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(kāi)展，科學(xué)技術(shù)的“硬核力量”無(wú)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(wú)可替代的作用。

不用直接觸碰，紅外測(cè)溫機(jī)器人就能感知你的體溫；在患者救治過(guò)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(jī)，可以監(jiān)測(cè)和控制各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)病人進(jìn)行輔助呼吸治療的目的；在ICU病房或者隔離區(qū)，醫(yī)護(hù)人員通過(guò)傳感器設(shè)備就可以監(jiān)測(cè)重癥患者動(dòng)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(zhuān)利技術(shù)的先進(jìn)設(shè)備可精準(zhǔn)采集與監(jiān)測(cè)各類(lèi)生理、環(huán)境等數(shù)據(jù)，不僅提升了應(yīng)對(duì)疫情的信心，也溫暖了人心。

紅外傳感實(shí)現(xiàn)體溫篩查

自疫情暴發(fā)后，國(guó)內(nèi)許多科技企業(yè)根據(jù)疫情防控需求，利用自身的專(zhuān)利技術(shù)，紛紛推出紅外測(cè)溫設(shè)備。紅外測(cè)溫最核心的部件就是利用紅外線(xiàn)的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。廈門(mén)某傳感器生產(chǎn)企業(yè)僅一天的傳感器出貨量便達(dá)到100多萬(wàn)支，然后發(fā)往其他公司裝配成紅外體溫計(jì)，在全國(guó)防疫一線(xiàn)得到廣泛應(yīng)用。

在自然界中，凡是溫度高于絕對(duì)零度（-273℃）的物體均會(huì)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(qiáng)度與物體的溫度有關(guān)，借助專(zhuān)用鏡頭便能將紅外輻射信號(hào)聚集在探測(cè)器上。根據(jù)紅外輻射所生成的電信號(hào)強(qiáng)度的大小，可計(jì)算出輻射源的物理溫度。

據(jù)介紹，從實(shí)現(xiàn)功能來(lái)看，紅外傳感器分成五類(lèi)：輻射計(jì)，用于輻射和光譜測(cè)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(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤；熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖像；紅外測(cè)距和通信系統(tǒng)；以上各類(lèi)系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)組合而成的混合系統(tǒng)。

面對(duì)疫情，國(guó)內(nèi)企業(yè)加快創(chuàng)新推出了諸多紅外測(cè)溫產(chǎn)品。比如獵豹移動(dòng)攜手獵戶(hù)星空在“豹小秘”機(jī)器人上搭載了4個(gè)智能傳感器，可在指定區(qū)域進(jìn)行大人流量模式的測(cè)溫，并對(duì)異常體溫進(jìn)行報(bào)警和抓拍記錄，通過(guò)后臺(tái)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(guò)在電梯內(nèi)安裝紅外測(cè)溫傳感器，對(duì)乘梯人體溫進(jìn)行感知，在發(fā)現(xiàn)高溫乘坐人員后立即發(fā)出警報(bào)。

獵戶(hù)星空相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào)記者，紅外測(cè)溫機(jī)器人支持單人測(cè)溫和連續(xù)測(cè)溫兩種模式，這是將成熟的紅外測(cè)溫技術(shù)與服務(wù)機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合的一次創(chuàng)新。截至目前，獵戶(hù)星空共提交專(zhuān)利申請(qǐng)380件，其中包含部分傳感器相關(guān)技術(shù)。

多類(lèi)傳感器輔助改善呼吸

患者感染新型冠狀病毒后，可能會(huì)出現(xiàn)呼吸困難的癥狀，救治過(guò)程中，呼吸機(jī)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(jī)裝置，可強(qiáng)迫空氣進(jìn)入肺部，在整個(gè)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。”一位業(yè)內(nèi)人士介紹，而呼吸機(jī)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(cè)和控制各項(xiàng)指標(biāo)，保障穩(wěn)定的電機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)病人進(jìn)行輔助呼吸治療的目的。

