在工業(yè)數(shù)字化、設(shè)備預(yù)測性維護、半導(dǎo)體精密制造和重大基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測持續(xù)推進的背景下,振動感知正在從傳統(tǒng)的單點測量工具,升級為工業(yè)現(xiàn)場和工程結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)入口。尤其在半導(dǎo)體潔凈廠房、光刻/量測/檢測等精密設(shè)備、橋梁隧道、大壩、低速重載設(shè)備以及大型旋轉(zhuǎn)機械等場景中,低頻甚至超低頻振動信號往往蘊含著設(shè)備穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)響應(yīng)和潛在風(fēng)險的早期信息。
相比普通工況,半導(dǎo)體制造對微振動更加敏感。工藝設(shè)備、廠務(wù)系統(tǒng)、地坪基礎(chǔ)、周邊交通和低頻環(huán)境擾動,都可能影響設(shè)備穩(wěn)定性、量測重復(fù)性和長期良率管理。因此,如何穩(wěn)定、準確地捕捉微弱低頻信號,并將其轉(zhuǎn)化為可用于診斷、預(yù)警和運維決策的數(shù)據(jù),正在成為高端振動監(jiān)測領(lǐng)域的重要課題。
上海深頻智感科技長期聚焦全頻段智能振動感知技術(shù),圍繞超低頻、高精度、低噪聲、三軸同步、工程化和智能化方向進行產(chǎn)品研發(fā)。近期,公司推出 AL-301 / VL-301 系列低頻三軸振動傳感器,產(chǎn)品頻率響應(yīng)覆蓋 0.1 Hz 至 1 kHz,支持 X/Y/Z 三軸同步測量,并具備低噪聲、強抗干擾、寬溫工作和 IP67 防護等工程化能力。
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AL-301 / VL-301 系列低頻三軸振動傳感器產(chǎn)品圖
圍繞產(chǎn)品背后的技術(shù)選擇、行業(yè)應(yīng)用痛點以及國產(chǎn)高端振動傳感器的發(fā)展機會,感知芯視界對上海深頻智感科技聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO 江彩進行了專訪。
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江彩,深頻智感聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO
感知芯視界:深頻智感聚焦全頻段智能振動感知技術(shù),請問公司創(chuàng)立的初衷是什么?我們以此技術(shù)為核心,是基于哪些優(yōu)勢?
江彩:深頻智感創(chuàng)立的初衷,是希望把高性能、可長期穩(wěn)定運行的振動感知能力,真正做成國產(chǎn)化、工程化、可規(guī)模部署的工業(yè)基礎(chǔ)部件。
振動信號是工業(yè)設(shè)備、精密制造設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)中非常重要的一類狀態(tài)信號。設(shè)備早期磨損、基礎(chǔ)沉降、結(jié)構(gòu)剛度變化、外部低頻擾動、工藝環(huán)境異常,很多時候都會先以振動特征的形式表現(xiàn)出來。過去行業(yè)對中高頻振動關(guān)注較多,但在半導(dǎo)體微振動、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、低速重載設(shè)備、地震與工程安全監(jiān)測等場景中,低頻、超低頻信號同樣關(guān)鍵,甚至更能反映整體響應(yīng)和長期趨勢。
我們以全頻段智能振動感知技術(shù)為核心,主要基于三方面優(yōu)勢。第一,需求足夠明確:半導(dǎo)體、工業(yè)裝備、重大基礎(chǔ)設(shè)施和科研測試都需要更穩(wěn)定的低頻數(shù)據(jù)入口。第二,技術(shù)門檻足夠高:要同時實現(xiàn) 0.1 Hz 超低頻響應(yīng)、低噪聲、低溫漂、三軸一致性、抗干擾和長期穩(wěn)定性,不能只依賴單一傳感器元件,還需要 MEMS 結(jié)構(gòu)設(shè)計、信號調(diào)理、算法補償、封裝可靠性、標定測試和現(xiàn)場適配能力共同支撐。第三,國產(chǎn)化價值足夠大:高端振動感知長期依賴部分海外品牌,用戶在交付周期、定制響應(yīng)、系統(tǒng)集成和長期服務(wù)上存在痛點,國產(chǎn)企業(yè)如果能把核心指標和工程能力做扎實,就能真正形成替代價值。
深頻智感希望做的不是單一參數(shù)上的“實驗室產(chǎn)品”,而是能進入真實半導(dǎo)體產(chǎn)線、工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場和重大工程場景,支撐長期監(jiān)測、診斷預(yù)警和運維決策的感知底座。
感知芯視界:從您個人角度看,深耕振動監(jiān)測行業(yè)十余年,長期專注振動監(jiān)測核心技術(shù)與工程化落地,您認為,當前的技術(shù)難點、落地難點,主要集中在哪些方面?
