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Case 公司新闻
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自铁路出现以来,火车便在陆地交通运输中担当着举足轻重的角色。尤其是随着社会的快速发展,资源流通的频率和数量的急剧增加,极大推动了运输业前进的步伐。当前情况下铁路交通逐步变得日益频繁复杂,加强对铁路交通的监测和调查,才能更好进行后续发展和规划,以最大限度发挥铁路运输的能力。火车经过时会对周围环境产生很多影响,因此,进行监测的方法也不止一种。在这里我们所要提到的是利用加速度传感器来实现此目的。火车在行驶时会造成其所经过处的铁轨产生振动,该振动可以通过加速度传感器进行测量而分析得到。由于这种振动中产生的加速度明显与其他情况不同,所以能够非常轻易的从测量得到的“波谱”中进行区分。图中红色倒三角所指示的是火车经过时测量情况对铁轨振动加速度测量不仅能够获知火车通行情况,火车通过测量点的时长也能够粗略估计出来。在这些通过加速度传感器测量得到的“波谱”图中,每个意味着火车经过的“波段”所对应的时长便是通行时间。
发布时间: 2018 - 02 - 26
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寻找粒子物理标准模型之外的新粒子,对物理新探索非常重要。记者从中国科学技术大学获悉,该校杜江峰院士团队近期成功研制出用于搜寻“类轴子粒子”的单电子自旋量子传感器,将搜寻的力程拓展到亚微米尺度。国际权威学术期刊《自然·通讯》日前发表了该成果。新粒子的发现,可用于填补当前粒子物理学、天体物理和宇宙学等方面的理论缺陷,例如粒子质量等级问题、强CP疑难、正反物质不对称性以及暗物质和暗能量的物理本质。近年来,国际学界发展了一系列精巧的实验装置,在20微米以上的力程范围内开展了电子与核子相互作用的搜寻。但要在更短的力程范围内开展实验研究,则面临一系列挑战:如何构筑一个尺寸足够小的传感器?如何设计传感器的几何形状从而允许电子和核子充分接近?如何提升传感器的灵敏度,从而给出有意义的限定?如何有效隔离好环境噪声,尤其是不可避免的电磁噪声?近期,杜江峰领导的中科院微观磁共振重点实验室团队与中科大天文学系、国家同步辐射实验室科研人员合作,提出并实现了一种全新的探测方法,即将金刚石近表面NV色心的电子自旋,用作传感器来搜寻小于20微米范围的电子与核子相互作用。他们制备了离金刚石表面10纳米以内的NV色心作为探测器,开发了相应的电子学设备和量子控制方法,解决了上述制约短力程探索的系列难题。实验表明,新传感器可以探索的力程范围是0.1微米到23微米,为电子—核子相互作用的探索提供了新的观测约束。据介绍,这一新方法也可以推广到其它自旋相关的新相互作用的研究,从而为利用单自旋量子传感器来研究超出标准模型的新物理提供了可能性,有望激发宇宙学、天体物理和高能物理等多个科学领域的广泛兴趣。
发布时间: 2018 - 02 - 26
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清华大学微电子系任天令教授团队在《美国化学学会·纳米》(ACS Nano)上发表了题为《仿生针刺随机分布结构的高灵敏度和宽线性范围石墨烯压力传感器》(Epidermis Microstructure Inspired Graphene Pressure Sensor with Random Distributed Spinosum for High Sensitivity and Large Linearity)的研究成果,由人体皮肤感知微结构出发提出相似的仿生结构,通过微结构和分布模式的结合解决了灵敏度和线性范围之间的矛盾,为力学器件性能的综合提升提供了一种全新的思路。近年来,柔性力学微纳传感器特别是在人体生理信息监测和检测方面成为学术界的研究热点,同时也有大量相关产业公司相继成立。相比于传统的硅基器件,由于具有舒适性、贴合性和可穿戴性等方面的特点而广泛应用于人体物理和化学活动的监测,但作为力学器件的两个重要指标灵敏度和线性度之间的矛盾一直未能得到很好的解决。通常制备出的器件都需要以牺牲一个指标而为提升另一个指标服务,这往往限制了其实际应用的范围,解决这一矛盾成研究难点。(从上到下,从左到右)皮肤的微结构示意图,皮肤微结构和仿生结构照片,线性度和灵敏度与前人工作性能对比,腕部脉搏和呼吸监测结果。任天令课题组基于人体皮肤,特别是指尖对于不同大小应力的高灵敏响应特点,根据对其微结构的研究提出了相似结构的制备。通过砂纸作为模板倒模成型柔性的基底,利用氧化石墨烯在高温下还原后作为力学敏感层,制备出具有针刺形貌和随机分布的压力传感器。该传感器表现出优异的稳定性、快速响应和低探测极限,实现了在更宽线性测量范围的高灵敏度。其中针刺结构之间接触面积突变主要贡献出高的灵敏度,随机分布主要贡献宽的线性范围,通过两者结合在很大程度上解决了这一对矛盾。正是由于该传感器高的灵敏度和宽线性...
