机电一体化专业委员会
 动态快报

第一期机电一体化技术应用与发展动态
作者:中科院国家科学图书馆 学科馆员 陈启梅 摘编  日期:2009-07-15     【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
 

机电一体化技术应用与发展动态
2009年7月15日
【基金申报信息】..............................................................................................................................1
流体传动及控制国家重点实验室2009年开放基金申请指南.................................................1
电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)开放课题研究基金申请指南...........1
关于征集中国新加坡联合研究计划第六期项目的通知...........................................................2
【行业新闻】.....................................................................................................................................2
日本开发出超薄陶瓷电容器.......................................................................................................2
中美合研“空间能发生器”.......................................................................................................3
车用电机驱动系统技术蓄势待发...............................................................................................3
英研制微型振动发电机为无线传感器提供电力.......................................................................4
高度集成电流传感器应对电力系统设计挑战...........................................................................5
汽车传感器技术与应用趋势.......................................................................................................6
超低功耗8位和32位微控制器技术平台.................................................................................7
未来机床领域研发制高点...........................................................................................................8
世界容量最大的换流阀研制成功...............................................................................................8
日本开发出高精度复合加工机床...............................................................................................9
AMI引领智能电网发展..............................................................................................................9
传感器呈现五大发展趋势.........................................................................................................10
MEMS加速度传感器保持增长................................................................................................10
数控系统向模块化、智能化和网络化发展.............................................................................10
【科研前沿】...................................................................................................................................11
Embedded Electronics: Cars Get Cooperative............................................................................11
Light Sensor Breakthrough Could Enhance Digital Cameras.....................................................12
Virtually engineering power plants.............................................................................................13

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【基金申报信息】
流体传动及控制国家重点实验室2009年开放基金申请指南
实验室开放基金课题应紧密围绕实验室重点研究方向,研究内容具有创新性。流体传动及控制国家重点实验室主要从事电液控制、电子—气动控制、应用流体力学、信号处理及计算机仿真、机电系统集成及智能化等五个方向的基础和应用基础研究,2009年实验室开放基金课题重点支持以下方向:
1)流体动力基础件及其应用研究
该方向主要研究内容包括:流体动力元件的减振、降噪、密封、润滑、磨损等基础研究;水液压技术、电液比例/伺服技术、气动比例/伺服技术等应用基础研究;高频大流量伺服阀、电液比例多路阀、电液比例压力—流量复合泵、新型高精度/高频响气动控制元件、燃料电池空气压缩机等高端流体动力元件的技术开发;流体传动系统中混合动力关键技术研究。
2)流体动力的基础理论及前沿探索研究
该方向主要研究内容包括:流体动力学、多相流和空化理论、生物流体力学等基础理论研究;以多学科交叉为基础的微流控技术、微纳米制造与检测技术、高性能振动控制器、人工心脏、高端流体检测与计量仪器、机电液系统仿真软件等前沿技术研究。
3)重大机电装备的流体动力系统及其集成应用
该方向主要研究内容包括:盾构掘进装备、深海机电装备、浸没式光刻设备、大飞机装配设备、数控系统的关键技术等。
研究课题必须与本实验室研究方向相关,优先支持创新性强、学科交叉以及能与本实验室形成优势互补的研究课题。
2009年的项目申请的受理时间为从本指南发布之日起至9月31日,逾期不予受理。
电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)开放课题研究基金申请指南
实验室研究方向为:(1)电介质材料、结构、性能、表征及其应用;(2)电气设备及其智能化;(3)电力设备绝缘系统及其寿命管理;(4)电工电能新技术及