江彩:振動監(jiān)測看起來是成熟領(lǐng)域,但真正進入復(fù)雜現(xiàn)場,尤其是低頻、超低頻和長期在線監(jiān)測場景后,會發(fā)現(xiàn)難點非常集中。
第一是低頻微弱信號的穩(wěn)定采集。超低頻振動幅值往往較小,容易受到溫漂、安裝方式、地基環(huán)境、電磁干擾、傳感器自身噪聲和數(shù)據(jù)鏈路噪聲影響。半導(dǎo)體場景更典型,很多問題并不是強沖擊或明顯故障,而是長期存在的微振動、低頻擾動和趨勢漂移。如果底層數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,后端算法很難做出可靠判斷。
第二是三軸同步與一致性。真實振動往往是空間矢量信號,單軸測量容易遺漏關(guān)鍵信息。三軸同步測量可以同時獲取 X/Y/Z 三個方向的動態(tài)響應(yīng),但對芯片一致性、軸間耦合、同步采樣、相位一致性和標定能力提出了更高要求。
第三是現(xiàn)場安裝與工程適配。振動監(jiān)測不是把傳感器放上去就結(jié)束了。安裝剛度、測點位置、底座結(jié)構(gòu)、線纜布設(shè)、接地方式、采集頻率、通信協(xié)議都會影響最終數(shù)據(jù)質(zhì)量。半導(dǎo)體潔凈廠房還會關(guān)注體積、布線、低污染、維護便利性以及對設(shè)備運行的影響;橋梁、隧道、大壩和高速公路場景則會面臨溫濕度、雨水、粉塵、雷擊浪涌和長期無人值守。
第四是從數(shù)據(jù)到價值的閉環(huán)。用戶最終需要的不是一堆波形,而是設(shè)備是否異常、結(jié)構(gòu)是否安全、擾動來自哪里、是否需要檢修、風(fēng)險是否提前出現(xiàn)。傳感器作為最底層的數(shù)據(jù)入口,必須與邊緣計算、診斷算法、平臺系統(tǒng)和運維流程形成協(xié)同,才能把“測得到”變成“看得懂、用得上、能決策”。
第五是可靠性驗證和批量一致性。高端工業(yè)客戶關(guān)心的不只是樣機指標,還包括批量交付后的穩(wěn)定性、長期漂移、標定一致性和售后響應(yīng)。國產(chǎn)替代要真正進入核心場景,必須建立從研發(fā)、測試、標定到工程驗證的完整質(zhì)量閉環(huán)。
感知芯視界:目前公司有哪些重點產(chǎn)品,面向哪些具體場景應(yīng)用?能否分享一個典型的應(yīng)用案例,說明技術(shù)如何解決實際監(jiān)測難題?
江彩:現(xiàn)階段,我們重點推出的是 AL-301 / VL-301 系列低頻三軸振動傳感器。AL-301 是三軸加速度型低頻振動傳感器,VL-301 是三軸速度型低頻振動傳感器。兩款產(chǎn)品都面向低頻與超低頻振動監(jiān)測需求,支持 X/Y/Z 三軸同步在線測量,頻率響應(yīng)覆蓋 0.1 Hz 至 1 kHz,可適配不同監(jiān)測系統(tǒng)對加速度、速度等振動量測形式的差異化需求。
從應(yīng)用場景看,我們重點關(guān)注四類方向。第一類是半導(dǎo)體與精密制造場景,包括潔凈廠房微振動監(jiān)測、精密設(shè)備基礎(chǔ)穩(wěn)定性評估、光刻/量測/檢測設(shè)備周邊低頻擾動識別、廠務(wù)系統(tǒng)與地坪振動趨勢跟蹤等。第二類是工業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測,例如大型旋轉(zhuǎn)機械、低速重載設(shè)備、機泵、風(fēng)機、壓縮機、軸承座和機殼等。第三類是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測,例如橋梁、隧道、大壩、高塔、軌道交通結(jié)構(gòu)和大型工業(yè)結(jié)構(gòu)等。第四類是地震監(jiān)測、工程安全監(jiān)測和科研測試等高可靠場景。
以半導(dǎo)體潔凈廠房微振動監(jiān)測為例,傳統(tǒng)方案往往容易遇到幾個問題:低頻擾動看不清、單軸數(shù)據(jù)不足以判斷方向來源、監(jiān)測點位之間缺少同步對比、現(xiàn)場布線和維護成本高。采用低頻三軸振動傳感器后,可以在關(guān)鍵設(shè)備基礎(chǔ)、地坪、機臺周邊或廠務(wù)振源附近布設(shè)測點,持續(xù)采集 X/Y/Z 三個方向的低頻振動響應(yīng)。系統(tǒng)再結(jié)合時間同步、頻域分析和趨勢識別,就能幫助用戶判斷擾動主要來自設(shè)備本體、周邊機泵、廠務(wù)系統(tǒng)、建筑結(jié)構(gòu)還是外部交通環(huán)境。
這個過程的價值在于,傳感器把“偶發(fā)不穩(wěn)定”“良率波動”“設(shè)備重復(fù)性異常”背后的環(huán)境擾動變成可量化的數(shù)據(jù),幫助用戶做設(shè)備調(diào)平、基礎(chǔ)優(yōu)化、隔振方案驗證、運維巡檢和工藝環(huán)境復(fù)盤。對于橋梁或大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測也是類似邏輯:通過低頻三軸同步數(shù)據(jù),更完整地捕捉結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)和異常變化趨勢。
感知芯視界:相比傳統(tǒng)振動傳感器,公司 0.1Hz 超低頻 MEMS 振動傳感器有哪些核心優(yōu)勢?在實際應(yīng)用中能夠帶來哪些變化?
