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制造業變革的大環境下智能分析儀器及傳感器該如何發展》

內容摘要:

 中國分析儀器和傳感器商品,現已加大力度朝向智能化、信息化、網絡化方向開展,以完成更活絡、更精確、更疾速、更可靠地實時檢查。

  分析儀器是中國科技、經濟和社會持續開展的根底,無論在工業進程操控、設備農業、生物醫學、環境操控、食品安全甚至航空航天、國防工程等領域,均迫切需要各類新式傳感器作為信息吸取源的小型化、專用化、簡用化、家庭化的新一代分析儀器,以敏捷改動中國分析儀器的落后狀況。

  傳感器作為現代科技的前沿技能,傳感器工業也是國內外公認的具有開展前途的高技能工業,它以其技能含量高、經濟效益好、浸透能力強、市場前景廣等特色為世人注目。

  幾十年來,以微電子技能為根底,促進了傳感器技能的開展。多學科、多種高新技能的穿插交融,推動了新一代傳感器的誕生與開展。例如:中國要點開發的MEMS、MOMES、智能傳感器、生物化學傳感器等以及往后將大力開發的網絡化傳感器、納米傳感器均是多學科、多種學科技能穿插交融的新一代傳感器。

  微型化是樹立在微電子機械體系(MEMS)技能根底上的,現在已成功應用在硅器材上構成硅壓力傳感器(如上述EJX變送器)。微電子機械加工技能,包含體微機械加工技能、表面微機械加工技能、LIGA技能(X光深層光刻、微電鑄和微復制技能)、激光微加工技能和微型封裝技能等。

  MEMS的開展,把傳感器的微型化、智能化、多功用化和可靠性水平進步到了新的高度。傳感器的檢查儀表,在微電子技能根底上,內置微處理器,或把微傳感器和微處理器及有關集成電路(運算放大器、A/D或D/A、存貯器、網絡通訊接口電路)等封裝在一起完成了數字化、智能化、網絡化、體系化。(注:MEMS技能還完成了微電動機或執行器等商品,將另作文介紹)網絡化方面,現在主要是指選用多種現場總線和以太網(互聯網),這要按各行業的特色,選擇其間的一種或多種,近年內最盛行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。

  除MEMS外,新式傳感器的開展還有賴于新式靈敏資料、靈敏元件和納米技能,如新一代光纖傳感器、超導傳感器、焦平面陳設紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新式量子傳感器、微型陀螺、網絡化傳感器、智能傳感器、含糊傳感器、多功用傳感器等。

  多傳感器數據交融技能正在構成熱點,不一樣于通常信號處理,也不一樣于單個或多個傳感器的監測和丈量,而是對基于多個傳感器丈量成果根底上的更高層次的歸納決議計劃進程。有鑒于傳感器技能的微型化、智能化程度進步,在信息獲取根底上,多種功用進一步集成以致于交融,這是必定的趨勢,多傳感器數據交融技能也促進了傳感器技能的開展。

  多傳感器數據交融的界說歸納:把散布在不一樣方位的多個同類或不一樣類傳感器所供給的部分數據資本加以歸納,選用計算機技能對其進行分析,消除多傳感器信息之間也許存在的冗余和矛盾,加以互補,降低其不確實性,取得被測對象的一致性解說與描述,然后進步體系決議計劃、計劃、反響的疾速性和正確性,使體系取得更充沛的信息。其信息交融在不一樣信息層次上呈現,包含數據層(像素層)交融、特征層交融、決議計劃層(依據層)交融。由于它比單一傳感器信息有如下長處,即容錯性、互補性、實時性、經濟性,所以逐步得到推廣應用。應用領域除軍事外,已適用于自動化技能、機器人、海洋監督、地震觀測、修建、空中交通管制、醫學確診、遙感技能等方面。

  這些年,傳感器正處于傳統型向新式傳感器轉型的開展階段。新式傳感器的特色是微型化、數字化、智能化、多功用化、體系化、網絡化,它不只促進了傳統工業的改造,并且可導致樹立新式工業,是21世紀新的經濟增長點。


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