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应用。
优先资助方向:
(1)极端条件电介质材料破坏机理,电介质材料中空间电荷,绝缘结构多因子老化,高性能电工材料和新功能材料在电气工程领域的应用基础;
(2)特高压输变电设备制造的关键技术的基础科学技术;
(3)资源节约和环境友好电工技术基础;
(4)电力设备测量中的电磁兼容问题,高功率脉冲技术中的绝缘、储能、开关技术问题,电力电子技术在新型输电方式中的应用等;
(5)其他电力设备电气绝缘领域相关的新思想、新方法和新技术研究。
基金申请截止日期:每年10月31日
关于征集中国新加坡联合研究计划第六期项目的通知
中新联合研究计划是一个旨在促进中新科技研发合作的机制。通过推动两国研究院所、大学和公共研究机构针对有商业化前景的技术,与企业共同开展进一步研究和开发工作,从而为两国企业提供可商业化技术成果。中国科技部和新加坡国家科技局将分别为各自研究单位提供项目所需的部分合作经费。
经双方协定,第六期中新联合研究计划项目征集领域为(一)信息与通讯技术,(二)微电子和纳米电子,(三)纳米材料和(四)制造技术。请你单位结合实际工作情况,根据申报指南(附后),认真组织项目申报工作。
项目征集受理截至日期为2009年7月31日。
【行业新闻】
日本开发出超薄陶瓷电容器
日本京瓷公司依靠独创的化学处理方法,确立了将电容器的电极厚度削减到普通产品三分之一的技术,也由此开发出了整体厚度只有150微米的超薄叠层陶瓷电容器。
制作电容器先要将几百张薄膜状的陶瓷层叠起来,做成承担蓄电功能的介电媒质,之后在其两端包裹铜等电极材料。以往的工艺是用溶解有铜粉的铜膏涂抹介

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电媒质的两端,使铜附着上去,但由于铜膏黏性很高,电极容易像火柴头一样隆起,增加了电极的厚度。如果要使电容器整体变薄,就只能降低介电媒质的厚度,而这样电容器的容量就不能得到保证。
京瓷公司开发的新技术特点是在制成介电媒质后,对其进行特殊化学处理,随后把整个介电媒质沉入溶解有铜的液体,铜就能沿着介电媒质的形状平坦地附着,从而使电极的厚度不到以往的三分之一,成功将整个电容器的厚度控制在150微米。
中美合研“空间能发生器”
美国“OMN-JCT LAB”和中国爱尼特公司联合实验室去年合力研发一项全新发电技术——“空间能发生器”,透过多维空间直接获取及输出更多能量。
藉多维空间获取输出能量
“空间能发生器”在去年9月诞生,据称能够将能量透过一个小空间,转化并输出多10多倍的能量。负责这项研究的“OMN-JCT LAB”主席陈宇廷指出,空间能的获取,不是靠能量转换,而是遵循多维空间物理学,从多维空间中直接获取,所以能量不仅不衰退,而且可以任意获取。
省成本环保用途广泛
这项技术只需一次性投入的永续发电电源,发电成本近乎零,不会产生污染,可替代目前已知的发电方法,使全球主要产业,例如电厂、汽车、飞机、冶金、煤炭及所有机械制造业发生彻底改变,减少地球资源消耗,亦可运用在不同的机械上。由于新能源发电机只用微小装置去发电,故亦可取代电池。
发明者已经为“空间能发生器”申请12至16个专利号,经已在世界各地制造数十台实验与工业样机,在6个月至1年内,将制造出1万千瓦到100万千瓦的标准机型。“OMN-JCT LAB”在发布会现场展示实验机器示范,只需接入普通电源,便可由特种磁场和电场产生更多电源。
车用电机驱动系统技术蓄势待发
车用电机驱动系统技术的发展趋势基本可以归纳为永磁化、数字化和集成化。
永磁化提供高效率

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永磁电机具有效率高、比功率大、功率因数高、可靠性高和便于维护等优点,采用矢量控制的变频调速系统,可使永磁电动机具有宽广的调速范围,因此,以丰田汽车和本田汽车为代表的国际化制造商以及国内一汽、东风、长安、奇瑞等厂商均在其电动汽车中采用了永磁电机方案,推动了车用电机向永磁化方向发展。
永磁电机的主要材料、部件是钕铁硼磁钢、电工钢和高速轴承。我国宝钢集团在“863”课题支持下,从2008年起开展了电动汽车驱动电机用电工钢带研发,我国车用驱动电机系统可望在近期采用国产的高效电工钢带。另外,要保证电动汽车历经20余万公里、经受严寒酷暑仍然可以运行,车用电机高速轴承仍需要投入开发,目前我国所研制的车用驱动系统大多采用进口的高速轴承。
逆变器数字化是趋势
在电动汽车中,由燃料电池或蓄电池提供的直流电能,通过一个或多个逆变器将其转换成交流电能驱动永磁电机运动,其中车用电机驱动控制器由逆变器和电机的控制电路构成。
逆变器控制系统数字化也是未来电机驱动技术发展的必然趋势。数字化不仅包括驱动控制的数字化、驱动到数控系统接口的数字化,而且还应该包括测量单元数字化。随着微电子学及计算机技术的发展,高速、高集成度、低成本的专用芯片以及数字信号处理器(DSP)等的问世及商品化,使全数字的控制系统成为可能。用软件最大限度地代替硬件,除完成要求的控制功能外,还应该具有保护、故障监控、自诊断等其他功能。
英研制微型振动发电机为无线传感器提供电力
英国研制的微型振动发电机能够在世界上最恶劣的环境中无故障地提供电力。
英国的工程师们已经为一种新颖的微型发电机申请了专利并正在生产评估样品。这种简单的振动发电装置可以代替电池或硬线电力供应设备,从而为数以百万计用在石油和天然气行业的无线传感器提供电力,提高可靠性并最终节省数百万美元。
英国南安普敦大学下属Perpetuum公司称其研制的振动发电装置PMG17是一种安全且耐用的电池和硬线供电设备替代品。这种微型发电机利用精心设计的共

