工業用的傳感器發展趨勢是什么?
目前,全球的傳感器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出,傳感器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代傳感器的開發和產業化,競爭也將日益激烈。
目前,全球的傳感器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出,傳感器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代傳感器的開發和產業化,競爭也將日益激烈。新技術的發展將重新定義未來的傳感器市場,比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與市場份額的擴大。現儀器行業用到傳感器的比較多,比如干燥箱、烘箱、培養箱之類已廣泛使用。
如今傳感器新技術的發展,主要體現在以下幾個方面。
引入新技術發展新功能
隨著人們對自然認識的深化,會不斷發現一些新的物理效應、化學效應、生物效應等。利用這些新的效應可開發出相應的新型傳感器,從而為提高傳感器性能和拓展傳感器的應用范圍提供新的可能。圖爾克市場技術部產品經理兼技術支持主管楊德友向記者表示,“目前傳感器界的大特點是不斷引入新技術發展新功能。”如檢測金屬產品位置的電感式接近開關,它利用金屬物體接近能產生電磁場的振蕩感應頭時在被測金屬上形成的渦流效應來檢測金屬產品的位置。由于不同金屬渦流效應的效果不同,因此不同金屬的檢測距離是不一樣的,尤其是面對各類合金時,普通的電感式接近開關顯得力不從心,這要求生產廠商在提高產品功能上下功夫。由于電感式接近開關其內部結構是在鐵氧體磁芯上繞制線圈作為電感線圈,而鐵氧體磁芯自身的限制使得電感式傳感器不可能在已有的設計理念下發展,那么只能在技術上開發出可以替代鐵氧體線圈的產品來提高產品的性能。圖爾克公司的電感式接近開關摒棄了鐵氧體磁芯,從而去掉了磁芯的限制。這樣在檢測不同金屬時可以通過電路調節提高產品的檢測距離,并且全金屬檢測距離無衰減,抗干擾能力也有所提升。
利用新材料發展新產品
傳感器材料是傳感器技術的重要基礎,隨著材料科學的進步,人們可制造出各種新型傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器,光導纖維能制成壓力、流量、溫度、位移等多種傳感器,用陶瓷制成壓力傳感器。
高分子聚合物能隨周圍環境的相對濕度大小成比例地吸附和釋放水分子。將高分子電介質做成電容器,測定電容容量的變化,即可得出相對濕度。利用這個原理制成的等離子聚合法聚苯乙烯薄膜溫度傳感器,具有測濕范圍寬、溫度范圍寬、響應速度快、尺寸小、可用于小空間測濕、溫度系數小等特點。
陶瓷電容式壓力傳感器是一種無中介液的干式壓力傳感器。采用的陶瓷技術,厚膜電子技術,其技術性能穩定,年漂移量的滿量程誤差不超過0.1%,溫漂小,抗過載更可達量程的數百倍。
光導纖維的應用是傳感材料的重大突破,光纖傳感器與傳統傳感器相比有許多特點:靈敏度高、結構簡單、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、光路可彎曲、便于實現遙測等。而光纖傳感器與集成光路技術的結合,加速了光纖傳感器技術的發展。將集成光路器件代替原有光學元件和無源光器件,光纖傳感器又具有了高帶寬、低信號處理電壓、可靠性高、成本低等特點。
數字的還是模擬的?
模擬還是數字?在工業化測量和控制領域,依舊存在著爭執。盡管問題很簡單,并且有越來越多的數字化傳感器產品,但仍然很難下結論。中國科學院電工研究所新能源組的副研究員李建林與中鐵電氣化勘測設計研究院有限公司副總工程師、工程師兼國際項目管理專家王術合在接受采訪時也都提出了同樣的問題。
在一些控制領域的應用中,往往有很多不同的輸入以及多變量的處理,這些復雜的要求只有數字電路應付得過來。然而,在另一些應用中,模擬依舊占主導地位。模擬器件設計相對簡單,對應于簡單的電路,特別是面對成本控制等諸多因素,模擬都是選。
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