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独家专访 拜安科技总经理俞红鹰:MEMS光纤传感器赢在哪儿?

[时间:2022-01-14 07:02来源:未知作者:admin浏览:]

  因为光,丰富多彩的世界出现在人们面前。光子学被Horizon 2020(欧洲委员会第八个框架计划,Horizon Europe计划的前身)认定为六种关键使能技术(KET)之一,在自动驾驶、绿色能源和智能生活等领域发挥着重大作用。

  其中光传感器作为基础层的高技术产品,因具备精度高、反应快、非接触、可测参数多、结构简单、非破坏性测量、几乎不受干扰、高速传输以及可遥测、可遥控等诸多突出优点,在许多重要的技术中逐渐取代传统传感器,广泛应用于多个领域。

  围绕如何推动光传感器在各领域的普及应用和加速产业化发展,本期感知芯视界重磅推出光传感器系列报道之寻感知硬科技之“光”专题,通过采访多位行业专家、企业家和技术大咖,分享他们对光传感器行业的独家判断与真知灼见。

  俞红鹰,1982年8月毕业于上海交通大学电机专业,1983年3月承担国家六五科技攻关项目(小型风力发电机组设计及研制),负责永磁发电机设计,1986年获得国家科技进步3等奖,1990年起当选为中国风能专业委员会委员,中国风能机械标准化专业委员会委员。

  1995年到广州承担广东省计委(广东省风力发电前景调研)课题,第一次提出风能资源评估的概念,是全国第一个做风能资源测试和规划的人,1996年受命组建广东省风电公司,出任董事副总经理,负责广东沿海第一个大型风电场(惠来风电场项目)建设。1999年担任国华能源广东汕尾风电场项目现场总指挥。同时当选为中国可再生能源学会理事,中国风能设备行业协会副理事长,长期从事风电及光伏新能源建设工作。

  “雪龙2号第一次南极之行十分顺畅,她的破冰试航之旅首战告捷。她流畅地在冰面上航行,所到之处坚硬厚重的冰面迅速破裂、在清脆的碎裂声中溃散开去,湛蓝深邃的海面浮现。”这是国家纪录片对“雪龙 2”破冰试航之旅的一场细致描述,背后是多项“硬科技”的赋能和支撑。

  作为首艘国产极地科考破冰船,“雪龙2”实现了多项世界性的技术创新和突破。为全船设备配备各种传感器的智能化船舶便是全身亮点之一。而实现在线实时监测和感知船体大结构损伤和损伤位置的智能传感器产品正是出自拜安科技。

  “除了在“雪龙2”破冰船上,大飞机C919、轨道交通、港口机械、大型风力发电机等大结构机器均有拜安科技产品的身影。今年,拜安科技叶片及塔架状态在线监测系统通过鉴衡认证。”说到上海拜安传感技术有限公司(下文简称“拜安科技”)发展中的里程碑式大事件,俞红鹰如数家珍。

  那么,拜安究竟是一家什么样的“硬科技”光纤传感器企业?如何打破技术壁垒,赋能多个应用行业?创业17年,拜安科技在光纤传感这条道路上摸索的核心竞争力是什么?10月底,拜安科技总经理俞红鹰接受感知芯视界的独家专访,解读拜安科技的发展奥秘。

  光纤传感技术兴起于 20 世纪 70 年代末,随着光纤技术的不断提升,如今,光纤,不止是传输信号的“血管”,也成为监测信号的“神经”。

  由于具备极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、无源、能与数字通信系统兼容等优点,光纤传感技术在极端环境下能完成传统电传感器难于甚至不能完成的任务,扩展了传统传感器的功能,因此发展势头迅猛。

  “拜安科技正是立足于光纤传感器大有可为的前景而创立。”俞红鹰说。自2004年成立以来,拜安科技17年来“耐得住寂寞”,深耕光纤传感器技术创新与研发,其中科院技术背景是成长壮大的鲜明底色。

  令俞红鹰十分骄傲的是,“拜安科技硬磕了3年多时间,通过自主研发,为‘雪龙2’量身打造船体大结构损伤实时在线’成功去往世界最危险的南极,这是拜安科技发展里程碑中的大事件,也是中国造船业的一大成就。”基于此,拜安科技作为光纤传感企业还通过了中国船级社CCS认证,打入船舶业“朋友圈”。

  “拜安科技团队在灵魂人物、创始人钟少龙的带领下,一直致力于挑战那些看似不可能完成的科技项目。”俞红鹰总结道,“所以,拜安科技的技术底蕴是最好的,具备了完整的技术条件”。

  据悉,拜安科技其核心技术之一是MEMS光纤传感器,目前已率先实现对MEMS光学芯片的批量化制造。

  俞红鹰称,其MEMS光纤传感器技术优势在于:第一,MEMS芯片具有体积微小,性能稳定和参数一致性好的特征;第二是与光纤传感技术相互结合,克服了现有传感器‘宽频’与‘高精度’的彼此制约,具有无源、宽温、传输距离远、抗电磁干扰和长期精准测量的优点。

  实现MEMS光纤传感器批量化生产,为物联网大规模应用、工业4.0、智能制造等发展助力和赋能,拜安科技一路走来稳扎稳打,其高端技术和产品备获行业青睐。同时,今年软银中国领投的A轮1亿元的成功融资,直接反映资本市场对拜安科技实力和发展前景的认可。

