傳感新品

【中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)：研制出一款可植入電池內(nèi)部的高精度光纖傳感器】

手機(jī)爆炸、電動(dòng)汽車行駛或充電過程中的火災(zāi)事故在生活中經(jīng)?？梢?，讓人們在享受鋰電池帶來的便利的同時(shí)，也擔(dān)心其在安全方面的重大問題。如何降低這一風(fēng)險(xiǎn)？

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授孫金華、研究員王青松團(tuán)隊(duì)與暨南大學(xué)教授郭團(tuán)團(tuán)隊(duì)研制出一款可植入電池內(nèi)部的高精度光纖傳感器。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《自然-通訊》。

“這款高精度光纖傳感器可以在1000攝氏度的高溫、高壓環(huán)境下正常工作，同步測量出電池?zé)崾Э厝^程內(nèi)部溫度和壓力，為快速切斷電池?zé)崾Э劓準(zhǔn)椒磻?yīng)提供預(yù)警手段?！?/span>

破解國際性科學(xué)難題

手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車中都有一個(gè)關(guān)鍵部件——鋰離子電池。隨著全球范圍內(nèi)能源危機(jī)的出現(xiàn)、“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。

然而，鋰離子電池常常會(huì)發(fā)生爆炸，也就是熱失控，這是威脅電池安全的“癌癥”，是制約電動(dòng)汽車與新型儲(chǔ)能規(guī)?；l(fā)展的瓶頸。

研究表明，電池?zé)崾Э卦从陔姵貎?nèi)部一系列復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”?！斑@可以從電池內(nèi)部和外部兩方面討論。從內(nèi)部來看，電池由正負(fù)極、電解液、隔膜等組成，其中電解液和隔膜都是易燃物，正負(fù)極和電解液在一定溫度下又會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生熱量和可燃?xì)怏w。也就是說，電池內(nèi)部本身就是一個(gè)熱不穩(wěn)定的體系?！蓖跚嗨烧f。

從外部來看，電池在使用過程中容易出現(xiàn)各種外部濫用：電濫用，如過充、過放等；熱濫用，如高溫、局部發(fā)熱等；機(jī)械濫用，如撞擊、擠壓等。這些外部濫用會(huì)造成電池內(nèi)部材料發(fā)生一系列連鎖化學(xué)反應(yīng)，電池內(nèi)部溫度快速提升，最高可達(dá)800攝氏度，導(dǎo)致電池起火或爆炸。

如何科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)判電池安全隱患，是當(dāng)前電池安全領(lǐng)域的國際性科學(xué)難題。

為攻克這一難題，研究團(tuán)隊(duì)提出一種可植入電池內(nèi)部的高精度光纖傳感器，在國際上率先實(shí)現(xiàn)對商業(yè)化鋰電池?zé)崾Э厝^程的精準(zhǔn)分析與提早預(yù)警。

《自然-通訊》的一位審稿專家評價(jià)道，“該研究有助于電池健康狀態(tài)監(jiān)測，并在不可逆損害前發(fā)出預(yù)警信號。”

小巧光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測電池健康狀態(tài)

將光纖植入電池，并非王青松等人首創(chuàng)。

因光纖傳感器具備體積小、重量輕、耐受高溫高壓、耐受電解液腐蝕等優(yōu)勢，前人將其植入電池。但他們主要測量的是電池循環(huán)過程中的內(nèi)部參數(shù)，從未涉足電池?zé)崾Э乇O(jiān)測領(lǐng)域。

于是，王青松等人想將光纖植入電池內(nèi)部，以監(jiān)測電池?zé)崾Э剡^程，并探索電池內(nèi)部參數(shù)能否為電池?zé)崾Э仡A(yù)警提供新思路。

研究思路有了，做起來卻非常難，因?yàn)楝F(xiàn)有的大多數(shù)光纖傳感器無法在熱失控過程中“幸存”。

王青松解釋說，電池?zé)崾Э剡^程中，內(nèi)部壓力高達(dá)2MPa、溫度高達(dá)500至800攝氏度，在這種高溫高壓的沖擊下，光纖信號會(huì)中斷，無法測得電池內(nèi)部溫度和壓力數(shù)據(jù)。

研究的關(guān)鍵是開發(fā)一款“健壯”的光纖傳感器。他們與郭團(tuán)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，多次改進(jìn)光纖結(jié)構(gòu)，開展熱失控實(shí)驗(yàn)，反復(fù)修改和驗(yàn)證，最終通過對光纖進(jìn)行套管保護(hù)，在保證內(nèi)部信號傳輸?shù)耐瑫r(shí)解決了光纖容易斷的難題。

