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疫情中传感器功不可没,应对突发产能是大考|众志成城,战胜疫情

郑州炜盛电子科技有限公司常务副总经理古瑞琴以此次疫情用得最多的人体体温监测红外传感器为例,说明这类传感器的技术含量。她告诉记者,该类传感器涉及的技术领域宽,涵盖了红外传感器结构设计、材料选型、半导体加工、半导体封装、滤光片制作等多领域与学科,对人才和加工设备的要求苛刻。
发布时间:2020-02-17 09:32        来源:电子信息产业网        作者:诸玲珍

新型冠状病毒引起的肺炎疫情给庚子年的春节蒙上了阴影。而以红外体温检测仪为代表的医疗设备成为打赢疫情防控战的重要装备,呼吸机、监护仪、制氧机、负压救护车等医疗产品更是在危重病人抢救以及抑制病毒扩散中发挥了重大作用。在这些仪器设备中,起关键感知作用的就是传感器。

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疫情中传感器功不可没

苏州诺联芯电子科技有限公司总经理郭安波告诉《中国电子报》记者,传感器在此次疫情中发挥了重要作用,它是通过医疗仪器和设备发挥出来的。他说,以市场上一直缺货的耳温枪和额温枪为例,其核心元件是MEMS技术的热电堆探测器,体温筛查用的红外热像仪里面要用到非制冷焦平面红外探测器。

此外,在病理检测、人员生理参数监测、生命维持系统、环境控制等方面,传感器也发挥着不可替代的重要作用。中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会秘书长郭猛给记者介绍了相关知识。

他说,病理检测主要需要化学传感器和生物传感器。化学和生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜)等获得信息(主要是体液),这对病情确诊和排除非常有意义。人员生理参数监测主要有非接触点、面体温监测传感器,接触式体温监测(热敏电阻原理),呼吸监测(硅压阻原理,压电薄膜原理),心电、脑电、肌电监测用生物电极传感器,家用或医用血压计(表压传感器)、脉搏血氧监测(近红外传感器)等传感器。

生命维持系统主要有呼吸机用压力传感器(硅压阻原理、热式微流量原理)、供养系统氧气传感器(固体电解质氧气)、二氧化碳传感器(红外原理)等。环境控制主要指医院和负压转运车的环境控制,需要控制病区负压来保证外部安全,污染源不扩散,要用到高精度气压压力、压差测量(硅电容、硅谐振传感器),这是控制系统的关键,同时还有通风流量(硅压阻式)、温度(铂薄膜热敏电阻原理)、湿度(高分子湿敏电容原理)等常规环境参数测量。

“在医用口罩生产线生产过程中,光纤传感器发挥了不可或缺的监测、控制作用。”郭猛说。

为了更进一步防控新型冠状病毒以及在未来有可能发生的突发疫情事件,西安中星测控有限公司总经理谷荣祥展望了传感器的下一步应用。他说,可以探索“新冠肺炎”发烧的规律及变化,区别它和普通的发烧,可以在医护人员的身上贴上片式温度传感器,时刻监测温度变化,并通过无线联网统一监测。尤其可以比照病患的身体温度变化,以便在初期做出判断。他还对《中国电子报》记者表示,期待生物传感器的快速发展,以便用基因芯片快速检验出“新冠肺炎”的基因,以便“对症下药”。

能够将化学、生物和医学等领域中样品的反应、分离、检测等过程集成到一块微米级的芯片上的微流控技术(Microfluidic),由于具备高效、自动分析等优势,在体外诊断生物医学研究、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定等方面有着广阔的应用前景。

赛迪顾问物联网产业研究中心分析师赵振越认为,要重视生物MEMS技术中的微流控技术,在突发疫情公共安全事件面前,可以快速开发出病毒检测产品,为防疫工作提供技术支撑。利用微流控芯片可以对病毒进行快速检测,在疫情爆发时不用在机场再滞留数小时甚至数天的隔离,在短短的几小时甚至十几分钟间内,即可得出多项检测结果,高效率地排除非感染的高温乘客,减少交叉感染与人传人的风险。据报道,近日已有公司设计开发出快速检测微流控芯片,1.5小时内即可检测出包括2019新型冠状病毒等19种呼吸道常见病毒。

调整思路 应对突发事件

此次疫情的发生,让国内传感器企业面临了一次大考:如何应对突发事件?如何在需求猛增时快速提供相关产品?

郑州炜盛电子科技有限公司常务副总经理古瑞琴以此次疫情用得最多的人体体温监测红外传感器为例,说明这类传感器的技术含量。她告诉记者,该类传感器涉及的技术领域宽,涵盖了红外传感器结构设计、材料选型、半导体加工、半导体封装、滤光片制作等多领域与学科,对人才和加工设备的要求苛刻。尤其是核心MEMS工艺平台设备投入和盈利风险巨大,非企业所能承受。针对这个问题,国内的传感器行业首先要耐得住寂寞、志存高远、要有时代责任和担当意识,在核心材料、核心技术、核心工艺、核心装备诸方面,加大资源整合与对外合作的力度,打通上下游产业链,面向市场应用,学会逆周期思维并坚持到底。

医疗仪器设备是一个万亿元级的大市场,必然会给国内的传感器企业带来大的机遇。郭安波分析了其中原因,大到人体核磁共振设备,小到一个额温枪,里面都会用到医疗级别的传感器。全国大小医院大约5万家,所用的各种医疗器械和仪器数以十万计、百万计。而且医疗行业对价格并不敏感,要求的是质量可靠、寿命长。因此,他认为国内传感器企业应该首先要多拜访医疗设备的企业,了解潜在客户的现有产品和潜在需求。新公司的新传感器是很难用到老型号的医疗设备中去的,只能从新的型号入手。其次,需要有专人多花精力研究医疗行业的相关知识,这是需要高级的人才和非常多的学习时间的。再次,需要熟悉医疗行业的国内外标准,传感器需要哪些测试项目,医疗标准中有绝大部分。最后,将本公司的某些产品和医疗设备需求进行匹配,进行增量开发,尽快送样,并持续改进。

北京久好电子科技有限公司董事长刘卫东表示,现阶段国内传感器行业仍以中低端产品为主,技术相对落后,中高端传感器依赖进口,数字化、智能化、微型化产品严重欠缺,这些问题在医疗设备领域也同样存在。而原始性创新的产品少、产品的成本高、研发投入少则是导致上述问题出现的原因。他指出,国内传感器企业应该从两方面入手,一是要持续不断地大投入进行研发,不断地提高芯片的可靠性和性能,逐步完善产品系列;二是要选择国内的有前途的生产厂商进行战略合作,让传感器的整体质量性能迎头赶上。

“作为传感器企业,应该从此次疫情上调整思路,即重视基础器件和人才,一个公司力量有限,可以整合为产业集团去做,充分发挥产业链上下牵动作用,否则各自为战,无法集中智力和财力。”郭猛最后说。

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