激光协会
首页 > 行业新闻

山东微感:解决激光器卡脖子问题,让激光甲烷检测器走进千家万户

作为山科控股集团旗下的高新技术企业,让激光甲烷检测器走进千家万户,是山东微感光电子有限公司(简称山东微感)未来的发展愿景。山东微感生产的激光甲烷模块产品在矿山广泛应用并受到一致好评,80%的系统厂家采用山东微感的激光甲烷模块,山东微感因此荣获山东省评选的“行业隐形冠军”培育企业。

目前,山东微感正在向气体激光检测器上游发力,研发激光器中的芯片,解决激光器卡脖子问题,实现激光甲烷检测器民用的目标,让激光甲烷检测器走进千家万户。


甲烷激光检测器功耗只用0.1瓦

山东微感是山科控股集团旗下高端装备制造板块的公司,企业的特长就是专注于做激光和光纤传感器,用于一些安全领域,比如煤矿、天然气、石油化工行业、油气、电力智慧城市等,企业深耕技术研发16年,最主要的成果就是把激光技术运用到甲烷气体的检测中。

传统的甲烷气体检测是使用电子传感器,是黑白元件或催化燃烧式的传感器,这种传感器两个星期就得维护一次,需要员工不断的进行标校和维护,工作量很大,有时候还误报,对安全管理不利。而激光检测不需要标调,不需要修正,也不需要长期的维护,按照国家规定6个月维护一次,大大的减少了人力成本。另外,激光传感器更加可靠,不会出现误报漏报的情况,提高了煤矿的安全水平。现在,激光甲烷检测器已经被国家煤监局作为升级换代的产品在煤矿上推广。

记者了解到,目前国内做激光甲烷传感器的企业并不多。山东微感总经理刘统玉介绍,目前在煤矿行业大概有几百万只的需求,一只需要几千块钱,加上物联网的应用,市场规模近百亿元。

山东微感的传感器,最重要的一个优势就是能做到功耗小。刘统玉介绍,激光气体检测的原理就是光谱分析,需要激光器的波长稳定,这就需要恒温,功耗就比较大。而山东微感研发的传感器,可以让激光器的温度随环境温度变化,不需要恒温就能保持波长稳定,大幅度降低了功耗。“这是我们的独特技术,市面上大多数的传感器功耗大概是1瓦,而我们只需要不到0.1瓦,这在国际上也是比较好的水平。”刘统玉说。

功耗小,就意味着可以把传感器做到移动终端上,可以做成无线传感器,用电池供电,甚至于自供电,这就大大扩展了传感器的应用场景。

在细分市场里,山东微感的市场份额大概能占到60%—70%左右,今年山东微感的产品还将出口澳大利亚、乌克兰等国家,运用到当地的煤矿企业中。


向上游芯片发力

解决激光器卡脖子问题

甲烷激光检测器是山东微感的拳头产品,下一步,山东微感计划在现有技术的基础上,拓展其他种类气体的激光检测仪器,比如一氧化碳、硫化氢、氧气、乙烯、乙炔、氨气等等,将更多气体的传感器用激光传感器来进行升级换代。

激光气体传感器,检测不同的气体,就需要不同波长的激光器。而目前激光器中的芯片,我国还是主要是依赖进口。

刘统玉介绍,激光器芯片的制作技术非常复杂,工序复杂,控制要求也需要很精准,就拿镀膜这个工序来说,需要超过千分之一的控制精准度,多层镀膜的精准控制难度就更大。“咱们的技术积淀还有差距,现在就重点做这方面的攻关。”

目前激光器芯片所占的成本几乎要占到传感器成本的一半,“这是我们必须要解决的问题,一方面解决成本问题,另一方面,万一外方不供应了,我们也就很难生产了。”刘统玉说。

基于这些考虑,山东微感也在向产业链的上游发展,解决激光芯片卡脖子的问题。刘统玉介绍,目前,山东微感已经与中科院研究所合作,一起来研发高性能的激光器芯片,来解决卡脖子的问题。另一方面可以通过国际合作,甚至于通过国际并购来解决,从根本上对产业做提升。目前,山东微感已经与山东省科学院、山东大学、中科院、澳大利亚新南威尔士大学、英国KENT大学、ASTON大学等单位有技术合作。

