事件传感器，事件相机传感器
一、原子尺度下的忆阻光子源导读
近日，在电磁场研究所，Juerg Leuthold教授与程伯骏（现于香港科技大学担任助理教授）等人，联合法国勃艮第跨学科卡诺实验室的Alexandre Bouhelier教授，共同揭示了一个引人注目的发现：在原子尺度的忆阻器件中，开关切换时产生的瞬态电致发光现象。这一发现预示着未来在光电神经网络、芯片内硅光互连和量子通信等领域中，超小尺寸（原子级）光源的应用可能性。
二、背景介绍
随着集成电路技术的飞速发展，对紧凑型光子源的需求日益迫切。理想的光子源应具备面积小、功耗低、电致发光并与标准CMOS制造工艺兼容等特点，以实现芯片的高集成密度和低功耗运行。这类光子源在数据传输、传感器件以及量子通信等领域具有广泛的应用前景。过去几年中，尽管已经出现了多种紧凑型电驱动光子源的解决方案，但在实现规模化应用方面仍存在挑战。而原子开关忆阻器作为一种新兴技术，引起了学术界和业界的广泛关注。
三、原子开关忆阻器的特点与应用
原子开关忆阻器的工作仅依赖于数个原子的运动，具有结构紧凑、低功耗、高速等特点，适用于高密度存储、存内计算和类脑智能等领域。该器件还可以集成光学操控或输出的功能，用于光电神经态计算。传统的忆阻器操作通常需要依赖外部或异质集成的光子源。本次研究中，研究人员成功实现了在电阻切换的瞬态发射光子的原子开关忆阻器件，从而打破了这一局限。
四、创新研究介绍
本研究中，研究人员介绍了一种新型原子开关忆阻器件，该器件能够在电阻切换的瞬态发射光子，从而取代了传统外部光源的需求。该器件具有紧凑的尺寸，且与新兴忆阻器技术兼容。当电阻状态发生变化时，在银/非晶硅（a-SiOx）/铂忆阻性结的间隙内产生瞬态电致发光。为了增强发光效率，研究人员设计了由银和铂构成的三角形电极，并集成了等离子体纳米天线。这一设计解决了超紧凑光子源的难题。新型器件不仅提供电致发光，而且本身就是具有功能性的电子器件。由于电气和光学功能天然地集中在了同一个纳米器件上，这一成果可能会开启原子级别器件研究与应用的新篇章。
五、研究成果与实验验证
本研究通过一系列实验验证了原子开关忆阻器件的光子发射现象。研究团队利用时间分辨电致发光（EL）测量技术，观察了瞬态电致发光过程。实验结果表明，在电阻丝形成和破裂的瞬间，产生了大量光子。这一发现与电子隧穿发光器件中的现象明显不同。该研究还通过电致发光和光致发光等多项实验验证了光子的产生与金属丝原子重排引发的电阻变化过程中的缺陷有关。研究成果以论文形式发表在《Light: Science & Applications》期刊上。论文详细阐述了原子开关忆阻器的结构、工作原理以及实验结果。该论文为忆阻器在光子学领域的应用提供了新的思路和方法。
六、一事件传感器原理简介
一、压力开关的重要角色
压力开关，无疑是各种自动喷水灭火系统中不可或缺的核心组件。它常与湿式报警阀、雨淋阀、预作用系统等配套使用，肩负着传递报警动作信号的重要任务。当与消防水泵控制箱切换时，压力开关能够迅速启动消防水泵，确保安全。该开关通常安装在湿式报警阀组的报警管路或预作用系统的管网侧。
其工作原理相当精妙：当水压达到预设值时，压力开关中的微动开关触点便会动作，输出电信号至消防控制室。这一过程可细分为几个步骤：在湿式系统的喷头动作、系统试验调试放水或管道泄漏等情况下，水流经过湿式报警阀后，部分水流流向延迟器；当延迟器注满水后，水力警铃响起，压力开关随即发出动作信号。
在湿式报警阀的压力开关选择上，应采用双接点的产品。其动作信号需分别送至喷淋泵就地控制箱（柜），完成直接连锁自动启动供水泵的任务（《水灭火规范》11.0.1规定），同时信号还需送往“消防控制室（盘）”，完成信号的显示及相关设备的控制（《水灭火规范》11.0.5规定）。通过观察信息状态栏，可以判断压力开关的工作状态：若在反馈信息中显示压力开关动作，表示其正常运作；若在故障栏中亮灯，则可能意味着压力开关的监视模块出现问题，可能是信号总线故障、模块与压力开关的连接线路问题，或是监视线路状态的电阻接触不良等。