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鸣磁铁和线圈布置将机械振动转化为电力,从而为整个无线传感系统提供动力。产生的电力足够通过多种无线网络为几个低能耗无线传感器提供电力。
这种微型发电机如今已经得到了石油行业的认可,并在几个加油站进行使用,包括壳牌在挪威的Nyhamna天然气工厂,它为无线震动和温度传感器提供电力。壳牌在全球有2000万个传感器点,它计划在未来的10年内都转换为无线传感器。
高度集成电流传感器应对电力系统设计挑战
电力系统设计工程师们正面临着较之以往更大的挑战。以传感器(transducers)为例,过去的单一功能的传感器件将会被具备板载信号处理和控制算法的传感器所取代。莱姆电子工业行业副总裁HansDieterHuber表示:“有两个驱动力来推动目前的传感器的最新进展,一个是对舒适度的需求,即需要更好更精细的调节,比如在空调设备中,变频控制可以更准确地控制温度以及大幅度地降低噪音;另一个是节约能源的需求,该要求意味着越来越多的过去曾经采用机械控制的应用场合将改变成全电子控制,由此提供更高的可靠性、改进的调节功能以及更高的能源效率,例如现在仅有15%的电机具有变频控制,而这种全电子控制能够节约所消耗总能量的50%,实现可观的能源节约。”
LEM在8年前就开始将ASIC集成进传感器中,这一举动使得相关IP得到了开发,从而打造了现在的Minisens系列,一款能让上述诸如节能家用电器等应用得以实现的传感器产品。集成的电路实现了小尺寸,并在实现竞争力价格的同时也实现了高精度,这些高精确的传感器帮助设计师们再接再厉不断向小型化进军。HansDieterHuber表示:“我们已经开发了一款成熟的电流传感器,该传感器将磁选机(magneticconcentrator)集成进入一个SO-8封装里。这个非常小的元件叫做Minisens,对于之前不能测量或采用分流(shunt)来进行测量的应用场合,该元件可以为直流电流和隔离电流测量提供标准的解决方案。该ASIC完全是由我们公司自主设计,特别适用于电流测量,并改善了电气性能,例如可以补偿热漂移产生的误差。我们还能提供一些新的改善,这些改善不属于通常电流测量方法的一部分,比如短路检测或待机模式的更快输出,此外我们在集成程度和尺寸缩减方面也取得了很大的进步。
由于这些器件是封装在一个标准芯片组内,因此可以方便地在PCB表面贴装