刘统玉介绍,山东微感的技术研发投入比接近17%,下一步的研发投入会逐步扩大到20%以上。


让激光甲烷检测器走进千家万户

根据不完全的估算,甲烷激光检测器的市场巨大,除了煤矿有上百亿的市场,家用天然气也是上千亿的市场。全国有5亿多个家庭,每家每户都在使用天然气,如果现有的报警器都升级换代为激光检测传感器,一个激光检测器单价几百元钱,就是上千亿的产业市场。而山东微感未来的愿景就是实现甲烷激光检测传感器的产业化,让激光检测器走进千家万户。

“要实现产业化,首先成本就要降下来,这就要实现芯片国产化,其次就要批量生产。另外,还需要国家出台行业标准。”刘统玉说,“现在要实现激光传感器走进千家万户还没有完全成熟,但我们已经走过了从实验室到工业应用,从工业应用再到民用又是另外一个阶段,预期未来几年会逐步实现。”

事实上,山东的激光产业已经逐步形成较大规模,全国来看,除了武汉、深圳以外,山东的激光产业也很有特色。比如济南的激光制造业,从打标到切割到清洗,一些龙头企业的规模能达到几亿甚至几十亿。近几年,整个激光产业发展的总体势头很好,它的增长率都是每年超过百分之二十,远超于一般的制造业。

光电高端装备制造是山科控股集团重点发展的产业板块之一,刘统玉介绍,未来山东微感可以充分运用集团资源优势,通过科技创新平台的不断创新实施,形成激光传感产业集群,联合高校和科学院所,推动山东矿山物联网建设和激光产业以及相关上下游产业集群的技术升级。

来源:齐鲁晚报·齐鲁壹点


发布时间 : 2021-07-01

激光焊接在汽车工业中的应用:转向支座焊接自动化解决方案

激光焊接技术具有焊后热变形量小、焊缝质量好等特点,不仅能很好焊接各类金属,还能焊接非金属、半导体、陶瓷等,特别适合于大量与持续加工的在线加工企业。在汽车工业中,激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接,应用的激光焊接技术有激光焊接、激光拼焊、激光复合焊接、激光填丝焊等技术。

壹/激光焊接在汽车中的应用

激光焊接在汽车制造中的应用具有高效性与精密性的特点。激光焊接主要用于车身框架结构的焊接,例如顶盖与侧面车身的焊接,传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术,工件连接之间的接合面宽度可以减少,既降低了板材使用量,也提高了车体的刚度。

相关数据显示,在西方发达国家,大约有 70%的汽车零部件都是通过激光焊接技术完成的,激光焊接技术不仅可以实现厚度不同钢板的焊接,还可完成对车身的组装。激光焊接零部件,零件焊接部位几乎没有变形,焊接速度快,而且不需要焊后热处理,常见于变速器齿轮、气门挺杆、车门铰链等。

联赢激光汽车行业激光焊接及自动化设备应用主要表现为新能源电池行业高端装配和汽车零配件。结合公司大量案例,应用范围主要包括:动力电池的电芯、模组、PACK、发动机排气歧管、气缸垫片、高压歧管、氧传感器、变速箱拨叉、半壳组件、汽车转向系统转向支架、导向管、转向轮总成等。

联赢激光在汽车行业积累大量案例,在汽车行业有汽车方壳电池模组组装焊接线、汽车软包电池焊接组装线、PACK自动组装生产线、18650电池自动组装生产线、燃料电池电堆绑带焊接站、双极板焊接自动线、汽车白车身顶激光钎焊工作站、钣金不等厚板拼接工作站、汽车导向管支架激光焊接工作站、汽车排气歧管焊接工作站、汽车拨叉+换挡轴激光焊接工作站、新能源电池箱盖激光清洗站燃油分配管焊接工作站、转向支座自动化生产线等。今天重点介绍联赢激光转向支座自动化生产线。


贰\转向支座激光焊接的必要性

随着汽车转向机构的正面碰撞试验纳入国家强制性检验范围,转向机构生产企业及检测机构对其性能测试愈发重视。汽车转向器支座是转向系统中的主要受力零件,因路面转向阻力矩通过转向传动机构和转向器传递来的作用力都由转向器支座承受,故对其强度、刚度等都有很高的要求。