“這款高精度光纖傳感器總長度12毫米、直徑125毫米，能夠植入商業(yè)18650電池，實(shí)時(shí)監(jiān)測電池?zé)崾Э仄陂g的內(nèi)部溫度和壓力影響?！蓖跚嗨上颉吨袊茖W(xué)報(bào)》介紹了光纖傳感器的結(jié)構(gòu)。

相比現(xiàn)有的外部監(jiān)測技術(shù)，內(nèi)部光纖傳感技術(shù)更具有及時(shí)性、靈活性。

“就好比人們患病，當(dāng)感知到疼痛時(shí)，往往為時(shí)已晚。這就像電池外部特征的變化一般都是滯后的。”王青松解釋道，“而去醫(yī)院體檢，可以通過CT等看到內(nèi)部器官變化，從而預(yù)知疾病的發(fā)生，并通過治療手段阻止疾病進(jìn)一步發(fā)展。但這種大型設(shè)備體積龐大，無法隨時(shí)隨地監(jiān)測內(nèi)部狀態(tài)變化。如果在人體內(nèi)植入芯片，就可以做到實(shí)時(shí)跟蹤預(yù)警。就像在電池內(nèi)部植入光纖傳感器，可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警?！?/p>

值得一提的是，該研究通過解析壓力和溫度變化速率，首次發(fā)現(xiàn)溫度和壓力變化速率的轉(zhuǎn)變點(diǎn)可作為電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警區(qū)間。該發(fā)現(xiàn)適用于不同電量的電池，能夠在電池內(nèi)部發(fā)生“不可逆反應(yīng)”之前發(fā)出預(yù)警信號，保證了電池后續(xù)的安全使用。

適合大規(guī)模推行量產(chǎn)

在王青松看來，光纖傳感器尺寸小、形狀靈活，具有抗電干擾性和遠(yuǎn)程操作的能力和適合大規(guī)模生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)制造技術(shù)，并且可以實(shí)現(xiàn)一根光纖在電池的多個(gè)位置同時(shí)監(jiān)測溫度、壓力、氣體組分、離子濃度等多種關(guān)鍵參數(shù)。光纖傳感技術(shù)與電池的結(jié)合將在新能源汽車、儲(chǔ)能電站安全監(jiān)測等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

為此，研究團(tuán)隊(duì)將探索光纖傳感器在大容量儲(chǔ)能電池中的應(yīng)用?！按笕萘績?chǔ)能電池?zé)崾Э叵啾却舜窝芯恐械?8650電池更加劇烈，并且其熱失控特性和機(jī)理與小電池有所差異，這將是對我們研究的進(jìn)一步考驗(yàn)?！蓖跚嗨烧f。

另一方面，團(tuán)隊(duì)將與電池制造商合作，希望在電池制作過程中植入光纖傳感器，避免對電池二次破壞，加快光纖傳感在儲(chǔ)能和新能源汽車電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)程。

傳感動(dòng)態(tài)

【高華科技打造規(guī)?；I(yè)傳感器平臺(tái)，4507萬元投資工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)凱奧思】

高華科技發(fā)布公告稱，為進(jìn)一步完善公司的產(chǎn)業(yè)布局，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈上下游整合，提升核心競爭力，公司擬4507萬元增資并購買合計(jì)13%的南京凱奧思數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司股權(quán)。

具體來看，公司擬以自有資金出資3667萬元，認(rèn)購凱奧思注冊資本。其中，作為注冊資本的金額為333.3333萬元，計(jì)入資本公積的金額為3333.6667萬元。

同時(shí)，高華科技擬以自有資金280萬元，與南京開思商務(wù)咨詢合伙企業(yè)（有限合伙）簽署《股權(quán)轉(zhuǎn)讓合同》，認(rèn)購其所持有的凱奧思40萬元注冊資本；擬以自有資金560萬元，受讓南京創(chuàng)熠邦盛新能源產(chǎn)業(yè)投資合伙企業(yè)（有限合伙）持有的凱奧思60萬元注冊資本。

本次交易全部完成后，公司合計(jì)持有凱奧思433.33萬元注冊資本，占凱奧思注冊資本的13%，凱奧思注冊資本將從3000萬元增加至3333.3333萬元。

高華科技主營業(yè)務(wù)為高可靠性傳感器及傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及銷售，主要為各大軍工集團(tuán)提供高可靠性傳感器產(chǎn)品，其直接競爭對手多為集團(tuán)下屬科研院所或企業(yè)。