二、基于事件的视觉传感器技术革新
任何技术的成功进化，都离不开成本降低、性能提升及创新化合物的推动。在MistyWest的视野中，手机、电动汽车和5G技术的飞速发展，正引领嵌入式视觉技术的革命。未来十年，我们将见证嵌入式系统以十倍功耗完成十倍计算，而电池容量有望增长三倍。专用深度学习处理器的开发，将成为这场革命的关键。新的无线技术如NB-IoT（5G的一部分）将大幅降低成本和功耗。
技术趋势明显：电池技术的进步正在开拓众多行业的可能性前沿。目前，许多嵌入式视觉应用因电池供电的限制而面临部署难题和额外成本。随着对电动汽车、手机、平板电脑和可再生能源的需求大幅增长，制造商正积极开发储存更多电力且成本更低的电池。据彭博社报道，过去十年中，某些电池的能量密度几乎增加了一倍，而汽车电池组的成本下降了近十倍。
想象一下，如果以20美元的价格购买一个行车记录仪，它能在无电缆的情况下运行一年，并通过蜂窝连接将相关事件发送到云端。使用完毕后，还可以将其放入专门的电子垃圾回收箱进行回收。这些性能的提升将推动嵌入式视觉解锁更多应用。
嵌入式计算机正在变得更为高效和强大，成为我们日常生活中几乎所有技术的重要组成部分。从智能冰箱到社交媒体，都能看到嵌入式计算机的身影。过去十年间，手机和平板电脑的快速改进为嵌入式计算机带来了巨大的益处。例如，RaspberryPi 4（2019年发布）在浮点计算方面明显优于其前身RaspberryPi 3，而功耗仅略有增加。
资料表明，未来十年，深度学习处理器、神经处理单元等专业计算解决方案将导致嵌入式计算机系统的性能和功率效率呈现指数级增长。届时，许多应用程序可能将在本地运行，不再受资源限制。应用程序的位置将更加依赖于安全性、隐私和通信成本等因素。
与早期的LTE CAT版本相比，新一代LTE CAT M的带宽显著缩减，它能在现有的LTE蜂窝网络上顺畅运行，实现与大多数手机计划提供商的无缝网络对接。由于无需独占频率资源，LTE CAT M得到了广泛的移动设备支持，包括芯片组和模块制造商，并能受益于移动网络上现有的高级安全和隐私功能。
在物联网领域，窄带物联网（NB-IoT）作为一种低功耗广域网（LPWAN）无线电技术标准，利用未使用的频谱或保护频带进行通信。其卓越的性能特点如高容量、低延迟、大范围覆盖以及节能性，推动了物联网应用在组织数字化转型中的应用。下一代NB-IoT NB2将具备与LoRaWAN相似的性能，并具备更高的数据速率，成为5G标准的重要组成部分。
下面呈现的是这些蜂窝技术全球部署情况的地图。在嵌入式视觉领域，有一个领导者名为Etapute，他们设计了智能视觉传感器，可在微瓦范围内运行。这些传感器以低分辨率和低帧速率运行，能够与微控制器直接对话，从而处理前所未有的应用程序。他们推出了一款名为Talia的电池供电的人数统计传感器，电池寿命长达三年，可通过低功耗蓝牙轻松通信。Veo提供了一款运动相机，让你无需摄影师即可录制足球比赛。他们的相机配备了鱼眼镜头和算法，能够自动检测球并根据比赛生成一个完整的记录。除了这些应用之外，还有智能摄像系统用于监控前端垃圾箱的填充水平。这些传感器通过LTE CAT M网络发送图像到云端进行分析，并在垃圾箱达到一定水平时调度垃圾车。这不仅减少了行程数量，还避免了由于调度问题而导致的部分垃圾箱过早或过晚清空的情况。
计算视觉传感器领域也取得了重大进展。索尼和其他团队受到人眼的启发，开发出一种基于事件的视觉传感器，可以在不放弃动态范围或特殊照明条件的情况下以高空间和时间分辨率捕捉运动。这种传感器为嵌入式视觉开启了一扇全新的大门。最后让我们转向汽车行业中的氧传感器事件。在三元催化转换器工作的发动机中，氧传感器是不可或缺的元件。它能够检测排气中氧的浓度并向ECU发出反馈信号以调整空燃比控制喷油量的大小。为了确保三元催化器有效工作并实现高排气净化率，精确控制空燃比至关重要。氧传感器的特性使其在理论空燃比附近时输出的电压有突变这成为判断排气中氧气浓度并相应调整发动机工作状态的依据。若氧传感器出现故障可能会导致空燃比控制不精确从而影响发动机性能因此它是电喷系统中唯一具备智能的传感器之一。氧传感器的组成包括一个加热氧化锆元件的热棒该热棒受ECU控制以精确检测氧气浓度。在锆元素的内外两侧设有白金电极以保护其稳定性并准确测量氧气浓度差异实现精准的空燃比控制。通过这一智能传感器在电喷系统中的精准应用汽车发动机得以高效运行并达到理想的排放净化效果。在现代汽车工程中，三元催化器和氧传感器扮演着至关重要的角色。它们的应用，不仅关乎车辆性能的优化，更是尾放达标的关键。
