當(dāng)前，新冠肺炎疫情防控取得階段性成果，復(fù)工復(fù)產(chǎn)有序開展，科學(xué)技術(shù)的“硬核力量”無處不在，而承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集任務(wù)的主要功能部件和信息化基礎(chǔ)產(chǎn)品——傳感器更是發(fā)揮了無可替代的作用。

　　不用直接觸碰，紅外測溫機器人就能感知你的體溫；在患者救治過程中，應(yīng)用了氣體質(zhì)量、流量、壓力、濕度、溫度和磁敏等傳感器的呼吸機，可以監(jiān)測和控制各項指標(biāo)，實現(xiàn)對病人進行輔助呼吸治療的目的；在ICU病房或者隔離區(qū)，醫(yī)護人員通過傳感器設(shè)備就可以監(jiān)測重癥患者動脈血液中的氧含量高低，分析生命體征……在疫情期間，搭載傳感器專利技術(shù)的先進設(shè)備可精準(zhǔn)采集與監(jiān)測各類生理、環(huán)境等數(shù)據(jù)，不僅提升了應(yīng)對疫情的信心，也溫暖了人心。

　　紅外傳感實現(xiàn)體溫篩查

　　自疫情暴發(fā)后，國內(nèi)許多科技企業(yè)根據(jù)疫情防控需求，利用自身的專利技術(shù)，紛紛推出紅外測溫設(shè)備。紅外測溫最核心的部件就是利用紅外線的物理性質(zhì)來進行測量的傳感器。廈門某傳感器生產(chǎn)企業(yè)僅一天的傳感器出貨量便達到100多萬支，然后發(fā)往其他公司裝配成紅外體溫計，在全國防疫一線得到廣泛應(yīng)用。

　　在自然界中，凡是溫度高于絕對零度（-273℃）的物體均會從表面向外發(fā)出電磁波輻射，其中就包含紅外輻射。紅外輻射的強度與物體的溫度有關(guān)，借助專用鏡頭便能將紅外輻射信號聚集在探測器上。根據(jù)紅外輻射所生成的電信號強度的大小，可計算出輻射源的物理溫度。

　　據(jù)介紹，從實現(xiàn)功能來看，紅外傳感器分成五類：輻射計，用于輻射和光譜測量；搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對它的運動進行跟蹤；熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個目標(biāo)紅外輻射的分布圖像；紅外測距和通信系統(tǒng)；以上各類系統(tǒng)中的兩個或者多個組合而成的混合系統(tǒng)。

　　面對疫情，國內(nèi)企業(yè)加快創(chuàng)新推出了諸多紅外測溫產(chǎn)品。比如獵豹移動攜手獵戶星空在“豹小秘”機器人上搭載了4個智能傳感器，可在指定區(qū)域進行大人流量模式的測溫，并對異常體溫進行報警和抓拍記錄，通過后臺反饋給工作人員；華為云聯(lián)手浙江新再靈科技股份有限公司打造健康乘梯環(huán)境，通過在電梯內(nèi)安裝紅外測溫傳感器，對乘梯人體溫進行感知，在發(fā)現(xiàn)高溫乘坐人員后立即發(fā)出警報。

　　獵戶星空相關(guān)負責(zé)人告訴中國知識產(chǎn)權(quán)報記者，紅外測溫機器人支持單人測溫和連續(xù)測溫兩種模式，這是將成熟的紅外測溫技術(shù)與服務(wù)機器人技術(shù)相結(jié)合的一次創(chuàng)新。截至目前，獵戶星空共提交專利申請380件，其中包含部分傳感器相關(guān)技術(shù)。

　　多類傳感器輔助改善呼吸

　　患者感染新型冠狀病毒后，可能會出現(xiàn)呼吸困難的癥狀，救治過程中，呼吸機成為重癥患者最需要的醫(yī)療設(shè)備。“持續(xù)正壓通氣的呼吸機裝置，可強迫空氣進入肺部，在整個呼吸周期內(nèi)人為施加一定程度的氣道內(nèi)正壓，增加功能殘氣量，防止肺泡萎陷，從而改善通氣和換氣功能?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士介紹，而呼吸機應(yīng)用了大量氣體質(zhì)量、流量、壓力、濕度、溫度和磁敏等傳感器，監(jiān)測和控制各項指標(biāo)，保障穩(wěn)定的電機控制系統(tǒng)運行，從而實現(xiàn)對病人進行輔助呼吸治療的目的。

　　呼吸機的應(yīng)用關(guān)乎重癥患者的生命健康，是各大醫(yī)療企業(yè)和醫(yī)院研發(fā)的重點領(lǐng)域。北京中科微知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司總經(jīng)理商立偉表示，呼吸機要實現(xiàn)多重檢測功能，就需要在呼吸機中設(shè)計安裝多個傳感器，實時、持續(xù)、精確地控制氣流、壓力和濕度，維持患者持續(xù)呼吸功能。例如，在呼吸機中采用空氣流量傳感器用于測量進入系統(tǒng)的氧氣的流量，以確保充足的空氣供應(yīng)；而在病人呼氣期間的二氧化碳水平，可通過差壓傳感器進行測量計算；溫度與濕度傳感器用于測量和調(diào)節(jié)通氣管中空氣的溫濕度，提供舒適的暖濕氣流，避免患者因吸入干燥和過高過低溫度空氣而導(dǎo)致嗓子疼，影響呼吸與睡眠質(zhì)量。