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工艺中采用这个芯片。”
更加高级的电流和电压测量装置的整合、智能电机控制对数字化设计需求的不断增加以及可再生能源的巨大潜能为电力设计师们呈现了一个具有吸引力并更具备挑战性的未来。
汽车传感器技术与应用趋势
全球传感器市场正呈现出快速增长态势。东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区,而美国、德国、日本依然是传感器市场分布最大的国家。就世界范围而言,传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场。业内专家认为,未来新型汽车应用系统将催生新的汽车传感器与之配套。传感器的最大特点是不断引入新技术发展新功能,未来汽车传感器技术总发展趋势是微型化、多功能化和智能化。
世界车用传感器开发趋势
车用传感器大致分为3类:动力系统、安全管理系统和车身舒适系统传感器。其中动力系统传感器市场所占比例最大,体现了汽车传感器的最先进技术。在动力系统中,有源传感器引领发展趋势。凸轮和曲轴传感器因为与汽车的“心脏”发动机密切相关,成为动力系统的关键。而有源的凸轮传感器和曲轴传感器能够为动力系统提供更多的保护,因此将引领未来发展趋势。
在安全管理系统中,压力传感器实现侧气囊控制。汽车安全管理系统也是广泛使用传感器的领域。汽车侧边气囊的控制有加速度传感器和压力传感器两种方案。权威数据表明,与加速度传感器相比,压力传感器在检测侧边撞击的速度方面,比加速度传感器快了将近3倍,而误动作的概率则更小。
在车身舒适系统中,车门、变速箱、被动安全让汽车更智能。车门模块中,车门把手、车窗控制上使用了直流马达位置传感器,采用分布式门模块架构,并通过LIN总线相连接。变速箱通过使用2轴或3轴角度/线性传感器,能够满足不同的变速箱位置要求并节省成本,具体的传感器选择则要根据汽车变速箱的功能和设计需求来决定。被动安全装置包括座椅承重的检测、安全带打开/扣住的监测、座椅位置调节的检测(保证气囊系统的有效保护)等等,这些控制的细节对汽车传感器的需求也十分可观。 加速度、振动、速度传感器是汽车运动测量中的三种主

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要传感器,一直保持稳定而强劲的增长势头。目前,世界生产这三种传感器的大型企业有30多家,其中前5名公司占据了31.3%的市场份额。例如Endevco占13.6%,WilcoxaResearch占9.1%,摩托罗拉占4.2%,IMI占3.0%,AnalogDevices占1.4%。
西方发达国家排放法规对尾气排放量日益严格的要求,推动了汽车用氧传感器的开发与生产。目前,已实用的汽车氧传感器有氧化锗氧传感器、二氧化钛氧传感器等几种。
值得一提的是,微型化传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上。由于其体积小、价格便宜、便于集成等特点,可以提高系统测试精度,例如把微型压力传感器和微型温度传感器集成在一起,同时测出压力和温度,便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。目前已有不少微型传感器面世,如压力传感器、加速度计、用于防撞的硅加速度计等。
在汽车轮胎内嵌入微型压力传感器可以保持适当充气,避免充气过量或不足,从而可节约燃油10%。多功能化的特性使得传感器能够同时检测2个或2个以上的特性参数。
智能传感器配有专用计算机,它的迅速发展将汽车的安全性能提高到一个前所未有的高度。随着微电子技术和微机械加工技术的发展,传感器正朝着微型化、多功能化、智能化方向发展。
业内专家看好汽车传感器在中国的发展前景。他们认为,汽车数量的增加以及每辆汽车上所采用传感器的增多,决定了中国汽车传感器市场容量必将不断增大,中国传感器市场正进入蓬勃发展期。
超低功耗8位和32位微控制器技术平台
微控制器的全球领导厂商意法半导体,发布用于制造8位和32位微控制器的全新超低功耗技术平台的细节。新的技术平台将有助于新一代电子产品降低功耗,满足不断升级的能效标准的要求,延长电池驱动设备的工作时间。满足这些日益提高的标准需要全方位考虑微控制器的设计和制程技术,进行全面的最大限度的改进。

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新平台采用130nm制程,意法半导体对这个平台进行了深度优化,逻辑功能采用超低漏电流晶体管,模拟功能采用低压晶体管,同时选用创新的低功耗嵌入式存储器、新的低压低功耗标准外设和创新的电源管理架构。这些改进技术合在一起可大幅降低动态和静态功耗,让未来的微控制器比目前市场上低功耗产品的性能功率比更大幅进步。
未来机床领域研发制高点
据专家分析推断,未来3~5年,各国机床制造商和研发机构将在下列领域争夺制高点:
(1)虚拟机床:通过研发机电一体化的、硬件和软件集成的仿真技术,来实现提高机床的设计水平和使用绩效。
(2)绿色机床:强调节能减排,力求使生产系统的环境负荷达到最小化。
(3)智能机床:提高生产系统的智能化、可靠性、加工精度和综合性能。
(4)e-机床:提高生产系统的独立自主性以及与使用者和管理者的交互能力,使机床不仅是一台加工设备,而是成为企业管理网络中的一个节点。
其中,绿色机床将成为研究热点。
世界容量最大的换流阀研制成功
近日,世界上第一个±800千伏6英寸晶闸管换流阀提前计划5个月时间顺利通过型式试验,各项参数指标均达到或超过技术要求,标志着我国特高压直流输电技术再次取得重大突破,世界上最大容量换流阀的研制工作取得成功。
换流阀是直流输电工程的核心设备。此次研制成功的换流阀采用新近研制的6英寸、8500伏、4000安培大功率晶闸管器件和全新结构设计,额定电压800千伏,额定电流4000安培,单个12脉动换流器换流容量达180万千瓦,是目前世界上容量最大的换流阀,代表了世界直流输电技术的最高水平。该换流阀由国家电网公司主导研制,ABB公司提供技术支持,双方合作共同完成,将用于我国首条特高压直流示范工程——向家坝-上海±800千伏特高压直流示范工程的奉贤换流站项目中。

