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曾首推用于粮情监测的“高精度温度传感器芯片”中科银河芯硬科技助力“爱粮节粮”

2020-09-01 16:38:02   来源:投资家网专栏  作者:中科创星 

摘要:“锄禾日当午,汗滴禾下土。谁知盘中餐?粒粒皆辛苦。”作为几乎每个中国人的启蒙诗,粮食得来不易,却又至关重要,是从小便深入人心的简单道理。

“锄禾日当午,汗滴禾下土。谁知盘中餐?粒粒皆辛苦。”作为几乎每个中国人的启蒙诗,粮食得来不易,却又至关重要,是从小便深入人心的简单道理。今年以来,随着新冠肺炎的持续影响,又一次唤醒了全球“粮食危机”的意识,从国家到社会,从官方到自发,已多次倡导“厉行节约、反对浪费”的新风尚。

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节约粮食,除了我们每个人要从身边的小事、日常的一日三餐做起,合理用餐、杜绝浪费外;在国家层面,加强物资储备,“科学储粮、调节库存”更是具有极大的战略意义。毕竟,面对各种“危机传言”,享有“天下第一仓”的中国粮仓,才是我们满满“安全感”的关键。

 

作为全球第一大粮食生产国,中国2019年粮食产量6.6亿吨,比2018年增长0.9%,创历史最高纪录。根据《中国的粮食安全》白皮书2018年数据,全国有标准粮食仓库仓容6.7亿吨,简易仓容2.4亿吨,合计9.1亿吨。如果按照标展粮仓40%的储备率来计算,仓储量则高达2.68亿吨,那么粮食仓储是一个很大的问题。

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现代化的智慧粮仓

 

这其中,如果粮食保存不当,就会产生发霉、腐烂、虫蚀,造成粮食损失。由于粮食来源不同,其温度、湿度、水分、杂质情况差异很大,一个大的粮仓,动辄几千吨的存量,一旦水分含量超标发生霉变,处理措施极其麻烦,需要将霉变的粮食抽出来换仓,否则就可能引起整个粮仓大范围的霉变,造成巨大损失。

 

据参与国内多个粮情监测项目,国内领先的模拟IC设计与产品服务商——中科银河芯CEO郭桂良介绍,为了减少粮食保存过程中的损失,一方面要建立更好的保存环境,建立符合标准的粮食仓库,另一方面就是要对粮食存储情况做及时的监测跟踪,如果出现异常就启动处理措施,如通风、熏蒸(主要做除虫)、抽出腐烂发霉的粮食等,其中最主要的检测就是粮食温度、湿度、水分含量的检测。

 

郭桂良表示,由于技术条件的限制,目前的粮情测控方案,一般是一个仓库内定点布置几个湿度传感器测量整个仓库的湿度水平,最主要的监测还是在库存粮食温度的监测,水分检测还没有实现。国内从2000年左右开始,已经开始实施数字粮情测控系统,按照一定的密度部署单总线温度传感器来帮助粮仓实现数字温度的实时监测,而湿度检测则采用有限的几个温度监测点来得到仓内外湿度,水分检测并没有大量使用。通过对粮食温度的升温曲线,仓内外湿度的变化来判断粮食否是发生正在发生霉变,并及时启动风机来进行通风降温。

 

早在2018年中科银河芯团队联合中科院微电子所,针对粮情监测行业,“只有在粮食出现霉变的时候才能有效测量,不能实时监测粮食水分,不能提前做预防”的痛点,研发了业界首款温度水分一体化传感器,其功能、性能、架构等都是团队和行业用户共同定义,可以充分升级目前的数字粮清测温系统,为解决行业痛点提供芯片级解决方案。同时还与使用单位共同设计了防熏蒸方案,适应行业应用。

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中科银河芯业界首款温度水分一体化传感器

 

据介绍,该方案主要原理,是采用全密闭自主设计的工装将整个水分传感器密封,同时将与水分传感器相连的两个电极也密封在工装中(防止熏蒸时被损坏),来测量粮食的水分。该芯片将水分敏感部分放到了芯片外部,是适应粮情行业特殊要求的一款芯片。下一步计划将水分敏感部分集成到芯片内部,在提高集成度的同时,进一步提高精度。

 

 

同时,为了满足粮清测温行业的实际情况,产品采用单总线设计,可以在单根总线上挂载多只传感器,一方面可以节约线缆成本,另一方面也便于损坏传感器的抽出(传感器会埋在粮食里)。实现了小范围内粮食的水分含量实时监测做到了提前预防、及时处理。

 

郭桂良表示,中科银河芯的温度水分一体传感器,是在充分分析目前粮清测温行业痛点,结合自身掌握的单总线技术、高精度温度传感器技术、传感器标定技术等开发出来的,在与国内该行业龙头的合作中,已完全具备提供Total Solution的能力。

 

今年以来,国产传感器芯片将迎来重大发展利好。作为国内稀缺信号链路设计公司,中科银河芯的核心团队组建于2010年,经过10年的技术及产品积累,其温度传感芯片及温湿度传感芯片已经达到国际同类产品的先进水平。在传感器的灵敏度、分辨率、转换时间等方面,公司都有产品达到了业界先进水平。有望实现国产中高端芯片的弯道超车。

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中科银河芯部分产品

其中,除了应用于粮情行业的温度、湿度和水分芯片,中科银河芯还有转换速度快,灵敏度、分辨率高的GXTS03和测温范围达-80~ +200℃,可应用于低温储藏、电力测温、油温测量、高压蒸汽温度测量等特殊场景下的GX30H05等代表芯片。应用领域包括家用电器、应用电子、粮情监控、工业监控、冷链、仓储、环保等领域。预计2020年将成数倍增长。

 

一粥一饭、半丝半缕。在兴粮兴储的今天,离不开科技创新的力量。从我做起,从工作做起;从现在做起,从积聚做起;从节约做起,从推动做起:食为首政、粮安天下。


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