江彩:我們的 0.1Hz 超低頻 MEMS 振動傳感器,核心優(yōu)勢可以概括為五點:超低頻響應(yīng)、三軸同步、小型化與低功耗、工程化可靠性,以及國產(chǎn)化可控與快速適配。
首先是超低頻響應(yīng)能力。很多傳統(tǒng)振動傳感器更偏向中高頻振動,對低頻微弱信號的響應(yīng)、噪聲和長期穩(wěn)定性不一定能滿足半導(dǎo)體微振動、結(jié)構(gòu)健康和低速設(shè)備場景的要求。0.1Hz 低頻響應(yīng)能力,可以幫助用戶看到更慢、更早、更整體的狀態(tài)變化。
其次是三軸同步測量。真實場景中的振動通常不是單一方向信號,三軸同步能夠同時呈現(xiàn)垂直、水平和橫向振動變化,對于判斷振源方向、結(jié)構(gòu)響應(yīng)模式和設(shè)備安裝狀態(tài)更有價值。
第三是MEMS 技術(shù)帶來的小型化、低功耗和集成優(yōu)勢。相比部分傳統(tǒng)高端低頻傳感方案,MEMS 方案更便于多點部署和規(guī)模化應(yīng)用,也更適合在空間受限、長期在線、布點數(shù)量較多的場景中使用。半導(dǎo)體廠房微振動監(jiān)測通常需要在多個區(qū)域、多個設(shè)備或多個基礎(chǔ)點位持續(xù)采集數(shù)據(jù),小型化和易部署會直接影響項目落地效率。
第四是工程化可靠性。我們的產(chǎn)品強調(diào)低噪聲、強抗干擾和長期穩(wěn)定性,采用 316L 不銹鋼殼體,防護等級達到 IP67,工作溫度范圍覆蓋 -40℃ 至 +100℃,能夠適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的長期在線監(jiān)測需求。
第五是系統(tǒng)協(xié)同能力。傳感器可以與邊緣采集、算法模型和平臺預(yù)警聯(lián)動,使用戶不只看到單次測量數(shù)據(jù),而是持續(xù)看到趨勢、異常、風(fēng)險等級和運維建議。實際應(yīng)用中帶來的變化,是把振動監(jiān)測從“人工點檢工具”升級為“長期在線的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”。
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圖4:X / Y / Z 三軸頻率響應(yīng)實測圖
感知芯視界:傳感器國產(chǎn)替代一直是經(jīng)久不衰的話題,目前,高端振動傳感市場被部分海外龍頭占據(jù),深頻智感在技術(shù)國產(chǎn)化替代過程中,如何打造自身競爭力,應(yīng)對市場競爭?
