亿测物联技术总监陈天群在长沙物联网活动发表主题演讲，解析 MEMS 传感器革新监测工程安全

2024 年 6 月 14 日，在长沙 SETLABEL 举办的 “创新驱动・融合发展”2024 年长沙市物联网产业链供需对接活动期间，湖南亿测物联传感技术研发有限公司技术总监陈天群发表题为《从机械传感器到 MEMS 传感器，为监测工程安全传感》的专题演讲，系统阐述传感器技术迭代路径，展示公司在岩土工程监测领域的技术突破与行业引领地位。

一、机械与 MEMS 传感器的技术代际对比

陈天群在演讲中从原理、性能、应用三个维度深入剖析两类传感器的本质差异：

· 机械传感器：依赖机械结构形变实现信号转换（如振弦式位移计），虽具备高可靠性，但存在体积庞大（单台设备体积可达 300mm³）、功耗高（工作电流≥50mA）、难以集成等局限，在复杂环境下易受电磁干扰。

· MEMS 传感器：基于微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）技术，通过硅基工艺将机械结构与电子电路集成于芯片级（典型尺寸≤5mm³），实现高精度（分辨率达 0.01% FS）、低功耗（休眠电流＜10μA）、智能化（内置温度补偿算法），并支持无线传输与边缘计算。

他以公司自主研发的 MEMS 土压力盒为例，该产品采用压阻式敏感结构，结合有限元仿真优化膜片设计，在 - 40℃~85℃宽温域内实现 ±0.5% FS 的精度，较传统机械传感器提升 3 倍，已应用于延安新区大厚度压实黄土自动化监测项目，实时捕捉地基沉降数据，为工程安全提供关键支撑。

二、MEMS 传感器的产业化突破与场景落地

针对行业痛点，陈天群重点介绍亿测物联的技术创新：

材料与工艺革新：

· 采用氮化铝（AlN）压电薄膜替代传统硅基材料，将传感器耐腐蚀性提升 5 倍，适用于强酸强碱环境（如化工园区地下管网监测）。

· 引入 12 英寸晶圆工艺，通过三维硅穿孔（TSV）技术实现传感器与 ASIC 芯片的异质集成，单批次产能提升 400%，成本降低 60%。

智能化监测体系：

· 构建 “传感器 - 边缘计算节点 - 云平台” 三级架构，边缘节点集成轻量化 AI 模型（如卷积神经网络），可实时过滤噪声、提取故障特征，将数据有效率从 65% 提升至 92%。

· 云平台接入长沙市城市安全运行监测中心，通过数字孪生技术模拟监测对象的全生命周期状态，已预警 3 次地铁隧道沉降超限事件，避免经济损失超 2000 万元。

典型应用场景：

· 水利工程：在某水库大坝部署 MEMS 渗压计，实现 0.1kPa 级微小渗流变化的实时监测，较传统设备响应速度提升 10 倍。

· 高铁铁路：为沪昆高铁湖南段安装 MEMS 加速度传感器，结合振动模态分析算法，提前 6 个月发现桥梁支座老化隐患。

三、行业趋势与生态构建

面对传感器国产化替代的战略机遇，陈天群提出：

· 技术标准化：联合国防科技大学、湖南省传感器产业促进会制定《岩土工程 MEMS 传感器测试规范》，填补国内空白，推动行业质量体系升级。

· 产业链协同：与中科院苏州纳米所共建联合实验室，攻关 MEMS 传感器芯片设计与制造工艺，计划 2025 年前实现核心器件国产化率超 90%。

· 政策响应：依托《长沙经济技术开发区关于加快推进数字产业高质量发展的若干政策》，公司正申报最高 1000 万元的招大引强奖励，用于扩建 MEMS 中试产线。

湖南省物联网产业协会秘书长张涛在活动现场评价：“亿测物联的实践印证了 MEMS 传感器在基础设施安全监测领域的不可替代性。其技术路径为行业提供了‘硬科技 + 生态化’的发展范式，有望带动长沙形成从芯片设计到系统集成的完整产业链条。”

四、活动同期动态

本次对接会吸引超 200 家企业参与，亿测物联与 5 家上下游企业达成合作意向，包括：

· 与某半导体厂商联合开发 “柔性 MEMS 传感器阵列”，用于地质灾害早期预警；

· 与长沙银行签署 “供应链金融” 协议，基于订单数据为合作伙伴提供低息贷款；

· 加入 “长沙市智慧城市传感器联盟”，参与制定城市生命线监测标准体系。