发布时间: 2018 - 02 - 26
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近几年,传感器家族中出现了一类“非主流”新生儿,它们有个共同特点,那就是诞生于3D打印机。尽管现在这种传感器还居少数,但随着越来越多从业者将目光投向3D打印技术,“非主流”有望变成主流。下面让我们一起来看2017年惊艳业界的6款3D打印传感器。病毒探测传感器2017年3月,美国加州大学洛杉矶分校的科研人员在一个新项目中综合运用机器学习与3D打印技术,开发出一款3D打印原型探测器,其中含有一个可自我调整的传感器。该设备能提供一种更有效的微小物质检测新方法,用于检测病毒、癌症生物标志物、蛋白质等,进而改善严重感染和疾病的诊疗。传感器的读取器由4种不同颜色的LED、一个相机和一个塑料外壳组成。由于塑料外壳采用了3D打印技术,因此原型造价很便宜,而且十分耐用,此外还能根据不同情况进行定制化设计。水果温度传感器3月,瑞士科研人员生产了一系列具有水果外形的3D打印温度传感器。利用这些“果实”,水果商以及运输公司可以依据更精准的热量读数监测产品质量。3D打印成功模拟了水果的物理特性,使传感器能像真正的水果那样对环境条件作出相同反应,进而提供水果内部温度变化的准确信息。这种仿真水果由水、碳水化合物、聚苯乙烯等组成,经过3D打印机处理,它们的混合物与果肉非常相似。目前,开发者正在丰富传感器的种类,甚至计划为单种水果开发专用传感器,同时也在寻找工业合作伙伴,推动这一发明走向商用。硅胶压力传感器5月,美国明尼苏达大学研发出一种可直接3D打印在人手上的硅胶压力传感器,进而增强人的触感,潜在用户包括医生、士兵、烧伤者等。该装置可以探测压力大小,甚至能够测量脉冲,加速仿生人的研究。3D打印的柔性硅胶材料使得那些配备该传感器的设备可以直接应用于人类皮肤表面。具体打印部位则要根据3D扫描用户手部轮廓来确定。目前,科研人员正在试图克服该技术的最大障碍之一,即人手抖动问题。通过增强3D打印机性能,该技术有望走...
发布时间: 2018 - 02 - 07
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技术已经渗透到生活中的每一个角落,是否也能帮助植物生长地更快、更有效率?美国爱荷华州立大学(Iowa State University;ISU)的研究人员给出了肯定的答案。他们开发出一种小型的石墨烯“植物纹身传感器”,可粘贴在玉米植株的叶子上,用于收集与植物生长有关的信息,例如在根部浇水后输送到叶片需要多长的时间,为农民和农业学家提供如何更有效率地用水培养作物所需的信息。为了制造高性能且具成本效率的传感器,爱荷华州立大学的研究团队提出了一种通过3D打印或更传统的塑模成型技术在聚合物块上形成圆形小凹痕的工艺,再用液体石墨烯填充凹痕并使其沉降。在石墨烯凝固成压痕形状后,工程师沿着这排压痕放置一条胶带,然后连同连接在粘性表面的石墨烯传感器一并拉出。传感器本身的厚度可能小到五百万分之一公尺,这表示着它需要堆叠20个才能达到像人发一样的宽度。 美国爱荷华州立大学的研究人员开发出“植物纹身传感器”,可即时、直接测量农作物用水量如图中玉米作物所使用的传感器,就是由石墨烯氧化物制成的,这种材料在与水蒸气接触时会发生明显的反应。美国农业部(USDA)以及“农业与食品研究方案”(AFRI)最近投入了近50万美元的资金,资助进一步研究水份在玉米植物中的输送速度,爱荷华州立大学的研究团队成员也因此获得补助,能进一步将这项用水传感器技术商业化。爱荷华州立大学电子与电脑工程副教授Liang Dong说:“我们至今测试过的传感器中,最令人兴奋的应用是植物传感器。将可穿戴电子传感器用于植物的概念是全新的。这种植物传感器非常小,因而能用于检测植物的蒸腾作用(transpiration;指水份从植物表面散失的现象),但并不会影响植物生长或作物生产。”Dong及其研究团队相信还可以修改传感器,以检测植物是否存在疾病,或测量其农药化学渗透程度。或许这种传感器也可用于一些较大的物件上进行采集过程。而相同的...
发布时间: 2018 - 02 - 07
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