主流主機廠和一級供應商客戶建立了前裝量產合作，獲得超50款車型、累計數百萬臺的激光雷達定點?；谝陨蠈嶋H情況推斷，禾賽科技激光雷達在2024年有望實現更大的交付突破。

而在激光雷達產品大量交付的背后，是禾賽科技自有制造中心強大產能的支撐。據悉，禾賽科技近些年積極進行產能建設，今年7月份投產的杭州赫茲制造中心，預計會在未來兩年逐步實現年產超100萬臺激光雷達的產能。同時，禾賽科技自主設計并建造的研發與制造中心麥克斯韋，即將在年底投入運營。

隨著四部委聯合發布智能網聯汽車準入和上路通行試點通知，我國智能駕駛產業有望實現加速發展，同時必然會帶動激光雷達市場需求的進一步增長。面對未來市場需求的爆發機遇，相信禾賽科技憑借自身激光雷達技術優勢和量產交付能力，將會笑到最后，而且笑得更好。

【惠州：年產值約12億元，華盛昌智能傳感測量儀生產建設項目封頂】

12月24日，隨著最后一方混凝土澆筑完成，位于惠州仲愷高新區潼湖生態智慧區的華盛昌智能傳感測量儀生產建設項目主體結構封頂，標志著項目進入新的建設階段。

在封頂儀式現場，仲愷高新區黨工委委員、綜合辦公室主任王云波表示，華盛昌項目的順利封頂既是仲愷高新區以誠摯招商、全力推進項目建設取得成果的展示，也是加快促進中韓（惠州）產業園起步區高質量發展的良機，希望華盛昌項目能借助中韓（惠州）產業園這個高質量發展平臺，全力以赴加快項目建設進程，早日完工、早日投產、早日見成效，為打造千億級產業園區注入新的能量。

據悉，深圳市華盛昌科技實業股份有限公司是一家集專業自主設計、研發、生產和銷售各類測量儀器儀表于一體的國家級高新技術企業。華盛昌（惠州）科技實業有限公司系深圳市華盛昌科技實業股份有限公司全資子公司，主要從事數字萬用表、數字鉗形表、電力測試器、紅外熱像儀、紅外測溫儀等各類多功能測量儀器的研發生產和銷售，擬通過建設生產車間、研發中心，及其他生產研發配套工程，并引入大量先進生產、檢測及研發設備，打造研發生產基地，完善產業鏈條。項目規劃用地面積約3.1萬平方米，總建筑面積約11.7萬平方米，總投資額約4億元，年產值約12億元。

近年來，仲愷聚焦高質量發展，堅持產業為基、項目為王，引進了一大批優秀產業項目，截至目前，僅在中韓（惠州）產業園起步區，已引進項目182宗（含供地和租賃/購買廠房項目）。相關負責人表示，仲愷高新區將一如既往做好“店小二”角色，持續在優化營商環境、加強政策支持保障等方面下功夫，讓政務服務更有速度，讓營商環境更有溫度，為企業健康發展保駕護航。

【電容傳感器的原理與應用】

電容傳感器的原理

電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測物理量或機械量轉換成為電容量變化的一種轉換裝置，實際上就是一個具有可變參數的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動、速度、壓力、成分分析、介質特性等方面的測量。最常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器。

電容傳感器也常常被人們稱為電容式物位計，電容式物位計的電容檢測元件是根據圓筒形電容器原理進行工作的，電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數為ε的電解質時，兩圓筒間的電容量為：

式中L為兩筒相互重合部分的長度；D為外筒電極的直徑；d為內筒電極的直徑；e為中間介質的電介常數。在實際測量中D、d、e是基本不變的，故測得C即可知道液位的高低，這也是電容式傳感器具有使用方便，結構簡單和靈敏度高，價格便宜等特點的原因之一。

電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，由于被測量變化將導致電容器電容量變化，通過測量電路，可把電容量的變化轉換為電信號輸出。測知電信號的大小，可判斷被測量的大小。這就是電容式傳感器的基本工作原理。

電容式傳感器的優缺點

1、電容式傳感器的優點

（1）溫度穩定性好

傳感器的電容值一般與電極材料無關，僅取決于電極的幾何尺寸，且空氣等介質損耗很小，因此只要從強度、溫度系數等機械特性考慮，合理選擇材料和幾何尺寸即可，其他因素（因本身發熱極?。┯绊懮跷?。而電阻式傳感器有電阻，供電后產生熱量；電感式傳感器存在銅損、渦流損耗等，引起本身發熱產生零漂。