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日本开发出高精度复合加工机床
日本的产业技术综合研究所先进制造工艺研究部门环保设计生产研究小组开发出了可将直径100μm以下的极细管加工成复杂形状的“激光电解复合加工机械”。通过利用该设备加工脑血管导管、支架、高密度电子电路的检查用探针等,有望开发出此前没有的医疗用微细器具及探针,并提高性能。
AMI引领智能电网发展
前不久,国家电网公司明确提出了“坚强智能电网”的发展规划。据悉智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系,实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视,利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。与传统的电网相比,智能电网进一步扩展对电网的监视范围和监视的详细程度,整合各种管理信息和实时信息,为电网运行和管理人员提供更全面、完整和细致的电网状态视图,并加强对电力业务的分析和优化,改变过去基于有限的、时间滞后的信息进行电网管理的传统方式,帮助电网企业实现更精细化和智能化的运行和管理。
智能电网的应用领域主要包括:智能电网平台、电网监控和管理、智能计量、需求方管理集成、可再生能源和汽车电网七大领域。智能电网的使用能为电网企业和社会带来较大的效益。
智能电网的产业主要由高级计量体系(AMI)、高级配电运行(ADO)、高级输电运行(ATO)和高级资产管理(AAM)四大模块构成。AMI是一种用于先进电表,能够提供实时的双向通信设施,是智能电网的基础信息平台,一般来说,AMI是电网智能化建设的第一步,主要涉及大量的智能电表、传感器等设备。随着智能电网建设的深入,逐步实现配电、输电智能化(ADO、ATO),从而实现整个电网资产运行效率的提高(AAM)。
据测算,AMI设备在智能电网的投资中所占比例最大,而AMI设备中占绝大多数的是智能电表。目前我国智能电表的部署应用还处于初级阶段,但智能电网建设全面铺开后,智能电表相关行业将面临一个每年超过50亿规模的市场,将成为充分受益于智能电网建设的排头兵。

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传感器呈现五大发展趋势
霍尔传感器是全球排名第三的传感器产品汽车业、电脑、手机以及新兴消费电子领域。未来几年,随着越来越多的汽车电子和工业设计企业转移到中国,霍尔传感器在中国市场的年销售额将保持20%到30%的高速增长。与此同时,霍尔传感器的相关技术仍在不断完善中,可编程霍尔传感器、智能化霍尔传感器以及微型霍尔传感器将有更好的市场前景。
随着终端应用产品的不断发展,霍尔传感器也呈现出五大发展趋势: 一是微型化趋势;二是高集成度;三是温度性能;四是高灵敏度;五是新的霍尔元件结构。
霍尼韦尔今年重点推广SS361RT和SS461R两个产品,它们应用于工业控制中。这两个产品的主要特点是采用小尺寸封装技术,低电压供电,能够应用到工业领域的手持产品中。
MEMS加速度传感器保持增长
从加速度传感器实现的功能来看,无论是国际知名品牌的手机,还是普通的手机,其主要功能是通过倾斜、晃动等动作来实现用户界面控制、游戏控制以及菜单浏览等操控功能。与此同时,也有一些侧重软件开发的客户在开发一些衍生功能,例如无线鼠标。此外,加速度传感器还可以结合其他类型的传感器(如陀螺仪)开发出性能更好的应用。从这些新的应用我们可以看出,客户的开发正在不断深入。
医疗电子产品中也将采用越来越多的MEMS产品。意法半导体MEMS的部门现在已经更名为“MEMS&HealthCare”。
数控系统向模块化、智能化和网络化发展
在机床设计中选用高性能、高可靠性的数控系统、伺服驱动装置和优质的配套元部件可使国产数控机床的可靠性大大提高,数控机床的可靠性也恰恰依赖于数控系统的性能。现代数控机床的数控系统,趋向于采用模块化硬件的结构形式。根据不同机床的数控功能需要,可选择不同功能的模块进行组合。在通用化、标准化的原则指导下,进行功能模块的设计与制造,这样就使得数控机床的功能更

