发布日期:2022-10-09 点击率:53
近日,我国三种深海原位荧光传感器工程样机在深海勇士号/探索一号TS16南海科考航次中,搭载“深海勇士号”载人潜水器先后11次进行水下试验,最大潜深达3497.6米。此三种传感器由中科院大连化学物理研究所研究员关亚风、副研究员耿旭辉团队与中科院深海科学与工程研究所共同研制,前者负责深海原位有机组分气相色谱—质谱联用仪与荧光传感器的研发,后者负责耐压水密封外壳的研发和海试。
该系列传感器包括深海原位叶绿素荧光传感器、深海原位微生物荧光传感器和深海原位多环芳烃荧光传感器,为我国首套该类型的深海原位荧光传感器。其中,深海原位微生物荧光传感器也是国际首套该类型仪器。
经中科院深海科学与工程研究所测试,此三种传感器均通过净水压力试验,最大工作深度均为4500米。本航次海试过程中,深海原位叶绿素荧光传感器共进行5潜次海底试验,最大试验深度为3497.6米;深海原位多环芳烃荧光传感器共进行3潜次海底试验,最大试验深度为3340.0米;深海原位微生物荧光传感器共进行3潜次海底试验,最大试验深度为2371.4米。
该系列传感器分别测量了南海海水中从海平面到海底整个剖面的叶绿素a、微生物和多环芳烃的浓度。其中叶绿素a的浓度,反映了深海中浮游植物生物量或现存量,是计算初级生产力的基础;微生物的浓度,具有很高的科学研究价值和衍生的经济价值;多环芳烃的浓度则有助于勘探海底原油溢油,具有重要的能源勘探价值。
本项目是中科院战略性A类先导专项“深海/深渊智能技术及海底原位科学实验站”的子课题。此次勘探所得数据为海洋生物、物理海洋等多学科研究提供了重要的原始数据。
(原载于《中国科学报》 2020-04-15 第4版 综合)
高温环境引起的热辐射损耗会导致传感器器件有较大的声波衰减,因此在这种环境下工作的传感器应具有足够大的品质因数(Q)且损耗较低。传统的有线有源传感器不能用于高温环境下的温度测量,而基于声表面波(surface acoustic wave,SAW)的无线无源温度传感器为此提供了良好的解决方案。
中国科学院声学研究所超声技术中心博士生李学玲及其导师王文等,采用短脉冲法提取精确的反射系数,并用典型的耦合模 (coupling of modes,COM)模型,对LGS/Pt结构声表面波温度传感器件进行优化设计,仿真和试验证明该器件具有良好的高温传感性能。相关研究成果在线发表在Sensors上。
研究人员基于不同Pt膜厚与波长比的LGS/Pt器件的结构开展实验研究。科研人员采用最小二乘法对实验数据进行拟合,得出反射系数计算公式,利用有限元方法提取Pt/LGS的其他COM参数,通过典型的COM模型对Pt/LGS结构的单端口谐振器进行模拟,并确定了具有较大Q值的设计参数。
研究人员利用光刻技术研制400MHz单端口声表面波谐振器,用网络分析仪对其测量得到较高的Q值,测量结果与模拟结果吻合良好。在50~650℃的温度范围里,测试所制备的传感器件的高温特性,测试结果显示其具有良好的稳定性和线性TCF( ~25 ppm/°C.),证明该器件具有较好的高温传感性能。
研究表明,声表面波高温传感技术可用于极端高温环境下的高灵敏度温度监测和预警。
研究工作得到国家自然科学基金联合重点基金项目等的资助。
人民网北京11月25日电(赵竹青)记者近日从中国科学院微电子研究所获悉,该所在助力高端传感器国产化方面又迈出扎实一步。研究所旗下创业团队中科银河芯近日正式发布了包括芯片、模组、设备在内的5款高性能传感器产品,可应用于医疗美容、工业领域、智能制造领域等多个场景。
中科银河芯创始人郭桂良介绍,传感器作为现代信息技术的基础之一,已经在各应用领域十分广泛,但目前仍存在精度不够、测量指标单一、复杂环境下灵敏度下降、智能化低、国产化低等不足,“特别是一些高性能的中高端传感器,有95%依赖进口,90%以上的芯片依赖国外技术。”
