新型冠狀病毒引起的肺炎疫情給庚子年的春節蒙上了陰影。而以紅外體溫檢測儀為代表的醫療設備成為打贏(yíng)疫情防控戰的重要裝備,呼吸機、監護儀、制氧機、負壓救護車(chē)等醫療產(chǎn)品更是在危重病人搶救以及抑制病毒擴散中發(fā)揮了重大作用。在這些儀器設備中,起關(guān)鍵感知作用的就是傳感器。
疫情中傳感器功不可沒(méi)
蘇州諾聯(lián)芯電子科技有限公司總經(jīng)理郭安波告訴《中國電子報》記者,傳感器在此次疫情中發(fā)揮了重要作用,它是通過(guò)醫療儀器和設備發(fā)揮出來(lái)的。他說(shuō),以市場(chǎng)上一直缺貨的耳溫槍和額溫槍為例,其核心元件是MEMS技術(shù)的熱電堆探測器,體溫篩查用的紅外熱像儀里面要用到非制冷焦平面紅外探測器。
此外,在病理檢測、人員生理參數監測、生命維持系統、環(huán)境控制等方面,傳感器也發(fā)揮著(zhù)不可替代的重要作用。中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )敏感元器件與傳感器分會(huì )秘書(shū)長(cháng)郭猛給記者介紹了相關(guān)知識。
他說(shuō),病理檢測主要需要化學(xué)傳感器和生物傳感器?;瘜W(xué)和生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜)等獲得信息(主要是體液),這對病情確診和排除非常有意義。人員生理參數監測主要有非接觸點(diǎn)、面體溫監測傳感器,接觸式體溫監測(熱敏電阻原理),呼吸監測(硅壓阻原理,壓電薄膜原理),心電、腦電、肌電監測用生物電極傳感器,家用或醫用血壓計(表壓傳感器)、脈搏血氧監測(近紅外傳感器)等傳感器。
生命維持系統主要有呼吸機用壓力傳感器(硅壓阻原理、熱式微流量原理)、供養系統氧氣傳感器(固體電解質(zhì)氧氣)、二氧化碳傳感器(紅外原理)等。環(huán)境控制主要指醫院和負壓轉運車(chē)的環(huán)境控制,需要控制病區負壓來(lái)保證外部安全,污染源不擴散,要用到高精度氣壓壓力、壓差測量(硅電容、硅諧振傳感器),這是控制系統的關(guān)鍵,同時(shí)還有通風(fēng)流量(硅壓阻式)、溫度(鉑薄膜熱敏電阻原理)、濕度(高分子濕敏電容原理)等常規環(huán)境參數測量。
“在醫用口罩生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中,光纖傳感器發(fā)揮了不可或缺的監測、控制作用?!惫驼f(shuō)。
為了更進(jìn)一步防控新型冠狀病毒以及在未來(lái)有可能發(fā)生的突發(fā)疫情事件,西安中星測控有限公司總經(jīng)理谷榮祥展望了傳感器的下一步應用。他說(shuō),可以探索“新冠肺炎”發(fā)燒的規律及變化,區別它和普通的發(fā)燒,可以在醫護人員的身上貼上片式溫度傳感器,時(shí)刻監測溫度變化,并通過(guò)無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)統一監測。尤其可以比照病患的身體溫度變化,以便在初期做出判斷。他還對《中國電子報》記者表示,期待生物傳感器的快速發(fā)展,以便用基因芯片快速檢驗出“新冠肺炎”的基因,以便“對癥下藥”。
能夠將化學(xué)、生物和醫學(xué)等領(lǐng)域中樣品的反應、分離、檢測等過(guò)程集成到一塊微米級的芯片上的微流控技術(shù)(Microfluidic),由于具備高效、自動(dòng)分析等優(yōu)勢,在體外診斷生物醫學(xué)研究、環(huán)境監測與保護、衛生檢疫、司法鑒定等方面有著(zhù)廣闊的應用前景。
賽迪顧問(wèn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心分析師趙振越認為,要重視生物MEMS技術(shù)中的微流控技術(shù),在突發(fā)疫情公共安全事件面前,可以快速開(kāi)發(fā)出病毒檢測產(chǎn)品,為防疫工作提供技術(shù)支撐。利用微流控芯片可以對病毒進(jìn)行快速檢測,在疫情爆發(fā)時(shí)不用在機場(chǎng)再滯留數小時(shí)甚至數天的隔離,在短短的幾小時(shí)甚至十幾分鐘間內,即可得出多項檢測結果,高效率地排除非感染的高溫乘客,減少交叉感染與人傳人的風(fēng)險。據報道,近日已有公司設計開(kāi)發(fā)出快速檢測微流控芯片,1.5小時(shí)內即可檢測出包括2019新型冠狀病毒等19種呼吸道常見(jiàn)病毒。
調整思路 應對突發(fā)事件
此次疫情的發(fā)生,讓國內傳感器企業(yè)面臨了一次大考:如何應對突發(fā)事件?如何在需求猛增時(shí)快速提供相關(guān)產(chǎn)品?
