赋予机器“嗅觉”，清华“技术控”与他的激光光谱分析技术【启迪之星投资】

海尔欣

国内首个将中红外激光气体分析技术实现产品量产的企业

● 2014年10月 海尔欣光电科技成立

● 2017年4月 获得启迪之星创投数百万天使轮融资

● 2017年 科研及工业领域产品均开始有订单

公司目前开放新一轮融资。有意对接的投资人回复“海尔欣+所在机构+联系方式”可与创始团队取得联系。

别人可以抄去的东西都不叫“核心技术”，尤其对我们国家来说。技术型公司要保证在商业上的优势，唯一的途径，就是持续不断地研发和创新，使公司的产品要么具备特色与差异化，要么领先竞品一代以上。我们可以做到这一点，这就是海尔欣的底气。

——王胤 海尔欣创始人

右一覃锋（海尔欣联合创始人），中间王胤博士（海尔欣创始人），左二杨小磊（海尔欣联合创始人）

今天一早，王胤博士发来一个链接《SO3、雾滴、氨被纳入杭州“锅炉大气标准”》，他听上去非常兴奋——“如果氨气指标从过程控制进入到排放限值，那么氨分析仪即将进入空间更大的烟气排放监测市场了！”

这个消息，意味着他们公司的氨分析仪器，继科研领域外，在工业市场也即将迎来爆发。

从清华电子系毕业后，王胤就去了普林斯顿大学，在那里他除了获得博士学位，还申请了多个激光传感领域的专利。2014年他回国创立了海尔欣光电，是国内首家将中红外激光气体分析技术实现产品量产的企业。

今年1月份，公司又收获了一个数百万元的订单，中科院从海尔欣订购了两台高端设备——超高精度氨分析仪。科研单位对仪器的精度要求远高于工业气体分析仪，这类仪器以前都需要进口，“目前国内公司只有海尔欣可以探测到0.1ppb级的精度，相当于一茶勺糖溶解在奥林匹克游泳池中的浓度”，王胤说。

与科研院所的合作是海尔欣打开工业市场的切入口，虽然这些合作已带来可观的盈收，但是带着尖端技术回国创业的王胤及其团队，目标显然远不止于此。随着各系列产品在工业领域得到应用，王胤觉得海尔欣的未来在机器的“嗅觉”——“未来是机器的世界，无论是机器人还是物联网，都需要海量高性能传感器，需要对环境分子的感知能力，而我们擅长于此”。

用于人体呼出气检测的高灵敏氮氧化物传感器，发表于Scientific Reports，获普林斯顿独家授权

来自普林斯顿的尖端技术

新型半导体激光高灵敏度气体分析

王胤从普林斯顿带回国的技术是“新型半导体激光高灵敏度气体分析”，他曾以此技术为基础，发明无创哮喘呼气检测技术并获2013 Newport光学奖。这也是海尔欣的独门绝技。气体分析、激光传感都是非常重要的底层技术，其应用领域，涉及工业、农业、大健康、消防、安防、人工智能等等，为海尔欣的发展提供了很大的发展空间。

氨逃逸监测技术实现路径

海尔欣把打响公司名片的第一系列产品，定位在“中远红外对氮、硫系分子的高精度激光光谱分析”上。“氮化物高精度激光光谱分析技术”是王胤在普林斯顿的研究方向之一，海尔欣已经获得了普林斯顿大学的全球独家专利授权。

“现在，碳、氢、氧等常见化合物分子的激光检测技术都处于近红外光谱区段，产品已经很成熟，但对氮、硫系化合物高精度、高选择性的检测能力是欠缺的，近红外也没有很合适的特征光谱，而这正是我们所擅长的中远红外激光技术的用武之地”。

氨（NH3）和氮氧化物（NOx），均为含氮元素，是工业脱硝过程的关键反应物。如何将还原剂氨的喷入量控制在合理范围内，更经济高效地脱除氮氧化物，是很多燃煤，燃气锅炉面临的难题，也是影响机组运行成本的重要指标，“一般脱硝机组的氨分析仪使用周期是5年，但是我们走访的很多客户表示5年之内会换3套分析仪”，原因在于传统的氨分析仪都是基于近红外激光的第一代技术，其精度和稳定度都无法满足需求。