在实际使用中,转向器支座受到设计和制作工艺等因素的影响,导致转向器支座强度不足而失效的现象时有发生。多数焊接支座的初始受损情况是沿焊缝有微小疲劳裂纹,随时间逐渐扩展延伸,直到支座开裂无法承受载荷而失效。

采用激光焊接技术后,转向缸支座最大应力值和安全系数都将提高,且转向缸支座的重量也有所减轻。在提升可靠性的同时,也将达到轻量化的目的。


叁\UW转向支座焊接自动化解决方案的优势

联赢激光转向支座自动化生产线主要有由激光打标、自动涂油、铆压设备、激光发生器、焊接头、六轴机器人、自动检测线、视觉读码、冷水系统、焊接监视系统、烟雾净化装置、电气控制系统、激光防护房、2轴变位夹具、高清摄像头等组成。

●焊接站采用工业PLC控制;

●集成自动化打标、涂油、铆压、焊接、检测等工序,实现一体化线体生产;

●采用进口烟雾净化器,将焊接过程所产生的烟尘及飞溅吸收到净化器内部过滤,保证作业人员的健康;

●房体全封闭式焊接,透视窗观察,所有维护门与设备联锁(即正常工作期间,打开后设备自动停止),全方位保证作业人员安全;

●CCD影像自动监视系统,方便实时观测焊接状况;

●采用2轴变位机实时变位,迅速调整角度,振镜焊接;

●夹具采用快换装置,实现人工上件,焊接位置固定的快速切换,达到高速的生产节拍。

工业PLC控制坐标机械臂对零部件的位姿进行定位、调整,最后完成装配。CCD影像自动监视系统,实时观测焊接状况,该技术具有自主知识产权,自动监控单元能够实现对整条生产线上关键工序的实时画面监视,并对整条生产线在运行过程中的关键参数,进行实时显示和重要信息报警。

时下,随着制造行业领域的不断发展,很多新材料和新技术被引用到汽车制造过程中,激光焊接技术是当前制造行业领域中一种极具制造优势的焊接手法。相信未来在现代科学技术的支撑下,激光焊接技术的效率、精确程度还将会不断提高。

来源:联赢激光


发布时间 : 2021-07-01

长春理工重研院推出半导体激光“神器”, 可定制化规模量产

近日,长春理工大学重庆研究院(下称“长春理工重研院”)新推出的半导体激光器备受市场欢迎。研究院负责人称,针对客户需求,可进行定制化规模化量产。

据了解,长春理工重研院推出的该款半导体激光“神器”,具有体积小、重量轻、功耗低、性能稳定、寿命长、电光转换效率高,及能直接调制等诸多优点。同时,长春理工重研院在专业技术团队的科研创新中,不断优化工艺流程,大大提高了半导体激光器的输出功率。

长春理工重庆研究院的科研团队正在工作中

该院项目团队负责人称,半导体激光器己经在光电子技术领域中起着其它激光器不可替代的作用,随着激射波长范围的扩展、光谱特性的改善和输出功率的增加,半导体激光器的优越性将变得更加明显,应用领域也会越来越广。

据介绍,由于激光具有单色性好、相干性好、方向性好及亮度高等特点,半导体激光器可运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等领域,也可应用于材料加工、生命健康与科学、照明等,目前已在许多领域引起了革命性的突破。

长春理工重庆研究院

长春理工大学重庆研究院设立4个以中国工程院院士、国家特聘长江学者和国家百千万科技人才为负责人的高水平研发平台,分别是空间光通信研发中心、智能制造研发中心、集成电路与智能感知研发中心、医学影像和特种显示研发中心,重点在光电、信息、制造、半导体等领域集中力量进行科研攻关,推动相关技术、装备及集成系统研发,为加速产业技术进步提供基础理论支撑。

