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氢气传感器的研究进展与智能应用展望

氢气传感器的研究进展与智能应用展望

摘要：氢能技术的发展和应用对于改善未来能源结构、促进环境保护、实现“碳达峰”和“碳中和”的目标、努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行意义重大。氢气是一种高效但危险的气体，其安全使用的问题一直是研究的热点。为了感知氢气，氢气传感器被广泛应用于各种氢能的生产、存储、运输和使用过程中。氢气传感器按照其工作原理可以分为催化型、电阻型、电化学型、光学型、声表面波型、热导型和磁性型。近年来，随着物联网技术、人工智能技术的发展以及“智能制造”“工业4.0”概念的深入人心，亟需在氢能应用的各个过程中引入更加智能化的传感器系统。本文综述了各类型氢气传感器的工作原理和研究现状，分析对比文献报道的和商用的氢气传感器，探究现有氢气传感器的智能应用场景和实例，并对氢气传感器及其智能应用进行展望。
光电 2026年07月01日
基于深度学习的小尺度圆管焊接缺陷检测分割方法

基于深度学习的小尺度圆管焊接缺陷检测分割方法

摘要：为了提高圆管焊接质量，提出了一种基于激光视觉系统和卷积神经网络的高精度焊后焊缝检测和分割方法，可对5 种高度或宽度小于1 mm 的小尺度焊接缺陷进行检测、分割.方法主体由一个多任务卷积神经网络组成，接收激光条纹点云信息，可同时对焊缝区域进行检测、分类和分割，与现有基于单任务卷积神经网络的方法相比，提出的方法可以获取更全面的焊接缺陷信息.通过构建的激光视觉系统生成焊缝区域激光条纹点云数据集，在此数据集上对所提出的网络进行了训练和评估.结果表明，在焊接缺陷检测任务上，该方法的平均准确率为99.58%，平均精确率为99.43%，平均召回率为97.05%.此外，该方法在焊接缺陷分割任务中的平均交并比（mean intersection over union，IoUm）准确率为92.58%，通过在实际工件上的测试结果表明，分割的平均误差低于0.1 mm，所提出的方法在焊缝缺陷检测和分割任务中都表现出较高的准确性.创新点： (1) 建立基于激光点云的圆管高度或宽度小于1 mm 的小尺度焊接缺陷焊后检测系统.(2) 提出基于深度学习的小尺度圆管焊接缺陷检测分割方法，实现对5 种焊缝缺陷的检测和分割.
光电 2026年07月29日
用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

摘要：深部组织信号与疾病间有着强烈的相关性, 临床上对深部组织的检测诊断一般依赖于医学影像设备等大型仪器, 成本高昂且不利于长期监测。不同于笨重的大型设备, 微创及无创的柔性电子器件可以在体长期佩戴,实现深部组织信号的连续采集, 有助于疾病的早期诊断, 进行精准化、个性化治疗。在本综述中, 我们讨论了深部组织的生理、生化信号的检测机制, 重点分析器件的制备方法、关键性能指标以及数据无线传输技术。最后提出了该领域存在的挑战和可能的解决策略。
光电 2024年05月17日
基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究

基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究

摘要:随着5G时代的到来,对光子器件的集成度以及性能指标提出了更高的要 求,而传统器件存在不可调谐、效率低和稳定性差等弊端,限制了其在高集成度、高传输速度光通讯的应用。近年来,金刚石优异的热导率和高折射优势使其成为了研究电磁吸收器件中介质材料的最优材料之一,而石墨烯所具有磁场诱导下的离散朗道能级、可调谐化学势和易于激发太赫兹SPP等,在解决该问题中发挥着至关重要的作用。在此研究背景下,开展了基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究,利用石墨烯化学势可调谐并且易于激发太赫兹 SPP的特性,设计了一种相位型调制双带完美吸收器。研究了金刚石介质厚度、石墨烯化学势和入射角度等参量对电磁吸收器吸收性能的影响规律。该器件实现了对太赫兹信号的 吸 收,具有可调谐、吸收率高和稳定性强等优势。
光电 2025年03月20日
全聚合物太阳电池材料与器件

全聚合物太阳电池材料与器件

摘要：全聚合物太阳电池的光活性层中的给受体材料均由聚合物构成, 其具有优异的形貌稳定性及机械稳定性等突出优点, 在实现大面积、柔性有机太阳电池的制备中具有较大潜力, 引起了越来越多研究者的兴趣。随着各种新型聚合物给体/受体材料相继被开发出来及器件结构的不断发展, 全聚合物太阳电池异军突起, 器件效率目前已经突破18%。然而, 相较于非富勒烯小分子受体太阳电池, 全聚合物太阳电池面临效率仍需进一步提高、聚合物给/受体性能的批次差异等问题, 如何开发高性能聚合物给/受体材料及制备高效器件仍面临一定的挑战。本综述着眼于全聚合物太阳电池给/受体材料的开发、器件结构调控、界面工程等方面, 系统总结了近年来该领域内的代表成果, 并对未来高效全聚合物太阳电池材料、器件的发展做出了展望。
光电 2024年05月17日
柔性可穿戴传感与智能识别技术研究进展

