小小傳感器催生大生意,從耳溫槍、紅外測溫儀、呼吸機到智能手機、智能燃氣表、智能汽車,形形色色的傳感器早已滲透進我們生活的方方面面。

全球傳感器和連接器生產商之一泰科電子(TE Connectivity,下稱“TE”)傳感器事業部中國區業務總負責人龔凌松日前在接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)專訪時表示,傳感器是人工智能、萬物互聯的起點。智慧城市、工業物聯網、智慧家居、智慧汽車等場景讓傳感器需求呈現爆發式增長,也對傳感器提出了更高要求。除了高質量數據採集,傳感器還要做到集成化、小型化、低功耗。

市場對傳感器不斷提出新要求,持續革新的傳感技術也催生出智慧養老、遠程醫療等越來越多新的應用領域和需求。“傳感器是未來社會中多種關鍵智慧與智能應用的起點和基礎。”龔凌松表示,數據是基礎,如果蒐集到的數據質量不過關,便是無用功。

龔凌松TE總部位於瑞士,其廣泛的連接和傳感解決方案經受嚴苛環境的驗證,持續推動着交通、工業應用、醫療技術、能源、數據通信和家居的發展。2004年,裝有TE溫度傳感器的美國火星探測器“機遇號”於當年1月25日安全着陸到火星;美國第四臺火星探測器“好奇號”火星車也用了TE溫度傳感器,在2012年8月6日成功登陸火星表面。

集成化小型化低功耗,傳感器需求爆發式增長

傳感器是所有設備的感官,可以感知溼度、溫度、壓力等狀況。比如光敏傳感器就是設備的視覺,聲敏傳感器就是設備的聽覺,壓敏、溫敏、流體傳感器就是設備的觸覺。

而收集的數據能在多大程度上得以分析利用,取決於這些“神經末梢”有多精確靈敏。TE有很大一部分的營收來源於嚴苛環境下的應用。滿負荷生產的工廠、存在毀滅性壓力的大洋深處、微創手術、高速高風險的賽車賽事,越是這類不容閃失的嚴苛環境越是對其胃口。

龔凌松表示,航空航天測試領域對傳感器的精度要求更高。比如飛機正式進入生產製造前,就需要用到大量傳感器對閥門位置、液壓壓力、各個部位的溫度等各方面設計進行測試。製造商會按照飛機尺寸縮小几十倍做成飛機模型,在不同部位安裝大量不同傳感器測試各類重要數據。

智能燃氣表是智慧城市基礎設施的重要組成部分。北方燃氣公司遇到的挑戰是住宅燃氣測量不準、計費不準。尤其是冬天天然氣冷縮,每家每戶都少測一點,加起來便少測很多。作爲數據收集與傳遞的載體,傳感器在其中的作用凸顯出來。TE將傳感技術應用於智能燃氣表中,通過差壓監測燃氣體積,從而精準獲取每個家庭的用氣數據量。

“傳感器是人工智能、萬物互聯的起點。”龔凌松表示,在新基建背景下,智慧城市、工業物聯網、智慧家居、智慧汽車等各種場景讓傳感器需求呈現爆發式增長,也對傳感器提出了更高要求。

傳感器收集高質量的數據,提供給後端用於數據分析。除了高質量數據採集,市場對傳感器還有三方面要求:集成化、小型化、低功耗。“我們把獨特的、多樣的芯片技術集中在一個傳感器裏,使其包含各種物理量的輸出,並且儘可能地做到體積小、功耗低,滿足不同應用場景的需求。”

協作機器人是指機器人與人可以在生產線上協同作戰,充分發揮機器人的效率及人類的智能。龔凌松介紹,協作機器人左右旋轉、扭動等動作不能超過一定扭力值,否則會產生安全問題。爲了保證人機配合的安全性,TE在該類機器人中應用體積微小的位置傳感器和扭矩傳感器,通過數據的採集使用,使機器人更加智能化。

再比如工業製造領域中,貴重的工業機器在運行過程中難免會有磨損,等機器壞了再去檢測、維修,耗費的成本非常高,也會造成停工停產。而TE把傳感技術應用到機器的預測性維護上,通過安裝位置、壓力、振動、溫度等多種傳感器,實時監測機器狀態。當監測到機器在運行中振動頻譜出現異常,這時候就可以判斷是否需要對機器維護。

持續革新的傳感技術催生新應用

根據賽迪顧問數據,2019年,全球傳感器市場規模達1521.1億美元,增長率爲9.2%。其中,2019年中國傳感器市場規模達2188.8億元。預計到2021年市場規模將達2951.8億元,保持17.6%的快速增長。

“就TE自身來說,我們會不斷鞏固自身優勢,提高自身競爭力,例如把自己的產品做得更加符合本地市場需求。”龔凌松說,市場對傳感器不斷提出新要求,持續革新的傳感技術也催生出越來越多傳感器應用的新領域、新需求。

疫情對企業經營帶來了挑戰,但也刺激了基於傳感器的醫療設備的需求,包含輸液泵、注射泵、呼吸機、耳溫槍等市場需求快速上升,催生了各種各樣新的傳感器應用場景。

“我們收到的需求也是多樣的,比如在出租車座位正前方安裝紅外測溫儀,用於監測司機和乘客體溫,TE的數字化、高精度紅外傳感器也有了其應用,精度高達正負0.2攝氏度,是可以達到醫療級別的溫度測量等級。”

此外,中國步入老齡化社會,人們對健康、養老和保健提出了更高要求,睡眠質量就是其中之一。

龔凌松說,針對老年人夜間風險管理問題,TE將具有高靈敏度的壓電薄膜傳感技術應用於智能牀墊中,在不打擾用戶的情況下連續精準識別使用者的呼吸頻率、心率等生命體徵和身體移動、離牀等參數,並可上傳至雲數據中心,幫助老人創建個性化的睡眠反饋和建議,也爲夜間風險管理和健康養老方案的制定提供依據。

“睡眠健康只是冰山一角,未來遠程醫療會是我們重點關注的領域之一。”患者不用去醫院,醫務人員可以遠程監測各種身體參數,從而作出診斷。比如心血管患者可以在家定期監測血壓和心率,這些數據被反饋至心內科醫生,醫生可以更好跟蹤患者治療。

醫生靠數據診斷,而數據的獲得要依靠各種各樣的高性能傳感器。這些遠程操作歸根到底都以傳感器爲前端。“傳感器是未來社會中多種關鍵智慧與智能應用的起點和基礎。”龔凌松表示,具體的應用場景存在,對數據的需求就存在。數據是基礎,如果蒐集到的數據質量不過關,便是無用功。

對於傳感器人才的培養,龔凌松說,除了作爲起點的傳感器感知層面技術,優秀的傳感器工程師還需要掌握後續數據傳輸等各種層次技能,“優秀的傳感器人才不單是對感知層瞭如指掌,對傳感器材料、傳感器機械、機電都要涉獵。”如果只侷限在感知層,傳感器在傳輸等後續層面有困難,甚至與後端相悖,將大大限制行業發展。

來源:澎湃

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