来源:华龙网-新重庆客户端


发布时间 : 2021-06-29

上海软X射线自由电子激光获首批数据,研制使用步入国际先进

近日,活细胞结构与功能成像等线站工程暨上海软X射线自由电子激光装置调试工作连续取得突破性进展。继实现532米X射线自由电子激光装置的全线调试贯通、带光运行后,装置于6月21日凌晨首次实现了2.4纳米单发激光脉冲的相干衍射成像,获得了首批实验数据,并完成了对衍射图样的快速图像重建。该成果具有里程碑意义,体现了活细胞结构与功能成像等线站工程暨上海软X射线自由电子激光装置整体性能的先进性,标志着我国在软X射线自由电子激光研制和使用方面已步入国际先进行列。

标准样品圆孔、方孔及鹦鹉螺图案的相干衍射图样。

标准样品圆孔、方孔及鹦鹉螺图案的相干衍射图样

基于该成果,活细胞结构与功能成像等线站工程暨上海软X射线自由电子激光装置成为了国际上仅有的两个已实现“水窗”波段相干衍射成像实验的自由电子激光装置之一。“水窗”是指波长在2.3纳米到4.4纳米范围的软X射线波段。在此波段内,水不吸收X射线,对X射线相对透明。但是碳元素等构成生物细胞的重要元素,仍会与X射线相互作用,因而水窗波段的X射线可用于活体生物细胞的显微成像等,具有重要的科学意义和应用价值。在水窗波段,自由电子激光脉冲的峰值亮度比同步辐射高十亿倍以上,具备横向和纵向相干性,不仅能够为物理、生物、化学等学科提供革命性的研究工具,同时可为在建的上海硬X射线自由电子激光装置技术研发提供支撑。

上海软X射线自由电子激光装置

作为我国首台X射线自由电子激光装置,上海软X射线自由电子激光装置由活细胞结构与功能成像等线站工程和软X射线自由电子激光用户装置共同构成,两个项目同步建设,有机衔接。该装置将与已建成的上海同步辐射光源、超强超短激光装置和在建的硬X射线自由电子激光装置等一起,在浦东张江构建具有全球影响力的光子科学设施集群和光子科学研究中心。活细胞结构与功能成像等线站工程由上海科技大学、中国科学院上海应用物理研究所、中国科学院上海高等研究院团队共同建设,项目于2016年11月开工建设,含用户波荡器束线、活细胞成像束线、生物成像实验站、活细胞荧光超分辨显微镜站、超快物理实验站、超快化学实验站、分子动态成像实验站及实验辅助设施,预计在2021年内完成验收。

用户波荡器束线

生物成像实验站

活细胞结构与功能成像等线站工程和软X射线自由电子激光用户装置由国家发展和改革委员会与上海市政府共同出资建设。自2021年6月2日首次实现生物成像实验站通光后,上海科技大学和中国科学院上海高等研究院的项目团队密切协作、昼夜调试,不断创造项目贯通调试和运行的加速度,取得了首批相干衍射实验数据,实现了数据的快速图样重组,为今后开展生物活体细胞成像、新材料动态结构分析以及多物理场原位成像等前沿科学研究打下了基础。装置拟于明年面向全世界开放运行。

来源:澎湃新闻





发布时间 : 2021-06-25

大族机器人完成3.95亿元B1轮融资,加速产品应用落地

智能机器人厂商大族机器人于近日完成了3.95亿元的B1轮融资,由优山资本、招商资本联合领投,中油资产、投控东海、方正证券投资等机构跟投,汉能投资担任此次财务顾问。本轮资金将主要用于智能协作机器人的规模化生产、研发投入及市场开发等。

大族机器人由上市公司大族激光孵化。2019年4月,大族机器人在德国斯图加特成立了德国子公司,核心技术团队来自弗朗恩霍夫协会、德国人工智能研究中心、德国宇航中心(DLR)、苏黎世联邦理工学院(ETH)等,并聚集了来自中国、德国、美国、英国、瑞士、意大利、印度、新加坡、俄罗斯、乌克兰等国的世界级的机器人和人工智能领域的专家。

具体到产品上,大族机器人的产品主要包括 Elfin系列协作机器人、MAiRA(意为多感知智能机器人助手)系列智能协作机器人、复合机器人等。

其中,Elfin系列协作机器人产品主打高性价比,负载范围包括3kg、5kg、10kg及12kg,已广泛应用于装配、拾取、焊接、研磨、喷涂、点胶、机床上下料等工业领域以及医疗、零售等非工业领域,并成功出口到包括欧美日韩在内的50多个国家和地区。其升级型号Elfin P系列重复定位精度达到±0.02mm,且具有IP66的防护等级。