柔性可穿戴传感与智能识别技术研究进展

摘要：柔性可穿戴传感器件能与人体稳定集成, 具有多生理参数和运动参数连续动态测量能力, 可在健康监测、运动监控、精准医疗、人机交互等领域发挥重要作用。柔性可穿戴传感器件与人工智能技术的结合, 充分展示了利用连续动态多参数信号测量的进行疾病、动作、语音等判定与识别的优势。本文通过介绍柔性可穿戴器件在物理信号、化学信号和图像信号传感中应用, 从硬件平台和数据处理分析技术两方面介绍了柔性可穿戴器件与人工智能结合的方法和进展, 展示了基于柔性可穿戴传感系统的智能识别技术, 分析了柔性可穿戴传感与智能识别技术在柔性化集成、数据传输、能源供应等方面面临的诸多挑战, 并对未来发展趋势进行了展望。
光电 2024年05月17日
全固态离子选择性电极在可穿戴电化学传感器中的进展

全固态离子选择性电极在可穿戴电化学传感器中的进展

摘要：人体汗液富含丰富的与身体健康状况相关的电解质, 采用可穿戴电化学离子传感器对汗液实时监测可为身体健康提供合理的指导。基于全固态离子选择性电极的可穿戴电化学传感器因能够实时无创地分析生物体液离子受到越来越多的关注。开发新的固接层材料, 探索新的电位响应机理及在可穿戴设备上的应用促进了全固态离子选择性电极的发展。本文综述了全固态离子选择性电极的研究进展, 包括传统的电位响应机理(氧化还原电容和双电层电容原理)和新型固接层材料(导电聚合物、碳和其他纳米材料)以及在可穿戴柔性传感器方面的应用。 最后对全固态离子选择性电极存在的挑战和未来的前景做出了展望。
光电 2024年05月17日
柔性触觉传感电子皮肤研究进展

柔性触觉传感电子皮肤研究进展

摘要：柔性触觉传感电子皮肤是一种模拟天然皮肤触觉功能的设备, 可以附着在人体皮肤或机器人等表面, 感知各种刺激如压力和温度等, 在智能假肢、机器人、健康医疗等领域有着重要的应用, 具有巨大的潜在市场价值, 是科研界和产业界共同关注的研究热点之一. 柔性触觉传感电子皮肤主要可分为柔性压力触觉传感电子皮肤、柔性温度触觉传感电子皮肤和柔性解耦多模触觉传感电子皮肤等三大类. 本文主要综述了近年来柔性触觉传感电子皮肤的研究进展, 重点归纳总结了上述三类柔性触觉传感电子皮肤的传感机制和工作特点, 从材料组成和器件结构等层面介绍了柔性触觉传感电子皮肤性能改进的不同方法. 除此之外, 本文还阐述了目前柔性触觉传感电子皮肤所面临的主要挑战、解决途径以及未来发展前景.
光电 2025年01月15日
后摩尔时代芯片互连新材料及工艺革新

后摩尔时代芯片互连新材料及工艺革新

摘要：受高算力芯片的需求驱动, 尽管摩尔定律日趋减缓, 高端芯片的工艺复杂度和集成度仍在逐代增大。随着前道工艺中晶体管架构与其集成密度不断优化提升, 后道工艺所涉及的芯片内互连技术挑战愈发严峻, 迫切需要对互连材料与工艺进行革新。同时, 高集成度的系统级3D封装也是高性能芯片的关键解决方案, 其中核心的3D封装技术对芯片间互连材料与工艺不断提出新的要求。为此, 本文系统探讨了后摩尔时代芯片内和芯片间多代候选互连材料及其工艺的潜力及挑战, 从材料创新、工艺优化、架构突破、设计范式等多方面综合研判了未来互连技术的发展路径, 并对超导互连、光互连等颠覆性互连技术做了前瞻性分析, 可以预见互连材料的革新将有力推动新的芯片技术革命。
光电 2024年05月17日
遥感大模型：综述与未来设想

遥感大模型：综述与未来设想

摘要：深度学习极大地推动了遥感图像处理技术的发展，在精度和速度方面展现了显著优势。然而，深度学习模型在实际应用中通常需要大量人工标注的训练样本，且其泛化性能相对较弱。近年来，视觉基础模型和大语言模型的发展为遥感图像处理的大模型研究引入了新的范式。遥感大模型也称为遥感基础模型，基础模型因其在下游任务中的卓越迁移性能而备受瞩目，这些模型首先在大型数据集上进行与具体任务无关的预训练，然后通过微调适应各种下游应用。基础模型在语言和视觉及其他领域已经得到了广泛应用，其在遥感领域的潜力也正逐渐引起学术界的重视。然而，目前针对这些模型在遥感任务中的全面调查和性能比较仍然缺乏。由于自然图像与遥感图像之间存在固有差异，这些差异限制了基础模型的直接应用。在此背景下，本文从多个角度对常见的基础模型以及专门针对遥感领域的大模型进行了全面回顾，概述了最新进展，突出了面临的挑战，并探讨了未来发展的潜在方向。
光电 2025年09月15日