三元催化器作为净化装置，能够有效减少车辆尾气中的有害物质。为了确保其高效运作，必须使用无铅汽油。否则，氧传感器和三元催化器很容易受到损害，失去效能。
氧传感器，作为测量燃烧气氛的重要元件，其工作原理与干电池有异曲同工之妙。它利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，通过化学平衡原理计算出对应的氧浓度。在燃烧过程中，氧传感器通过监测排气中的氧含量，向车辆的电子控制单元（ECU）提供信号。这些信号有助于ECU判断混合气的浓度，从而精确控制燃油的计量。这样一来，既能保证燃烧效率，提高产品质量，又能缩短生产周期，节约能源。
在实际应用中，氧传感器面临着各种挑战。缸的点火不良、系统设计问题、发动机和零部件的老化等都可能影响到氧传感器的正常工作，导致其信号波形出现杂波。这些杂波信号的产生，往往与燃烧不完全或根本不燃烧的单个燃烧时间或系列燃烧事件有关。当这些事件发生时，气缸中有效的氧化部分被利用，剩余的多余氧通过排气管传给氧传感器。传感器一旦发现排气中的氧成分变化，就会迅速产生相应的电压信号。
为了更好地理解和应用氧传感器，我们需要深入了解其杂波分析。杂波的产生不仅与点火不良有关，还与系统设计、发动机零部件的老化等多因素相关。通过对这些杂波信号的分析，我们可以更准确地判断车辆的燃烧状况，及时发现并解决问题。例如，通过汽车示波器观察氧传感器信号波形，可以排除自点火系统和气缸压力造成的点火不良问题，从而更精确地判断喷油不平衡等问题。
三元催化器和氧传感器是现代汽车不可或缺的重要部件。它们的应用，不仅提高了车辆的燃烧效率，保证了尾放达标，还为汽车工程带来了更多的可能性。在日常使用中，我们应该注意正确使用和维护这些部件，以确保它们的高效运作。通过深入理解和分析氧传感器的杂波信号，我们可以更好地了解车辆的燃烧状况，为汽车的维护和检修提供更准确的依据。在多点燃油喷射发动机中，如果点火不良的问题没有被证实是由a、b、c三种类型引起的，那么可能存在另一种可能性，即氧传感器波形中的严重杂波是由于不平衡造成的。判断氧传感器波形的杂波情况，对于识别发动机故障至关重要。
如果氧传感器的信号出现明显的杂波，并且这种杂波伴随着重复的发动机故障，特别是在怠速时，如气缸点火的爆震，那么可以判断系统存在异常。这些明显的杂波通常与发动机的故障紧密相关，每个杂波尖峰可能都对应着发动机的某种故障。对于那些不伴随发动机故障的杂波，其性质更为复杂，可能在某些情况下是正常的，但在另一些情况下则可能是难以消除的干扰。
在判断杂波时，若确认进气歧管无真空泄漏，排气中的碳氢化合物（HC）和氧含量正常，发动机转动或怠速平稳，那么这些杂波可能是可以接受的或是正常的。随着汽车燃油反馈控制系统的进步，许多现代汽车不仅装备了一个氧传感器。以福特3.8LV6型为例，从1980年开始就装备了两个氧传感器。为了适应日益严格的环保法规，采用多个氧传感器的系统正逐渐增多。特别是在1988年及之后的车型中，氧传感器的数量进一步增加。这些氧传感器与OBD-Ⅱ系统结合，可检查催化器的性能，提高空燃比控制的精度。
氧传感器信号的快速反馈使其成为最有价值的发动机性能诊断工具之一。更多的氧传感器对检修技术人员来说意味着更多的信息来源和更准确的诊断。燃油反馈控制系统的工程逻辑决定氧传感器安装在靠近燃烧室的地方以提高燃油控制的精度。这是因为排气空气气流的特性，如气体速度、通道长度和传感器的响应时间等都会影响氧传感器的性能。