Elfin系列协作机器人

MAiRA系列智能协作机器人是大族机器人最新推出的高端产品,可广泛应用在医疗、3C、汽车、航空航天等领域。“MAiRA机器人是2.0版本的协作机器人,” 大族机器人创始人王光能告诉36氪,“什么是2.0版本的协作机器人呢?我认为可以用‘POSS’一个词来定义,P代表Performance(高性能), O代表Open(开放性),第一个S代表Safe(安全),第二个S代表Smart(智能)。”

在性能方面,MAiRA系列机器人是一款高灵活度的7轴协作机器人,其负载最大能到18kg,臂展最长到1.6m(非同时满足);重复定位精度在臂展1.4m时也能达到±0.01mm;末端速度可达4.5m/s;集成在工具端的6维力/力矩传感器可感知0.1N的微小力,并能实现每毫秒一次的数据更新。

MAiRA系列智能协作机器人

在开放性方面,大族机器人自主开发了Neuron.OS机器人操作系统,并为合作伙伴提供了开放的通用型平台,具备软件二次开发潜力和硬件拓展能力,第三方伙伴可以通过大族机器人的SDK开发自己的智能机器人应用程序,开放的接口应用可以访问所有传感器及关节底层的数据。王光能透露,目前已经有多家来自不同行业的世界级头部企业在大族机器人的开放式架构下开展合作,其中不乏同为机器人领域的同行。

在安全性方面,MAiRA采用了最高要求的PL=E级的标准,对所有传感器、通信、控制都采用了冗余设计。并且除了具有传统的1.0版本的协作机器人的碰撞检测停机外,大族机器人还自主开发了HDS(人体检测传感器),能在检测到3米范围内的人员活动并采取相应的安全措施。

在智能性方面,除了前面提到的6维力传感器外,MAiRA还集成了3D视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪等传感器。同时,结合大族机器人的人工智能模块AI CORTEX,MAiRA可以实现语音交流的无代码编程,未来还将具备自学习及互学习功能。

“我们的最终目标是研发出真正能干活的无需二次开发的‘成品’智能机器人,让机器人就像是手机一样的电子消费品,用户只需要根据需求、成本选购就可以直接使用。”王光能说,“这首先必须在硬件层面将机器人的精准度、安全性做到极致,然后更重要的是将智能化的水平做到最好。我们也在逐步加大机器人智能方向的投入,一批资深的人工智能和机器人科学家又将陆续入职。”

值得一提的是,机器人使用的电机、驱动器、控制器、高精度编码器、各类传感器等核心零部件都是大族机器人自主研发的。这使得大族机器人的产品即使在性能到达最高水平的同时还能保证将成本控制在合理的水平。

王光能还透露,未来公司将加大研发投入,专注于人工智能、传感技术等前沿技术,研发能干活、最好用的智能机器人;同时,以开放的系统平台推动生态伙伴应用开发,深化应用场景落地。

本次领投方优山资本表示:大族机器人核心技术团队在工业领域有着十多年的技术沉淀,并汇集了世界不同国家的顶级技术专家,中外团队强强联合,优势互补。我们十分看好公司在工业领域以及医疗、零售等非工业领域的优势,相信优山资本一定能够助力大族机器人实现其成为智能机器人时代的全球领导者的愿景。

来源:36氪


发布时间 : 2021-06-25

II-VI集团庆祝成立50周年,并在纳斯达克敲开市钟

6月22日,全球工程材料和光电元件的领先企业II-VI公司(Nasdaq:IIVI)在纽约时代广场的纳斯达克证券交易所敲响了开市钟,庆祝公司成立50周年。

公司首席执行官Vincent D. Mattera, Jr.博士在纳斯达克的讲话中说,“II-VI成立于1971年6月22日,其梦想是满足光学和电子市场不断发展的需求。从那时起,我们历史上有无数的英雄实现了这个梦想,包括世界各地的雇员和退休人员。