  发展到今天,“碳中和”的重要性已经成为不言而喻的社会共识。毫无疑问的是,在实现“碳中和”的道路上,还需要个人、企业、政府等各类社会主体的参与。其中,科技企业的角色尤为关键。拜安科技正是通过技术革新助力风电等行业发展,融入到实现“碳中和”的大蓝图中去。

  发展风电等清洁能源,摆脱对化石燃料的依赖,建立以能源效率为核心的 “循环”能源系统,是实现碳中和的最佳路径之一。同时,在碳中和趋势的推动下,全球风电正加速布局,中国也不例外。

  国家能源局数据显示,截至2020年年底全国风电累计装机达2.81亿千瓦,其中陆上风电2.71亿千瓦、海上风电约900万千瓦,这让中国成为名副其实的风电第一大国。

  作为全国风电行业专家,俞红鹰欣喜于风电行业的蓬勃发展,也更关注其中的痛点所在。俞红鹰指出,“我国风电产业技术创新能力和速度正在稳步提升,但叶片作为风力发电机组的主要大部件,一直没有实现全性能、全寿命周期的在线监测,这阻碍了我国风电产业的发展。”

  拜安科技迎难而上,通过数年的努力解决了这个难题。据俞红鹰介绍,利用光纤传感器无源、无需供电、不受电磁干扰、不怕雷击冲击、寿命长的优势,拜安科技形成了完整的叶片及塔架故障监测系统,已成为多家风力发电主机厂商的供货商。

  今年10月,拜安科技更是基于光纤 MEMS 传感技术的“叶片及塔架状态在线监测系统”取得了行业内第一个鉴衡认证。业内对这一监测系统评价颇高:“其光纤传感技术将把风机大部件监测带入高可靠性、长寿命的新时代”。

  除了在风电行业拔得头筹,拜安传感还为轨道交通领域服务多年,其弓网监测方案有效提升了列车弓网运维效率,目前已在上海、深圳、成都、哈尔滨等城市地铁装配,为时尚的“绿色出行”保驾护航。

  此外,拜安传感还为船舶海工、航天航空、石油化工、电力等领域的进一步物联化、数据化提供感知技术与决策技术支持,有效解决行业安全监测、运维监测等问题,推进行业降本增效。

  拜安科技是助力实现“碳中和”大潮中的参与者,也是受益者。俞红鹰称,在广泛的行业应用需求下,拜安产品获得了如国家电网、国家电投、龙源电力、华电集团、中国中车、中国商飞、金风科技、远景能源、上海电气、振华港机等大型企业的认可,市场份额也在不断扩大,“2022年将是高速增长的一年,产值将呈指数级增长。

  工业互联网等新基建的建设为传感器产业带来了巨大的市场机遇。经过40年的努力,光纤传感器已成为中国传感器领域的一个重要分支,成为现场在线监测的重要手段,应用于越来越多的工业制造等新基建领域。

  “美国自动化协会曾在2013年撰文称‘光纤传感器是工业智慧的入口’。”这篇文章让俞红鹰印象深刻,冥冥中也同他对“光纤传感器技术是未来获得全面感知的重要利器”这个判断不谋而合。当然,这项对光纤传感器的独家“定义”也在不断被应用佐证。

  俞红鹰坦言,中国在光纤传感器领域已取得很大成绩,涌现出不少新型光纤传感技术,如MEMS光纤传感器在中国已实现产业化,并在工业互联网应用领域日益活跃,但现实发展中也存在不少问题。

  他认为首要解决的问题是光传感器科普教育的不足。“行业很多人依然停留在对传统电传感器的认知水平,对光纤传感器的原理和应用了解不够,这也进一步导致光纤传感器发展缓慢”。

  如何解决这样的难题?俞红鹰表示,从企业角度来说,要重点把光纤传感器做的性能更好,质量更好,一个一个应用领域去下苦功夫,让光纤传感器的真正价值被更多人知晓。

  据了解,拜安科技近年来也在不断地加强对技术研发和市场拓展的投入布局。据梳理发现,除了今年搬入扩张后的新办公室外,拜安科技在2017年和2019年分别在成都和长沙设立子公司,其四川子公司还在成都购置1500平米研发及生产厂房,并完成130平米净化间、2条全自动光纤光栅照射加工线条光纤传感设备组装测试线条光纤传感器封装测试线建设。

  在专利布局上,截至目前,拜安科技布局于器件和设备类,行业方法论(受电弓及风电的智能监测)、应用专利,共拥有专利61项,其中发明专利36项,实用新型专利25项,此外还有软件著作权5项。俞红鹰透露,“去年公司在研发投入占总产值近10%,这对于技术主导型企业来说很正常,未来将在各个领域做足技术储备。”

  目前,拜安科技已累计形成了6大领域、30 余项光纤传感类高技术产品,其综合技术水平大部分达到了国内领先、国际先进水平。谈到公司未来发展愿景的话题,拜安公司制定了“产品销售和服务双百亿企业”的长期目标。俞红鹰表示,“目前公司正在高速发展,我们致力于将产品技术延伸到更多不同的领域,为成为工业互联网传感器的领导者而努力。”

  随着光纤传感技术的不断发展和完善,其在军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑等领域中得到了广泛应用。同样,随着多领域对高精度、全面感知的追求和需求,促进光纤传感技术的进步。

  未来,感知芯视界将采访更多光传感领域的专家、企业家以及投资人,在对话中探讨未来机遇和发展契机,共同推动中国光传感市场走向新一轮高峰。

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