制造商经常在每个气缸的排气歧管下安装氧传感器，以便准确判断哪个气缸存在问题。这大大减少了诊断失误的可能性，并缩短了诊断时间。使用两个氧传感器对催化器进行监视是常见的做法。一个工作正常的催化转换器配合燃油反馈控制系统可以确保有害的排气成分被转化为相对无害的氧化碳和水蒸气。催化器也可能因过热而受损，导致催化剂表面减少和孔板金属烧结等永久性损坏。当催化剂失效时，技术人员在环境和废气系统修理中扮演着重要的角色。OBD-Ⅱ诊断系统的出现为环境和催化剂的随车监视提供了精确的检测手段。
在检测氧传感器时，如果电控燃油喷射发动机出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障，而供油、点火装置又无其他故障，那么很可能是氧传感器及相关线路出了问题。大多数发动机的电控系统都有自检功能，可以利用专门的解码器读出故障代码来快速定位问题。如果没有专用设备，也可以通过拔下氧传感器接头来检查其是否损坏。利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。实际上，氧传感器是一个相当耐用的部件，只要燃油质量过关，它可以使用很长时间。
氧传感器在现代发动机中扮演着重要的角色，它通过对排气中氧浓度的检测来优化空燃比，从而提高发动机的性能和减少排放污染。对于驾驶装有三元催化装置的汽车的司机来说，了解氧传感器的工作原理和如何检测其好坏是非常重要的。氧传感器是电喷系统中的重要组成部分，其引线方式有单引线、双引线和三根引线之分，分别对应着不同的氧传感器类型。它们分别是氧化锆式、氧化钛式和加热型氧化锆式氧传感器，这三种类型的氧传感器不能相互替代。
一旦氧传感器出现故障，整个电子燃油喷射系统就会失去对空燃比的反馈控制。这会导致发动机油耗增加、排气污染加剧，同时发动机也会出现怠速不稳、缺火、喘振等一系列故障现象。为了保持发动机的良好运行，我们必须及时排除这些故障或更换氧传感器。
氧传感器面临着多种挑战，其中中毒是最常见的故障之一。尤其对于长期使用含铅汽油的汽车，铅会侵入氧传感器内部，阻碍氧离子的扩散，导致氧传感器失效。即使对于新的氧传感器，其使用寿命也相对较短，只能工作数千公里。轻微的铅中毒可以通过更换不含铅的汽油来消除，但严重的中毒则只能更换新的氧传感器。
氧传感器还面临着硅中毒的风险。汽油和润滑油中含有的硅化合物以及不当使用的硅橡胶密封垫圈都会使氧传感器失效。我们需要使用高质量的燃油和润滑油，并在修理时正确选择和使用橡胶垫圈，避免使用制造厂规定以外的溶剂和防粘剂。
发动机燃烧不良会在氧传感器表面形成积碳，或使油污和尘埃等沉积物进入氧传感器内部。这些沉积物会阻碍外部空气进入氧传感器，导致信号失准，使ECU无法及时修正空燃比。清除沉积物即可恢复正常工作。但需要注意的是，处理氧传感器时要特别小心，避免强烈冲击和气流吹洗，以免损坏。
对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，将无法使传感器达到正常工作温度而失去作用。氧传感器内部线路断脱也是一个常见的问题。在检查氧传感器时，除了检查通气孔和陶瓷芯的状况外，还需要观察氧传感器顶尖的颜色。淡灰色顶尖是正常现象，而白色、棕色和黑色顶尖则可能意味着不同的污染问题，需要根据情况采取相应的措施。
为了获得高排气净化率，电喷车必须利用三元催化器降低排气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物成分。而为了实现这一目标，必须精确地控制空燃比。氧传感器具有在理论空燃比附近输出电压突变的特性，被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。氧传感器可以说是电喷系统中唯一具有“智能”的传感器。
氧传感器在电喷系统中扮演着至关重要的角色，对于保证发动机的良好运行和降低排放污染具有重要意义。我们必须重视氧传感器的维护和更换工作，以确保其正常发挥作用。