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加强大。
作为数控系统与机床本体的“桥梁”,伺服技术直接影响零件加工的质量、生产率及工作可靠性等技术指标。
在今年的CIMT2009展会上,数控系统的网络功能成为了各大机床企业宣传的新亮点。
【科研前沿】
Embedded Electronics: Cars Get Cooperative
European researchers have developed a groundbreaking middleware platform that could lead to thousands of new applications in a range of industries. Beginning with in-car electronics, the platform can access the functionality, but hide the underlying complexity, of embedded sensors, making development and deployment of new services a snap.
European researchers in the EMMA project have developed a new middleware platform, called EM2P, that takes the difficultly out of developing new applications for existing embedded sensors. It acts as an interface between designers and the electronics.
Banishing complexity
The project hopes that, by hiding the complexity of the underlying infrastructure, its work will open up new prospects in the field of embedded, cooperating wireless objects. It aims is to provide open interfaces to third parties. But its work goes further, into hardware, to develop a robust wireless communication interface to link various sensors together.
Challenging transport
Transport is a useful but challenging test case, and the EMMA project focused on this area for its work. There are many opportunities to enhance road safety, for example, by

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communicating between sensors within a car, and with other cars or street signs. There is a range of potential applications with logistics, too.
Proof of the pudding
The EU-funded EMMA project set out to develop proof-of-concept demonstrators to show that the middleware works. “We were not trying to build a commercial application, but rather show that the system worked,” notes Marqués.
A modified car, equipped with EMMA’s wireless system, informed London’s traffic infrastructure of any obstacles sensed by the car’s radar. This sounds, perhaps, unremarkable, but it shows that the tools now exist to easily design new applications from existing embedded electronics, and apart from the host of applications it offers in traffic management, it could also be applied to any embedded electronics system.
Light Sensor Breakthrough Could Enhance Digital Cameras
New research by a team of University of Toronto scientists could lead to substantial advancements in the performance of a variety of electronic devices including digital cameras.
Researchers created a light sensor – like a pixel in a digital camera – that benefits from a phenomenon known as multi-exciton generation (MEG). Until now, no group had collected an electrical current from a device that takes advantage of MEG.
"Digital cameras are now universal, but they suffer from a major limitation: they take poor pictures under dim light. One reason for this is that the image sensor chips inside cameras collect, at most, one electron's worth of current for every photon (particle of light) that strikes the pixel," says Ted Sargent, professor in U of T's Department of Electrical and Computer Engineering. "Instead generating multiple excitons per photon could ultimately lead to better low-light pictures."
"Multi-exciton generation breaks the conventional rules that bind traditional semiconductor devices," says Sargent. "This finding shows that it's more than a

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fascinating concept: the tangible benefits of multiple excitons can be seen in a light sensor's measured current."
The research was supported by grants from the King Abdullah University of Science and Technology, the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, the Canada Research Chairs, and the Canada Foundation for Innovation and the Ontario Innovation Trust.
Virtually engineering power plants
Photovoltaic and wind energy plants, hydroelectric power stations and biogas plants supply energy without polluting the environment. However, they are complex to design and maintain. Virtual reality (VR) makes planning and operation easier.
Institute for Factory Operation and Automation IFF in Magdeburg have developed a method that visualizes the processes inside energy conversion plants, e.g. such as photovoltaic, wind, biogas and hydroelectric power stations. To do so, they have coupled 3-D plant engineering and simulation results with a virtual reality (VR) program developed at the IFF. “A special software tool has enabled us to visualize all the motion sequences for the first time ever – at just the push of a button,” explains Dr. Matthias Gohla, Manager of the Process and Plant Engineering Business Unit.
Arrows that move through the VR model show engineers the direction in which and speed at which fluids and gases flow through a plant. Colored markings indicate potential weak points such as areas where critical temperatures, deposits or erosions could occur. Is there a potential for collisions when the plant components are moving? The virtual insights facilitate engineering and should therefore ensure that plants become more efficient and have lower emissions.


 
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