　　呼吸機上述功能的實現(xiàn)離不開技術(shù)研發(fā)，同時也離不開專利技術(shù)支撐。經(jīng)過專利檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前，國內(nèi)涉及呼吸機的相關(guān)專利申請超過1.5萬件，其中排名前5位的專利申請人分別是北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司（下稱誼安醫(yī)療）、北京怡和嘉業(yè)醫(yī)療科技有限公司、湖南明康中錦醫(yī)療科技發(fā)展有限公司、皇家飛利浦電子股份有限公司、中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)，其專利申請均超過100件。以誼安醫(yī)療為例，其在該領(lǐng)域提交相關(guān)專利申請近300件，其中專利申請“一種等流量PID控制的流量傳感器校驗方法”（公開號：CN109945953A）提出了一種等流量PID控制的流量傳感器校驗方法，可改善以往呼吸機傳感器方面的不足，不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，就能精準(zhǔn)地描繪電壓-流量曲線。

　　氣體傳感器護航監(jiān)測

　　在疫情防控中，傳感器不僅在紅外測溫、呼吸機中作用顯著，還在救護氧艙、麻醉劑、嬰兒培養(yǎng)箱、ICU病房以及住院隔離區(qū)環(huán)境監(jiān)測方面發(fā)揮了重要的支撐作用。

　　以救護氧艙為例，重癥患者動脈血液中的氧含量高低是醫(yī)生用于檢測和評價生命體特征的重要指標(biāo)。目前，最常用的醫(yī)用氧傳感器是電化學(xué)式，俗稱氧電池。氧氣進入傳感器后，內(nèi)部所含的鉛（Pb）逐漸被氧化成PbO2。

　　基于此，許多醫(yī)療機構(gòu)和傳感器研發(fā)企業(yè)就相關(guān)技術(shù)進行攻關(guān)，并提交專利申請。例如，艾邁斯半導(dǎo)體提供高精度傳感器解決方案，通過提供人與技術(shù)之間的無縫接口，將感應(yīng)提升到新的水平。

　　鄭州煒盛電子科技有限公司（下稱煒盛科技）多年來深耕氣體傳感器領(lǐng)域，已從過去的研發(fā)生產(chǎn)單一品種發(fā)展到現(xiàn)在的包括紅外氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、平面半導(dǎo)體氣體傳感器等十二大系列，200多個品種，共可用于檢測氣體300余種，服務(wù)于全球各地的安全、環(huán)保、健康領(lǐng)域。截至目前，煒盛科技在傳感器方面的專利申請已經(jīng)超過100余件，其中“氣體傳感器芯片、傳感器及傳感器芯片制備方法”（專利號：ZL200710054450.9）是其核心專利，該發(fā)明涉及一種氣體傳感器芯片，包括片狀的陶瓷基板、電極導(dǎo)電帶、電阻加熱器以及氣敏涂料，由于其采用絲網(wǎng)印刷的方法，因而可以顯著提高該氣體傳感器的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能的一致性。

　　傳感器產(chǎn)業(yè)層次待提升

　　得益于國內(nèi)應(yīng)用需求的快速發(fā)展，我國傳感器產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，在此次疫情防控和整個醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用中也發(fā)揮了重要作用。數(shù)據(jù)顯示，2018年我國傳感器市場規(guī)模突破2000億元。2019年，傳感器擴大應(yīng)用范圍，市場規(guī)模進一步擴大至2310億元。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測， 2020年中國傳感器產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將進一步突破2500億元。

　　然而，我國傳感器在信息感知以及智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面還比較落后，目前存在產(chǎn)業(yè)檔次偏低、企業(yè)規(guī)模較小、技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)較弱等問題。從整個傳感器行業(yè)的專利申請來看，目前在傳感器領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人的全球TOP排名中，專利申請數(shù)量最多的前20個專利權(quán)人中來自日本的專利權(quán)人有15個，來自韓國的有3個，德國的有2個。不過，除在本國申請專利保護外，中國和美國是這些專利權(quán)人最為重視開展專利保護的國家。

　　值得慶幸的是，在過去幾年中，我國一直在不斷加大對傳感器尤其是智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度。商立偉建議相關(guān)企業(yè)在知識產(chǎn)權(quán)工作方面，一是加大企業(yè)技術(shù)研發(fā)力度，積極申請自主的高價值知識產(chǎn)權(quán)；二是與行業(yè)合作伙伴共同構(gòu)建具備有效攻防能力的專利池；三是重視知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險預(yù)警與防控，加強與專利代理機構(gòu)的溝通交流，展開專利分析評議，避免專利風(fēng)險；四是對于較大的企業(yè)來說，要在持續(xù)保持產(chǎn)學(xué)研用優(yōu)勢的同時，提高專利布局質(zhì)量，對于較小的科技企業(yè)來說，加強與專利培育機構(gòu)合作，提升自身競爭能力，為產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展夯實基礎(chǔ)。

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