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制造业变革的大环境下智能分析仪器及传感器该如何发展》

内容摘要:

 中国分析仪器和传感器商品,现已加大力度朝向智能化、信息化、网络化方向开展,以完成更活络、更精确、更疾速、更可靠地实时检查。

  分析仪器是中国科技、经济和社会持续开展的根底,无论在工业进程操控、设备农业、生物医学、环境操控、食品安全甚至航空航天、国防工程等领域,均迫切需要各类新式传感器作为信息吸取源的小型化、专用化、简用化、家庭化的新一代分析仪器,以敏捷改动中国分析仪器的落后状况。

  传感器作为现代科技的前沿技能,传感器工业也是国内外公认的具有开展前途的高技能工业,它以其技能含量高、经济效益好、浸透能力强、市场前景广等特色为世人注目。

  几十年来,以微电子技能为根底,促进了传感器技能的开展。多学科、多种高新技能的穿插交融,推动了新一代传感器的诞生与开展。例如:中国要点开发的MEMS、MOMES、智能传感器、生物化学传感器等以及往后将大力开发的网络化传感器、纳米传感器均是多学科、多种学科技能穿插交融的新一代传感器。

  微型化是树立在微电子机械体系(MEMS)技能根底上的,现在已成功应用在硅器材上构成硅压力传感器(如上述EJX变送器)。微电子机械加工技能,包含体微机械加工技能、表面微机械加工技能、LIGA技能(X光深层光刻、微电铸和微复制技能)、激光微加工技能和微型封装技能等。

  MEMS的开展,把传感器的微型化、智能化、多功用化和可靠性水平进步到了新的高度。传感器的检查仪表,在微电子技能根底上,内置微处理器,或把微传感器和微处理器及有关集成电路(运算放大器、A/D或D/A、存贮器、网络通讯接口电路)等封装在一起完成了数字化、智能化、网络化、体系化。(注:MEMS技能还完成了微电动机或执行器等商品,将另作文介绍)网络化方面,现在主要是指选用多种现场总线和以太网(互联网),这要按各行业的特色,选择其间的一种或多种,近年内最盛行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。

  除MEMS外,新式传感器的开展还有赖于新式灵敏资料、灵敏元件和纳米技能,如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈设红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新式量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、含糊传感器、多功用传感器等。

  多传感器数据交融技能正在构成热点,不一样于通常信号处理,也不一样于单个或多个传感器的监测和丈量,而是对基于多个传感器丈量成果根底上的更高层次的归纳决议计划进程。有鉴于传感器技能的微型化、智能化程度进步,在信息获取根底上,多种功用进一步集成以致于交融,这是必定的趋势,多传感器数据交融技能也促进了传感器技能的开展。

  多传感器数据交融的界说归纳:把散布在不一样方位的多个同类或不一样类传感器所供给的部分数据资本加以归纳,选用计算机技能对其进行分析,消除多传感器信息之间也许存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确实性,取得被测对象的一致性解说与描述,然后进步体系决议计划、计划、反响的疾速性和正确性,使体系取得更充沛的信息。其信息交融在不一样信息层次上呈现,包含数据层(像素层)交融、特征层交融、决议计划层(依据层)交融。由于它比单一传感器信息有如下长处,即容错性、互补性、实时性、经济性,所以逐步得到推广应用。应用领域除军事外,已适用于自动化技能、机器人、海洋监督、地震观测、修建、空中交通管制、医学确诊、遥感技能等方面。

  这些年,传感器正处于传统型向新式传感器转型的开展阶段。新式传感器的特色是微型化、数字化、智能化、多功用化、体系化、网络化,它不只促进了传统工业的改造,并且可导致树立新式工业,是21世纪新的经济增长点。


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