而投資標(biāo)的凱奧思，則是一家專注于“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)+”的研發(fā)型科技企業(yè)，以工業(yè)企業(yè)動(dòng)設(shè)備（旋轉(zhuǎn)、往復(fù)）在線過程監(jiān)控保護(hù)、智能故障診斷和智慧運(yùn)維為切入點(diǎn)，結(jié)合邊緣和云端的機(jī)理與大數(shù)據(jù)建模分析，合理安排設(shè)備維護(hù)、降低設(shè)備停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患，為工業(yè)領(lǐng)域客戶提供更加智能、安全、高效的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品及解決方案。

公告表示，高華科技希望通過與凱奧思的產(chǎn)業(yè)合作，借助凱奧思開發(fā)的相關(guān)數(shù)據(jù)治理、特征提取、模型編輯工具，快速提升軟件及算法能力，幫助公司完成相關(guān)工業(yè)傳感器的布局，打造規(guī)?；I(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。

高華科技董事會(huì)秘書陳新在接受《科創(chuàng)板日報(bào)》記者采訪時(shí)表示，高華科技投資凱奧思，有著拓展公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域的考量。一方面凱奧思已入選江蘇省重點(diǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，另一方面凱奧思在工業(yè)軟件開發(fā)、核心算法能力等方面都具有較強(qiáng)優(yōu)勢，高華科技旨在打造與提升公司軟硬件一體化服務(wù)能力，根據(jù)公司既定的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)業(yè)平臺(tái)計(jì)劃，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測和平臺(tái)搭建。

《科創(chuàng)板日報(bào)》記者注意到，今年下半年，凱奧思PHM預(yù)測性運(yùn)維管理平臺(tái)入選江蘇省重點(diǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)專業(yè)型（技術(shù)型）名單。目前，該平臺(tái)已在鋼鐵、汽車、新能源、風(fēng)電、化工等不同行業(yè)的運(yùn)維領(lǐng)域，提供了超過35個(gè)解決方案，接入設(shè)備數(shù)萬臺(tái)。

從未經(jīng)審計(jì)的上半年財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)來看，凱奧思目前處于略虧損狀態(tài)。截止2023年6月30日，公司資產(chǎn)總額近1.25億元、負(fù)債4679.17萬元。上半年?duì)I收2479.67萬元，凈利潤-221.69萬元。2022年經(jīng)審計(jì)的營收為6309.49萬元，凈利潤為485.29萬元。

針對高華科技意欲深入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)傳感器領(lǐng)域，陳新稱，“公司計(jì)劃與凱奧思合作，研究適用于關(guān)鍵行業(yè)領(lǐng)域的高可靠、帶邊緣計(jì)算功能的多傳感器采集終端，豐富公司的產(chǎn)品線，以增強(qiáng)公司在關(guān)鍵行業(yè)市場的競爭力，提升公司感知器件產(chǎn)品的需求。”

需要注意的是，從高華科技目前產(chǎn)品線來看，存在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一的情況。截止上半年，高可靠性傳感器營收1.204億元，占總營收83.52%；傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)營收2179萬元，占總營收15.12%。該公司高可靠性傳感器當(dāng)前以軍品銷售收入為主，占總營收比例超70%。

從這個(gè)角度看，高華科技投資凱奧思，不僅是為了利用算法提升傳感器及其系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，也有助于公司進(jìn)一步切入工業(yè)傳感器領(lǐng)域。

中航證券表示，我國工業(yè)傳感器市場空間廣闊，國產(chǎn)能力提升是國內(nèi)工業(yè)傳感器發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)。目前，美國、德國、日本傳感器發(fā)展規(guī)模和水平處于全球領(lǐng)先，市場份額合計(jì)占到近七成。與全世界生產(chǎn)的超過2萬種產(chǎn)品品種相比，中國國內(nèi)僅能生產(chǎn)其中的約1/3。

高華科技工業(yè)傳感器的終端客戶主要為中車集團(tuán)、寶武集團(tuán)、鄭煤機(jī)、三一集團(tuán)、徐工集團(tuán)等大型工業(yè)企業(yè)集團(tuán)。但其所面臨的工業(yè)領(lǐng)域行業(yè)格局競爭也較為激烈，不僅有丹佛斯、德魯克等國外廠商，還有寧波中車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司、康宇測控儀器儀表工程有限公司等國內(nèi)廠商。