“我很高兴今天能与II-VI的联合创始人Carl Johnson博士、我们的董事长兼第二任首席执行官Fran Kramer以及我们的董事会和执行团队成员在一起,他们对我们文化的贡献体现在我们的诚信、协作、责任、尊重和热情的价值观中”。

“技术革命包括那些使新的技术生态系统用于交通、高速通信和计算网络的智能化,在智能城市、智能汽车、智能工厂、电动车辆和远程医疗等的基础上,正在以指数级的速度出现。这些和其他令人兴奋的应用与我们的能力和通过创新材料改造世界的愿景相互交织,这些创新材料对今天更好的生活和后代的可持续性至关重要。

“在最初的50年里,我们确实做出了一些大胆的举动。但是,现在翻开新的一页,展望未来,我们将继续每天努力,打造一家伟大的公司,为客户提供突破性的解决方案,以改变生活、商业和世界。我们将继续把员工视为公司的核心,为他们提供一个包容、支持和多元化的令人兴奋的工作场所,让每个人都能充分发挥自己的潜力。我们将继续为我们的投资者争取有吸引力的回报,同时使世界更安全、更健康、更紧密、更高效——成为这个时代的最高召唤。”

来源:激光制造网


发布时间 : 2021-06-24

四川通过“推动创新驱动发展决定”,涉及激光技术与激光大科学装置

近日,中共四川省委通过了《关于深入推进创新驱动引领高质量发展的决定》,在重大基础设施、高科技、智能装备、大科学装置、新能源、激光技术等领域做了重要的部署,同时对重点科研机构、科研人员的政策扶持做了具体规定。

在第3点和第5点,提到发展光刻机应用的极紫外光源,红外太赫兹自由电子激光装置,以及重点发展光电技术、激光技术等细节,均与激光产业相关联。

原文条款如下:

01

服务国家战略科技力量建设

构建凸显四川优势的实验室体系。积极争创国家实验室,建好国家实验室四川基地。聚焦电子信息、生命科学、生态环境等领域,高水平组建天府实验室。积极创建国家重点实验室。推进高级别生物安全实验室建设。围绕网络安全、生物育种等领域建设省重点实验室,优化省重点实验室体系。对国家实验室、国家重点实验室、天府实验室所需的新增建设用地指标应保尽保。支持各类实验室在投入主体、管理运行、用人机制等方面探索创新。

建设重大科技基础设施集群。强化学科关联、提高集聚效应,完善重大科技基础设施布局。加快建设大型低速风洞、高海拔宇宙线观测站等国家重大科技基础设施,推动电磁驱动聚变大科学装置、极紫外光源及光刻验证装置等重点项目落地。布局红外太赫兹自由电子激光装置等省重大科技基础设施,加快建设新型空间光学研究装置、超高速轨道交通试验平台。建设科学数据和研究中心。聚焦四川天府新区等重点区域集中建设一批科教基础设施和前沿引领创新平台,支持重大科技基础设施开放共享,鼓励和引导社会力量参与建设。对重大科技基础设施建设用地、用能、资金等给予重点保障。

02

打好关键核心技术攻坚战

突破关键共性和前沿引领技术。聚焦集成电路与新型显示、工业软件、航空与燃机、钒钛稀土资源、轨道交通、智能装备、生命健康、生物育种等领域重大科技需求,组织实施省级重大科技专项。加强太赫兹通信技术、存储技术、第六代移动通信技术(6G)、光电技术、量子互联网、类脑智能、激光技术等引领性前沿技术攻关,争取原创性突破。支持创新型企业与高校和科研院所共同承接国家重点研发计划项目和重大科技项目。发展重大工程科技。围绕大飞机、成渝中线高铁、北斗导航、页岩气勘探开采和转化利用、高原山区道路交通、水利水电等重大工程(项目)建设,组织开展多学科技术开发和工程化运用。高质量建设国家川藏铁路技术创新中心。加快工程科技成果转移转化,培育壮大相关产业。参与建设大型工程科技数据库、网络系统和虚拟研究中心。依托中国工程科技发展战略四川研究院,开展工程科技战略咨询和联合攻关。

来源:激光制造网


发布时间 : 2021-06-23

返回顶部