鄭州煒盛電子科技有限公司常務(wù)副總經(jīng)理古瑞琴以此次疫情用得最多的人體體溫監測紅外傳感器為例,說(shuō)明這類(lèi)傳感器的技術(shù)含量。她告訴記者,該類(lèi)傳感器涉及的技術(shù)領(lǐng)域寬,涵蓋了紅外傳感器結構設計、材料選型、半導體加工、半導體封裝、濾光片制作等多領(lǐng)域與學(xué)科,對人才和加工設備的要求苛刻。尤其是核心MEMS工藝平臺設備投入和盈利風(fēng)險巨大,非企業(yè)所能承受。針對這個(gè)問(wèn)題,國內的傳感器行業(yè)首先要耐得住寂寞、志存高遠、要有時(shí)代責任和擔當意識,在核心材料、核心技術(shù)、核心工藝、核心裝備諸方面,加大資源整合與對外合作的力度,打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈,面向市場(chǎng)應用,學(xué)會(huì )逆周期思維并堅持到底。
醫療儀器設備是一個(gè)萬(wàn)億元級的大市場(chǎng),必然會(huì )給國內的傳感器企業(yè)帶來(lái)大的機遇。郭安波分析了其中原因,大到人體核磁共振設備,小到一個(gè)額溫槍?zhuān)锩娑紩?huì )用到醫療級別的傳感器。全國大小醫院大約5萬(wàn)家,所用的各種醫療器械和儀器數以十萬(wàn)計、百萬(wàn)計。而且醫療行業(yè)對價(jià)格并不敏感,要求的是質(zhì)量可靠、壽命長(cháng)。因此,他認為國內傳感器企業(yè)應該首先要多拜訪(fǎng)醫療設備的企業(yè),了解潛在客戶(hù)的現有產(chǎn)品和潛在需求。新公司的新傳感器是很難用到老型號的醫療設備中去的,只能從新的型號入手。其次,需要有專(zhuān)人多花精力研究醫療行業(yè)的相關(guān)知識,這是需要高級的人才和非常多的學(xué)習時(shí)間的。再次,需要熟悉醫療行業(yè)的國內外標準,傳感器需要哪些測試項目,醫療標準中有絕大部分。最后,將本公司的某些產(chǎn)品和醫療設備需求進(jìn)行匹配,進(jìn)行增量開(kāi)發(fā),盡快送樣,并持續改進(jìn)。
北京久好電子科技有限公司董事長(cháng)劉衛東表示,現階段國內傳感器行業(yè)仍以中低端產(chǎn)品為主,技術(shù)相對落后,中高端傳感器依賴(lài)進(jìn)口,數字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴重欠缺,這些問(wèn)題在醫療設備領(lǐng)域也同樣存在。而原始性創(chuàng )新的產(chǎn)品少、產(chǎn)品的成本高、研發(fā)投入少則是導致上述問(wèn)題出現的原因。他指出,國內傳感器企業(yè)應該從兩方面入手,一是要持續不斷地大投入進(jìn)行研發(fā),不斷地提高芯片的可靠性和性能,逐步完善產(chǎn)品系列;二是要選擇國內的有前途的生產(chǎn)廠(chǎng)商進(jìn)行戰略合作,讓傳感器的整體質(zhì)量性能迎頭趕上。
“作為傳感器企業(yè),應該從此次疫情上調整思路,即重視基礎器件和人才,一個(gè)公司力量有限,可以整合為產(chǎn)業(yè)集團去做,充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈上下?tīng)縿?dòng)作用,否則各自為戰,無(wú)法集中智力和財力?!惫妥詈笳f(shuō)。
來(lái)源:中國電子報