從公司近幾年研發(fā)投入數(shù)據(jù)看，今年上半年研發(fā)投入不及預(yù)期。今年上半年，研發(fā)費(fèi)用1866萬元，營收占比12.95%，相較于去年同期僅增加0.04個(gè)百分點(diǎn)。2019-2021年及2022年上半年，公司研發(fā)費(fèi)用分別為2158.2萬元、2051.52萬元、2696.33萬元、1699.84萬元，分別占當(dāng)期營業(yè)收入的比例為16.57%、13.16%、11.91%、12.91%，高華科技在研發(fā)投入上并沒有保持逐年加大的趨勢。

【大疆行業(yè)全新激光雷達(dá)負(fù)載禪思L2發(fā)布 定位新一代平民化航測工具】

10月10日，DJI大疆發(fā)布全新一體化行業(yè)應(yīng)用激光雷達(dá)負(fù)載禪思L2，這是繼大疆首款激光雷達(dá)負(fù)載禪思L1后的全面升級。禪思L2集成了框幅式激光雷達(dá)、高精度自研慣導(dǎo)及可見光測繪相機(jī)，它賦予飛行平臺(tái)更加精準(zhǔn)高效的三維數(shù)據(jù)采集能力，配合大疆智圖（DJI TERRA）軟件，為需要獲取高精度三維數(shù)據(jù)的用戶提供可靠的一體化解決方案。

DJI 大疆創(chuàng)新高級戰(zhàn)略總監(jiān)兼對外新聞發(fā)言人張曉楠表示：“無人機(jī)掛載激光雷達(dá)，是近幾年行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)，確切說自動(dòng)駕駛所需傳感器的快速發(fā)展，催化了無人機(jī)激光雷達(dá)平民化的進(jìn)程。三年前大疆禪思L1的出現(xiàn)，為地理信息、電力、林業(yè)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域提供可靠、高性價(jià)比的三維數(shù)字化解決方案，如今全新禪思 L2更標(biāo)志著新一代平民化航測工具的到來。大疆以推動(dòng)行業(yè)發(fā)展為使命，不斷通過技術(shù)創(chuàng)新解決用戶痛點(diǎn)，重塑行業(yè)生產(chǎn)力。”

大疆機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于測繪、電力、林業(yè)、工程基建等多種行業(yè)，為不同客戶提供精準(zhǔn)、高效的三維數(shù)據(jù)一體化解決方案。

在地形測繪中，利用禪思L2可快速進(jìn)行大面積點(diǎn)云測繪，幫助作業(yè)人員高效完成地形測量作業(yè)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)完成提取后，經(jīng)過自動(dòng)化處理，還能生成許多成果應(yīng)用，如標(biāo)準(zhǔn)格式的三維點(diǎn)云、DEM數(shù)字高程模型及土方量測量等。

得益于激光雷達(dá)穿透能力及多回波特性，禪思L2在植被茂密的地形上可穿透樹層，從而分析樹木的冠幅、生長密度、面積、蓄積量及生長趨勢等，動(dòng)態(tài)監(jiān)測植物的生長情況。去除樹木還可精準(zhǔn)獲取林下的地形信息，為地形分析提供更加準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

在電力行業(yè)，對于桿塔金具、電線或絕緣子這種細(xì)小的物體，使用攝影測量進(jìn)行重建一直都是難點(diǎn)，通過無人機(jī)搭載禪思L2進(jìn)行激光雷達(dá)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取，可精準(zhǔn)識別線路上的細(xì)小物體，經(jīng)過點(diǎn)云分類，還能輸出樹障分析、風(fēng)偏分析和覆冰分析報(bào)告。此外，基于電塔點(diǎn)云，還可實(shí)現(xiàn)離線航線規(guī)劃，生成自主飛行路線，輔助電力部門進(jìn)行精細(xì)的電力設(shè)施巡檢。

本次發(fā)布的禪思L2激光雷達(dá)負(fù)載，擁有多項(xiàng)自主研發(fā)技術(shù)，在滿足高精度、高效率的基礎(chǔ)上，配合國產(chǎn)化工業(yè)軟件大疆智圖，進(jìn)一步降低了操作門檻、提高產(chǎn)品易用性、實(shí)現(xiàn)作業(yè)流從硬件到軟件的全方位閉環(huán)。大疆將持續(xù)解決行業(yè)用戶痛點(diǎn)，不斷推動(dòng)產(chǎn)品效率革新，為各行各業(yè)提供便捷高效、安全可靠、性價(jià)比高的技術(shù)與服務(wù)，讓無人機(jī)技術(shù)發(fā)揮更大的社會(huì)價(jià)值。

