气体传感器,这种“电子器官”在检测气体泄漏中派上很大用场。对于餐饮店铺的炉灶出没出现燃气泄漏,拳头大小的可燃气探测器和控制器,不仅能实时地监测泄漏情况,还可以云端联网报警。在居民社区,技术人员拿着像手电筒一样的激光探测仪,在150米距离内进行扫射,光线所到之处,就能精准地发现气体的泄漏。在街头行驶的气体探测车,车顶的移动摄像头可随时感知特殊气体的浓度。
河南在气体传感器领域,占据着世界产量的头把交椅,汉威科技作为气体传感器的领军企业,除了传统的半导体传感器,早在十六年前,就已开始在光学气体探测器领域布局发力。汉威科技集团研究院常务副院长武传伟说,气体传感器的研发周期长且门槛高,但科研的目的,就是让生产和生活不断涌现和看见新价值,作为人体器官的延伸,传感器将来的发展趋势是集成化、微型化、柔性化。
盛夏时节,夜经济街头烟火渐浓,街边摊,路边店,小推车餐饮,等等,吸引了不少市民大快朵颐。
依靠着人气火起来的工商业餐饮场所,天然气和液化气是必不可少的生产工具。那么,如何让老百姓吃得放心、玩得安心呢?气体传感器可谓是功不可没。
在汉威科技集团一楼展厅,大河报·豫视频记者发现一块“燃气安全监测解决方案”展区。在工商业餐饮及九小场所的可燃气体监测方面,最下端是可燃气体探测器,上端是可燃气体报警控制器。
汉威科技集团研究院常务副院长武传伟介绍说,可燃气体探测器又分为系统式的和独立式的,前者应用于面积较大的餐饮场所,后者应用于小场所。无论是对天然气,还是瓶装的液化气,探测器均能做到实时不间断监测,一旦监测到气体泄漏,就会通过无线通讯系统、手机客户端通知到用户。可燃气体报警控制器,顾名思义,是对下端的探测器来控制的器件。
“燃气安全管理解决方案,通过物联感知+日常巡查模式,实现燃气行业全覆盖。”武传伟说。这包括燃气场站监测、燃气管网监测、燃气用户监测。
以燃气场站监测内的云台扫描式激光气体在线监测设备为例,它采用光谱吸收法原理,实现无接触遥测气体泄漏。不但可以监测到100米外的气体泄漏,还能定点拍照,通过后台将泄漏点位的视频传送到用户那里。
燃气用户监测,大家比较熟悉的是燃气公司工作人员定期入户检测。他们通常手持专业检验测试设备,对厨房内的燃气管道、阀门等进行仔细的检测。遇到用户家中无人,还需要多次上门,直到遇见用户在家,完成燃气检测。
“这种检测,使用的是便携式可燃气体探测器,我们目前已有手持激光甲烷遥测仪。”武传伟说。这款设备可实现户外检测,通过厨房的窗户将激光打进去。燃气公司工作人员,只需站在小区内,就可实现150米范围内的厨房的燃气检测,精准度也高于传统的便携式可燃气体探测器。
气体传感器,如今依然是汉威科技集团的核心业务,同时延伸到压力传感器、温湿度传感器等领域。
武传伟说,目前汉威最大的业务板块还是气体安全监测仪表。围绕气体传感器,做系统解决方案,为石油化学工业企业、燃气公司等提供行业应用方案。“从最初的传感器,到仪器仪表,再到系统解决方案,再到物联网应用,再到物联网平台和数据服务,四次技术升级的核心主脉络,始终围绕着传感器。”他说。
目前,汉威已形成“以传感器为核心、智能仪器仪表为支柱、行业应用为导向”的完整物联网产业链。作为郑州传感器产业的有突出贡献的公司,其气体传感器国内市场占有率达到75%,去年产量接近5000万只,排全球第一位。武传伟说,产值在全球排第三,是因为部分应用场景的传感器价值高,但还是以欧美几家企业的产品为主。
据不完全统计,全球传感器的种类大概有3万多种。价格的区间也很大,有几毛钱一只的,也有几万元一只的。大河报·豫视频记者通过调查了解到,目前汉威产品线丰富,产业链完整,产品和解决方案已应用于全球近百个国家和地区。
和大部分行业不同的是,传感器市场足够宽广。业内人士说,蛋糕足够大,是因为可供发掘的应用场景太多了,传感器企业只要不在一个赛道上内卷,而是在新的细分赛道上发挥自己的优势,便能开拓一片“蓝海”。
河南并不乏本土优秀的传感器企业,在国内也有一定的地位,但要解决“酒香也怕巷子深”的问题。武传伟说,这就需要政府部门对传感器企业的应用方案进行更多的推介,让省外的需求方了解河南传感器、使用河南传感器。
不过,要想在传感器产业站稳脚跟,有所发展,还是有无形的门槛的。武传伟说,传感器从最初的研发到批量生产,大概需要3到5年的时间,真正为公司能够带来经济效益,则往往在5到8年。不仅周期长,要求也高,这就抬高了行业的门槛。
这是因为,从研发到市场,中间需要大量的试验,不断地磨合应用数据,不断去做调试。从传感器到行业应用,需要做小试、中试,需要大量的数据积累,这么长的链条,也需要大量的资产金额的投入。由于周期长,见效慢,发展基金也不愿意进来,持续对小微公司进行支持。
武传伟说,目前尚没有高校专门设置传感专业。传感器往往需要多学科的交叉,从底层物理、材料、化学,到电子电路、激光原理,等等,这也导致集成型、综合型人才的相对稀缺。
在汉威科技集团一楼展厅内,大河报·豫视频记者见到了一套柔性温湿度传感器。它是在柔韧轻薄材料上刷附着力强、耐折、灵敏度较高的电阻型纳米功能温敏复合型材料,大范围的应用于智能家居、消费电子、智能机器人等领域。
柔性化可以将传感器做在面料上,做智能穿戴,收集运动数据等,目前已有了产业化应用。
集成化,则有几种不同的模式。可以将传感器与运算芯片集成在一起,不但可以收集数据,还可以做算法处理,同时发布指令。也可以将温度、湿度、气体传感器等做到一块儿,同时采集多种类的数据。
微型化便是小型化,也是产业转型升级所要求的高端化。通过更精细的微机械技术,将传感器做得更小、更精密,实现技术的升级,价值的提升。
“传统的传感器还要持续做下去,柔性化也是未来布局的大方向,同时光学气体探测技术将来在气体探测方面的应用将会慢慢的广泛。”武传伟说。而光学气体探测技术,多采用光谱吸收的原理,每一种气体都有特定的波长吸收谱。这样一来,采用不一样波长的发光源,可以对特定气体进行仔细的检测,不仅灵敏度较高,准确度高,抗干扰能力也强。随着行业应用的逐步扩展,光学气体探测器的成本也会降低,成为行业竞争的新兴领域。