三菱电机研发全球首个传感器安全技术

该技术通过在传感器融合算法中嵌入一种专有算法,其传感器融合算法将多个传感器结合在一起,测量无人机、车载设备、生产设备等的自动控制系统,然后检测测量数据是否一致,以此来确定设备是否被黑客入侵。

  近期,在国内外与传感技术相关的研发领域,有哪些最新的动态呢?来看看以下三则简讯。


该安全技术可探测车载设备被恶意攻击

  1.三菱电机研发全球首个传感器安全技术

  据外媒报道,日本三菱电机公司(Mitsubishi Electric Corporation)宣布,其已研发出全球首个传感器-安全技术。该技术通过在传感器融合算法中嵌入一种专有算法,其传感器融合算法将多个传感器结合在一起,测量无人机、车载设备、生产设备等的自动控制系统,然后检测测量数据是否一致,以此来确定设备是否被黑客入侵。未来,该公司希望继续研发该技术,并从2020年起将该技术商业化。

  该新算法的关键特性包括,基于测量数据中超过42%具不一致性,来检测设备遭到恶意攻击。例如,如果无人机受到超声波攻击,可以利用传感器融合算法中的中间值,以两种方式计算地球的磁性或重力,若两种方法计算的结果存在差异,则视为数据不一致。此外,该新算法可作为现有传感器信号处理电路的附加软件,不需要添加或修改硬件,不仅传感器测量的准确性不受影响,而且可以实现低成本。

  基于传感器的自动控制系统在无人机、车载设备和生产设施等日常应用中越来越普遍,同时也提高了对网络安全对策的需求。此类传感器安全技术能够测量设备遭受恶意攻击时,测量数据存在不一致,可以在工业和商业应用中发挥着关键作用。


GIS/GIL设备智能带电检测机器人系统

  2.国家电网自主研发GIS/GIL智能带电检测机器人

  近日,由国网江苏省电力有限公司自主研发的轨道式GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)/GIL(气体绝缘金属封闭输电线路)智能带电检测机器人系统,在特高压泰州换流站顺利通过试运行。这是国内首个适用于GIS/GIL设备的无人化智能带电检测机器人系统,实现了GIS/GIL带电检测的智能化、全自动化,可极大提高检测效率。

  长期以来,大部分GIS/GIL设备带电检测工作均由人工完成,普遍存在盲区多、效率低、成本高、结果判断不客观等问题,以致设备早期缺陷不能及时发现。随着在运GIS/GIL设备数量逐年快速增长,设备安全运维风险增多。传统变电站虽大量配置地面轮式巡检机器人,但功能单一,通常只具备视频检测和红外检测功能,且一座变电站至少需配备1至2台机器人,不能覆盖GIS/GIL设备的关键性能检测,投入成本高。

  该系统采用轨道式机器人结构,集局部放电检测、红外成像测温、视频实时监控、有害气体诊断等多种检测模块于一体,具有自动检测、智能诊断、实时报警等功能。与人工检测相比,该机器人系统可大幅提升带电检测质量,提高效率及检测的准确性,避免了人工检测的盲区,实现海量带电检测数据智能同步综合分析。

  与传统巡检机器人相比,该机器人系统除具备视频检测和红外检测功能外,还可实现超声波局部放电检测、有害气体诊断等多种功能,极大丰富了检测手段,实现设备多状态综合检测及诊断分析。同时,该机器人采用便携式设计,既可长期驻守于一座变电站,又可由检测人员携带至不同变电站开展带电检测,可降低使用成本。

  3.莫斯科国立钢铁合金学院研制出新型振动传感器

  据俄罗斯科学网站2月24日报道,国立研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院研究人员研制了一种新型振动传感器,用于建筑物和桥梁状态诊断仪器以及航天器。传感器使用无铅铌酸锂(LiNbO3)晶体。研究成果发表在《Sensors》杂志上。

  铌酸锂晶体比振动传感器制造商目前使用的锆-钛酸铅陶瓷稳定得多。向新材料的过渡将使制造商能够遵守欧盟关于逐渐禁止铅的指令RoHS。

  该校半导体和电介质材料教研室研究员伊林·库巴索夫指出,振动传感器可用于建筑物和桥梁状况的诊断设备,用于检测任何危险的振动,以便及时采取行动,疏散人员。它们还可用于航天器和安全系统,实现对国家领土边界的完全控制。

  振动传感器的工作原理基于压电效应——压电元件在施加振动时变形并发出报警信号。到目前为止,传感器制造商在使用锆-钛酸铅陶瓷基的压电元件时遇到了许多问题,这种压电元件毒性极大并且在温度变化时失去灵敏度。研究人员认为,现在所有这些问题都得到了彻底解决,因为铌酸锂不像锆—钛酸铅陶瓷含有细颗粒。此外,铌酸锂的性能在宽温度范围内都很稳定。

  铌酸锂自20世纪中叶以来就已为人所知,并广泛用于激光光学,但很少有人尝试在振动传感器中使用它,因为它的压电性能相当弱(比锆-钛酸铅陶瓷大约差10倍)。莫斯科国立钢铁合金学院的专家们能使高铌酸锂内部形成了所谓的“双域结构”,从而能够提高其对外部振动的敏感性。基于单晶压电传感器的新型传感器的开发将使这些产品的灵敏度至少增加到10-6g,并且还显著扩大了工作温度的范围。

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