他表示,脱胎于中科院微电子所的中科银河芯团队,凭借其在芯片设计和软件开发等方面的积累的大量技术和经验,实现了包括温湿度传感器系列、压力传感器系列、电子标签系列产品等为主方向的产品研发设计,部分产品已实现小规模量产。
此次发布的高精度温度传感器芯片、带1024bit存储的温度传感器芯片、有线电子标签芯片、单总线温湿度模组、超声波风速风向仪等产品,分别具有高精度、宽范围、可编程、超低功耗、可多颗串联应用、可进行长线通信、五合一精确测量等特点,能够满足温度、湿度、风速、风向、大气压等或集成一体的多个测量需求。
郭桂良举例说,高精度温度传感器芯片具有高低温报警功能,当芯片温度高于最高阈值或者低于最低阈值时会给出报警信号,可广泛应用于体温测量、药品储藏、医疗设备、石油化工等高精度温度检测场合。超声波风速风向仪可精确测量环境风速、风向、温度、湿度和大气压。
“在产品设计上,除了应用范围最广的温度指标和高精度和宽范围外,也加入了湿度、水分等的多指标协同监测。”郭桂良说,团队设计的高精度水分温度一体传感器已在粮、土壤等领域开展应用方案的研发并开始规模测试,下一步将继续助力解决传感器市场“痛点”。
来源: 人民网
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传感技术国家重点实验室(北方基地)
一、基本情况
传感技术联合国家重点实验室成立于1987年。实验室面向国家重大需求、国民经济主战场和世界科技前沿,将基础微电子和微机械加工技术的传感器与微系统作为主要研究方向,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作。实验室长期致力于提高我国传感技术的自主创新能力和国际竞争力,推动我国传感技术应用和产业的发展,为国民经济建设服务,并成为我国传感技术的研究基地和高素质、高水平传感技术人才的培养基地。
传感技术联合国家重点实验室(北方基地)依托于中国科学院电子学研究所,具有电子学、化学、材料科学、信息技术、生物技术、纳米技术等多学科交叉的综合优势,建立起一个以MEMS技术和器件为基础的综合研发平台,研制出电场传感器、谐振式压力传感器、气象传感器、电化学地震检波器、光纤声传感器等高性能物理量传感器;在气体传感器、水环境监测微传感器等化学量传感器和神经信息检测、低成本便携式生化快速检测等生物量传感器方面取得重大进展,获得国家发明二等奖;在SPR 生化分析仪、离子迁移谱仪、微型气相色谱仪、集成光表界面原位分析仪、可穿戴式健康监护设备等仪器仪表系统方面突破多项关键技术,实现了多项技术转让;在加工工艺、敏感材料、信息处理、系统集成、传感器测试等方面积累了丰富的工作经验和人才资源。
实验室现有面积4400平方米,包括1000平米净化室,室内拥有一条完整的微电子机械系统(MEMS)加工工艺线,能够进行双面光刻、各向同性及异性腐蚀、反应离子深刻蚀、Si-Si键合、 Si-玻璃键合、准LIGA加工、PDMS“铸造”微器件、真空封装等。净化室内还拥有PECVD、LPCVD、射频溅射、电子束蒸发等大型镀膜装置、以及高温扩散炉、退火炉,激光划片机、激光修阻仪、金丝球压焊机、可编程抛光机、半导体参数测试仪、台阶仪、应力测试仪等。实验室于2012年还新进一批薄膜表征设备,包括:扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、全内反荧光显微镜(TIRF)、宽光谱椭圆偏振仪、共聚焦显微镜、拉曼光谱仪等。基于这些先进的仪器设备,实验室不仅能够满足内部人员的日常科研工作,还对外承接器件加工、封装、测试等业务。
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主要研究方向
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