（2）結構簡單，適應性強

電容式傳感器結構簡單，易于制造。能在高低溫、強輻射及強磁場等各種惡劣的環境條件下工作，適應能力強，尤其可以承受很大的溫度變化，在高壓力、高沖擊、過載等情況下都能正常工作，能測超高壓和低壓差，也能對帶磁工件進行測量。此外傳感器可以做得體積很小，以便實現某些特殊要求的測量。

（3）靜電引力小

電容傳感器兩極板間存在著靜電場，因此極板上作用著靜電引力或靜電力矩。靜電引力的大小與極板間的工作電壓、介電常數、極間距離有關。一般說來，這種靜電引力是很小的，因此只有對推動力很小的彈性敏感元件，才須考慮因靜電引力造成的測量誤差。

（4）動態響應好

電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小，（約幾個10-5N），需要的作用能量極小，又由于它的可動部分可以做得很小很薄，即質量很輕，因此其固有頻率很高，動態響應時間短，能在幾MHz的頻率下工作，特別適合動態測量。又由于其介質損耗小可以用較高頻率供電，因此系統工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數，如測量振動、瞬時壓力等。

（5）可以實現非接觸測量、具有平均效應

當被測件不能允許采用接觸測量的情況下，電容傳感器可以完成測量任務。當采用非接觸測量時，電容式傳感器具有平均效應，可以減小工件表面粗糙度等對測量的影響。

電容式傳感器除上述優點之外，還因帶電極板間的靜電引力極小，因此所需輸入能量極小，所以特別適宜低能量輸入的測量，例如測量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很靈敏，分辨力非常高，能感受0.001μm甚至更小的位移。

2、電容式傳感器的缺點

（1）輸出阻抗高，負載能力差

電容式傳感器的容量受其電極幾何尺寸等限制，一般為幾十到幾百pF，使傳感器的輸出阻抗很高，尤其當采用音頻范圍內的交流電源時，輸出阻抗高達106～108Ω。因此傳感器負載能力差，易受外界干擾影響而產生不穩定現象，嚴重時甚至無法工作，必須采取屏蔽措施，從而給設計和使用帶來不便。容抗大還要求傳感器絕緣部分的電阻值極高（幾十MΩ以上），否則絕緣部分將作為旁路電阻而影響傳感器的性能（如靈敏度降低），為此還要特別注意周圍環境如溫濕度、清潔度等對絕緣性能的影響。高頻供電雖然可降低傳感器輸出阻抗，但放大、傳輸遠比低頻時復雜，且寄生電容影響加大，難以保證工作穩定。

（2）寄生電容影響大

傳感器的初始電容量很小，而其引線電纜電容（l～2m導線可達800pF）、測量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周圍導體構成的電容等“寄生電容”卻較大，①降低了傳感器的靈敏度；②這些電容（如電纜電容）常常是隨機變化的，將使傳感器工作不穩定，影響測量精度，其變化量甚至超過被測量引起的電容變化量，致使傳感器無法工作。因此對電纜選擇、安裝、接法有要求。

（3）輸出特性非線性

變極距型電容傳感器的輸出特性是非線性的，雖可采用差動結構來改善，但不可能完全消除。其他類型的電容傳感器只有忽略了電場的邊緣效應時，輸出特性才呈線性。否則邊緣效應所產生的附加電容量將與傳感器電容量直接疊加，使輸出特性非線性。

隨著材料、工藝、電子技術，特別是集成電路的高速發展，使電容式傳感器的優點得到發揚而缺點不斷得到克服。電容傳感器正逐漸成為一種高靈敏度、高精度，在動態、低壓及一些特殊測量方面大有發展前途的傳感器。

電容傳感器應用

電容傳感器具有結構簡單、耐高溫、耐輻射、分辨率高、動態響應特性好等優點，廣泛用于壓力、位移、加速度、厚度、振動、液位等測量中。但在使用中要注意以下幾個方面對測量結果的影響：①減小環境溫度、濕度變化（可能引起某些介質的介電常數或極板的幾何尺寸、相對位置發生變化）；②減小邊緣效應；③減少寄生電容；④使用屏蔽電極并接地（對敏感電極的電場起保護作用，與外電場隔離）；⑤注意漏電阻、激勵頻率和極板支架材料的絕緣性。

審核編輯 黃宇