呼吸機(jī)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(diǎn)領(lǐng)域。北京中科微知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司總經(jīng)理商立偉表示，呼吸機(jī)要實(shí)現(xiàn)多重檢測(cè)功能，就需要在呼吸機(jī)中設(shè)計(jì)安裝多個(gè)傳感器，實(shí)時(shí)、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(jī)中采用空氣流量傳感器用于測(cè)量進(jìn)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(guò)差壓傳感器進(jìn)行測(cè)量計(jì)算；溫度與濕度傳感器用于測(cè)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(guò)高過(guò)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(jī)上述功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)技術(shù)研發(fā)，同時(shí)也離不開(kāi)專(zhuān)利技術(shù)支撐。經(jīng)過(guò)專(zhuān)利檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前，國(guó)內(nèi)涉及呼吸機(jī)的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)超過(guò)1.5萬(wàn)件，其中排名前5位的專(zhuān)利申請(qǐng)人分別是北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司（下稱(chēng)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(guó)人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)，其專(zhuān)利申請(qǐng)均超過(guò)100件。以誼安醫(yī)療為例，其在該領(lǐng)域提交相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)近300件，其中專(zhuān)利申請(qǐng)“一種等流量PID控制的流量傳感器校驗(yàn)方法”（公開(kāi)號(hào)：CN109945953A）提出了一種等流量PID控制的流量傳感器校驗(yàn)方法，可改善以往呼吸機(jī)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(xiàn)。

氣體傳感器護(hù)航監(jiān)測(cè)

在疫情防控中，傳感器不僅在紅外測(cè)溫、呼吸機(jī)中作用顯著，還在救護(hù)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(cè)方面發(fā)揮了重要的支撐作用。

以救護(hù)氧艙為例，重癥患者動(dòng)脈血液中的氧含量高低是醫(yī)生用于檢測(cè)和評(píng)價(jià)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(chēng)氧電池。氧氣進(jìn)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(jī)構(gòu)和傳感器研發(fā)企業(yè)就相關(guān)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，并提交專(zhuān)利申請(qǐng)。例如，艾邁斯半導(dǎo)體提供高精度傳感器解決方案，通過(guò)提供人與技術(shù)之間的無(wú)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(chēng)煒盛科技）多年來(lái)深耕氣體傳感器領(lǐng)域，已從過(guò)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(gè)品種，共可用于檢測(cè)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(zhuān)利申請(qǐng)已經(jīng)超過(guò)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(zhuān)利號(hào)：ZL200710054450.9）是其核心專(zhuān)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(guó)內(nèi)應(yīng)用需求的快速發(fā)展，我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，在此次疫情防控和整個(gè)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(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模突破2000億元。2019年，傳感器擴(kuò)大應(yīng)用范圍，市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大至2310億元。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)， 2020年中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步突破2500億元。

然而，我國(guó)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(wèn)題。從整個(gè)傳感器行業(yè)的專(zhuān)利申請(qǐng)來(lái)看，目前在傳感器領(lǐng)域?qū)＠麢?quán)人的全球TOP排名中，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量最多的前20個(gè)專(zhuān)利權(quán)人中來(lái)自日本的專(zhuān)利權(quán)人有15個(gè)，來(lái)自韓國(guó)的有3個(gè)，德國(guó)的有2個(gè)。不過(guò)，除在本國(guó)申請(qǐng)專(zhuān)利保護(hù)外，中國(guó)和美國(guó)是這些專(zhuān)利權(quán)人最為重視開(kāi)展專(zhuān)利保護(hù)的國(guó)家。

值得慶幸的是，在過(guò)去幾年中，我國(guó)一直在不斷加大對(duì)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(shí)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(qǐng)自主的高價(jià)值知識(shí)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(zhuān)利池；三是重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與防控，加強(qiáng)與專(zhuān)利代理機(jī)構(gòu)的溝通交流，展開(kāi)專(zhuān)利分析評(píng)議，避免專(zhuān)利風(fēng)險(xiǎn)；四是對(duì)于較大的企業(yè)來(lái)說(shuō)，要在持續(xù)保持產(chǎn)學(xué)研用優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，提高專(zhuān)利布局質(zhì)量，對(duì)于較小的科技企業(yè)來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)與專(zhuān)利培育機(jī)構(gòu)合作，提升自身競(jìng)爭(zhēng)能力，為產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。（知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào) 記者 陳景秋）