江彩:我們理解的國產(chǎn)替代,不只是把某個進口型號“換成國產(chǎn)型號”,也不是單純依靠價格優(yōu)勢,而是要在核心性能、工程可靠性、交付能力、場景理解和持續(xù)服務(wù)上形成系統(tǒng)競爭力。
第一,要把核心指標做扎實。高端振動傳感器的關(guān)鍵不只是量程或頻響范圍,還包括噪聲、溫漂、線性度、橫向靈敏度、三軸一致性、長期穩(wěn)定性和批量一致性。只有底層技術(shù)能力扎實,產(chǎn)品才能在半導(dǎo)體、重大工程和高端裝備等高要求場景中經(jīng)得起驗證。
第二,要把工程化能力做完整。工業(yè)客戶關(guān)心的是產(chǎn)品能否長期穩(wěn)定運行,能否適應(yīng)真實現(xiàn)場。傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、封裝材料、防護等級、安裝方式、抗干擾設(shè)計、接口穩(wěn)定性和標定流程,都直接決定最終使用效果。
第三,要深度理解應(yīng)用場景。半導(dǎo)體微振動監(jiān)測關(guān)注的是潔凈環(huán)境、精密設(shè)備穩(wěn)定性、低頻擾動來源和長期趨勢;橋梁隧道關(guān)注的是結(jié)構(gòu)響應(yīng)、耐候性和長期無人值守;工業(yè)設(shè)備關(guān)注的是狀態(tài)識別、故障早期征兆和檢修閉環(huán)。不同場景對同一傳感器的要求并不相同,國產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)勢在于可以更快響應(yīng)客戶需求,和客戶一起做聯(lián)合測試、點位優(yōu)化、接口適配和算法迭代。
第四,要建立可驗證的質(zhì)量體系。國產(chǎn)替代要進入高端市場,必須拿出可復(fù)測、可追溯、可批量交付的指標,而不是只停留在樣機展示。我們會持續(xù)完善標定測試、可靠性驗證、現(xiàn)場驗證和客戶反饋機制,把產(chǎn)品參數(shù)、工程表現(xiàn)和場景價值統(tǒng)一起來。
從長期看,國產(chǎn)高端傳感器企業(yè)的機會,不僅在于自主可控和交付保障,更在于貼近應(yīng)用現(xiàn)場、快速迭代、系統(tǒng)協(xié)同和持續(xù)服務(wù)。深頻智感希望在全頻段智能振動感知這個方向上,把底層技術(shù)和工程落地同時做深。
感知芯視界:專注于振動感知領(lǐng)域,公司未來 3-5 年的發(fā)展目標是什么?
江彩:未來 3-5 年,深頻智感會繼續(xù)圍繞全頻段智能振動感知技術(shù)做深做透,目標是成為國內(nèi)高端振動感知領(lǐng)域具有代表性的企業(yè),為半導(dǎo)體精密制造、工業(yè)設(shè)備健康管理、重大工程安全監(jiān)測和高端裝備自主可控提供可靠的國產(chǎn)感知底座。
在產(chǎn)品層面,我們會持續(xù)完善從超低頻到高頻的傳感器產(chǎn)品矩陣,提升產(chǎn)品在精度、噪聲、功耗、體積、可靠性和智能化方面的綜合表現(xiàn),形成面向不同頻段、不同安裝方式、不同輸出接口和不同應(yīng)用等級的系列化產(chǎn)品。
在應(yīng)用層面,半導(dǎo)體微振動會是我們重點推進的方向之一。我們希望圍繞潔凈廠房、精密設(shè)備、廠務(wù)系統(tǒng)、地坪基礎(chǔ)和外部低頻擾動,逐步建立更完整的微振動監(jiān)測方法、點位部署經(jīng)驗和數(shù)據(jù)分析能力。同時,我們也會繼續(xù)拓展工業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、高速公路路基橋梁、地震與工程安全監(jiān)測等場景。
在技術(shù)層面,我們看好振動感知與邊緣計算、AI 算法和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的融合。未來傳感器不會只是采集節(jié)點,而會逐步成為具備更多現(xiàn)場判斷能力的智能感知節(jié)點。我們希望通過傳感器、邊緣處理、算法模型和平臺應(yīng)用的協(xié)同,讓低頻振動數(shù)據(jù)真正服務(wù)設(shè)備穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)安全、工藝環(huán)境管理和運維決策。
歸根到底,我們希望把“全頻段智能振動感知”做成一項長期可靠的國產(chǎn)基礎(chǔ)能力,既能支撐半導(dǎo)體等高端制造場景,也能服務(wù)更廣泛的工業(yè)安全和工程安全需求。
結(jié)語
從半導(dǎo)體微振動、工業(yè)設(shè)備預(yù)測性維護到重大基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測,振動感知正在成為工業(yè)數(shù)字化和安全智能化的重要基礎(chǔ)能力。對于深頻智感而言,0.1Hz 超低頻 MEMS 振動傳感器不僅是一款新品,更是其圍繞全頻段智能振動感知能力持續(xù)構(gòu)建產(chǎn)品體系和工程能力的關(guān)鍵一步。
隨著國產(chǎn)高端傳感器需求不斷提升,真正具備核心技術(shù)、工程化能力和場景理解能力的企業(yè),將有機會在半導(dǎo)體精密制造、智能制造、智慧運維和重大工程安全管理中發(fā)揮更重要的作用。
如需進一步了解產(chǎn)品及詳情,請聯(lián)系:kaylee.jiang@ljsensing.com
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