海尔欣的第一款差异化产品“氨氮一体化分析仪”，利用的就是独有的中红外激光光谱技术，其精确度和稳定性都远高于竞品。“除了能在线分析氨逃逸，还能同时评估氮氧化物的脱硝效果，一机两用，用于脱硝优化过程控制，每年可以为一个中等规模的电厂节省数百万元成本”。

事实上，整个脱硝过程分析市场，不止电厂，只要是烧锅炉的地方，目前都有脱硝工艺控制粗放的问题。王胤表示，“国内的工业烟囱，大大小小约有10万根量级，每一根都需要多种燃烧过程以及烟气排放监测仪器，仅就整个脱硝系统优化和技术改造，大概就是200亿的市场规模”。

一旦氨氮一体分析仪器获得脱硝市场认可，基于同样的技术原理，海尔欣很快能够在硫系化合物气体的分析产品上布局，这些产品的涉及的领域将会更加广泛。

“科研+工业”同时推进

产品性能领先竞品一代

针对氨气的分析，海尔欣选择了两个市场方向——高校科研院所和工业分析领域如火电厂。二者产品形态不一样，但是技术原理是一致的。科研院所需的气体分析仪器，要求达到很高的精度，由于拥有较高技术壁垒，在这一领域海尔欣并不存在竞争对手。

高端的高精度气体分析仪器售价较高，主要是客户有不同的定制化要求，光机电一体化的要求非常高，王胤表示目前海尔欣已经与中科院、国家气象局以及多个国家重点实验室达成合作。 “使用我们氨气分析仪器的大都是国内一流的学术专家，在控制工业排放和环保监测方面都有重要的研究成果，能够提升海尔欣在整个分析仪器行业的影响力”，王胤说。

工业领域的气体分析仪，经过一段时间试用，现在也已经开始有订单。王胤对2018年在工业市场迎来突破很有信心。

“工业分析对检测精度的要求并不算高，关键是产品的稳定性和可靠性。只有多年在工业现场的摸爬滚打，才能练就出稳定可靠的质量，而这些经验诀窍，在实验室里是得不到的。况且与科研院校的合作，让我们有做到更高精度，更新一代分析仪器的能力，这就是我们的独门绝技和技术储备。” 王胤说，“浙能集团就对海尔欣的产品和技术十分看好，目前我们的合作也已经在不同层面展开，包括电厂的设备订单、与浙能研究院的合作等”

赋予机器“嗅觉”

人工智能领域占一席之地

在现有氨分析系列产品基础上，海尔欣还在不断研发新的产品。在农业领域，海尔欣的独家技术可以监控生物的代谢过程，监测农作物对氮肥的吸收量和排放量，这项技术对全球化肥工业非常有价值，每年进口的仪器销售规模近10亿，毛利高达70%以上。

“这项技术是我们在美国的专利，产品成型后，在国外的市场会更大”，王胤表示。

此外，在大健康领域的无创呼气检测，全球温室气体监测网络、天然气生产工艺检测等领域，海尔欣擅长的激光光谱技术都是非常具备潜力的技术手段，也是海尔欣目前正在评估的合作项目。

所有的这些积累，都会给海尔欣带来足够的发展空间。而海尔欣的最终目的，是通往未来的人工智能、机器世代。“未来是机器的世界，但是现在大家的注意力都在语音识别、机器视觉、人脸识别、机器语言，却忽略了另一个很重要的感知，嗅觉——机器对环境分子的感知能力。”危化物品的巡检、国防上反恐、核电厂里危化处理，都需要机器具备对环境分子的感知能力，去检测环境中有没有危害的气体分子。

气体分子传感器有很多不同的技术，但激光传感技术是一个很好的方向。对此，王胤解释道，其一，它是非接触式的，不需要损耗任何耗材或传感器芯片，维护成本低；其二，激光很适合在恶劣环境里应用，抗干扰能力非常强；其三，激光光谱分析是一种选择性非常高的分析技术，可以用作多组分或者单组分的分析，而不受其他分子的干扰。

而激光光谱分析技术正是海尔欣的优势所在，“光学技术很适合和机器人结合，我们最终的目标是能够把我们的产品做小、做精、做便宜，能够集成在机器里面。”

“我们的定位是一家高科技公司，用世界名校的技术，驱动中国的制造业向高端转型。这样的转型，要靠人才和技术的积累，靠踏实做事，靠十年磨一剑的坚持——这就是清华“技术控”的一种价值体现吧！”王胤说。

作者 师文

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