【革新軍事行業(yè)的利器：磁致伸縮位移傳感器助力軍事裝備智能化發(fā)展】

在當(dāng)今高科技時(shí)代，軍事行業(yè)也迅速進(jìn)步，智能化裝備的研發(fā)與應(yīng)用成為軍事現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。在這個(gè)背景下，磁致伸縮位移傳感器作為一種先進(jìn)的測量技術(shù)，不斷發(fā)揮著重要作用，助力軍事裝備的智能化發(fā)展，為軍事行業(yè)帶來了革新。

軍事行業(yè)對于裝備的安全性和精確性要求極高，而磁致伸縮位移傳感器恰好滿足這些要求。在軍用雷達(dá)中，磁致伸縮位移傳感器被廣泛應(yīng)用于指示和控制雷達(dá)天線的定位和姿態(tài)。通過實(shí)時(shí)測量雷達(dá)天線的位移和變形，磁致伸縮位移傳感器幫助軍事人員精確控制雷達(dá)系統(tǒng)，確保雷達(dá)的準(zhǔn)確目標(biāo)追蹤和目標(biāo)識別能力。

除了雷達(dá)系統(tǒng)，軍用飛機(jī)也是磁致伸縮位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在飛機(jī)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測中，磁致伸縮位移傳感器可以準(zhǔn)確測量飛機(jī)各部位的位移、變形和振動(dòng)情況，為飛機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性和安全性提供保障。這對于飛行過程中的精確控制和飛行安全至關(guān)重要。

此外，磁致伸縮位移傳感器在軍用裝甲車輛中也有廣泛的應(yīng)用。裝甲車輛的穩(wěn)定性和行駛性能是其關(guān)鍵問題。磁致伸縮位移傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛各部位的位移和變形情況，幫助駕駛員掌握車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，準(zhǔn)確判斷路況和操控車輛，保證裝甲車輛的穩(wěn)定性和行駛安全。

最后，磁致伸縮位移傳感器在軍事訓(xùn)練中也有著重要的應(yīng)用。通過安裝在士兵裝備上，磁致伸縮位移傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測士兵的姿勢、動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)情況。這樣的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋能夠幫助訓(xùn)練指揮員及時(shí)評估士兵的表現(xiàn)情況，做出精確的訓(xùn)練調(diào)整和指導(dǎo)，提升士兵的訓(xùn)練效果。

總結(jié)來說，磁致伸縮位移傳感器在軍事行業(yè)的應(yīng)用范圍廣泛，并在智能化裝備的研發(fā)和應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，磁致伸縮位移傳感器將繼續(xù)推動(dòng)軍事行業(yè)的發(fā)展，助力軍事裝備實(shí)現(xiàn)更高水平的智能化和精確化。相信在磁致伸縮位移傳感器的引領(lǐng)下，軍事裝備領(lǐng)域必將迎來新的革命性的變革。

【AMD 收購人工智能軟件公司 Nod.ai 以強(qiáng)化開源產(chǎn)品陣容】

10 月 10 日消息，AMD 今晚宣布收購開源人工智能軟件公司 Nod.ai，以拓展其開源 AI 產(chǎn)品能力。AMD 沒有透露收購的財(cái)務(wù)條款。

公開資料顯示，Nod.ai 成立于 2013 年，投資者包括 8Square Capital、Atlantic Bridge、Pointguard Ventures 和 Walden International。

此前曾開發(fā)過一個(gè)由開發(fā)人員工具、庫和模型組成的軟件生態(tài)系統(tǒng)，可加快 AMD 芯片 AI 解決方案的部署，包括用于消費(fèi)級 PC 的 Ryzen AI 芯片、EPYC CPU、Radeon GPU 以及用于數(shù)據(jù)中心的 Versal 處理器。

“收購 Nod.ai 將大大增強(qiáng)我們?yōu)?AI 客戶提供開放軟件的能力，使他們能夠輕松部署針對 AMD 硬件進(jìn)行優(yōu)化的高性能 AI 模型?！盇MD 人工智能集團(tuán)高級副總裁 Vamsi Boppana 說：“Nod.ai 團(tuán)隊(duì)的加入加快了我們推進(jìn)開源編譯器技術(shù)并實(shí)現(xiàn)可移植、高性能 AI 解決方案的能力，這些解決方案橫跨 AMD 的產(chǎn)品組合。如今，Nod.ai 的技術(shù)已經(jīng)在云、邊緣和各種端點(diǎn)設(shè)備中廣泛部署。”

審核編輯 黃宇