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武漢三駿聯眾科技有限公司
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閱讀：1164發(fā)布時間：2011-6-30
檢測儀表和傳感器的現狀和發(fā)展趨勢
檢測儀表和傳感器的現狀
傳感器產品的門類品種繁多，用于流程工業(yè)的主要有：溫度傳感器、壓力傳感器、重量傳感器、流量傳感器、液位傳感器、氧敏傳感器、力敏傳感器、氣敏傳感器、分析儀表……，用于機械工業(yè)的還有：開關類的接近/定位傳感器安全門開關等安全傳感器、旋轉編碼器、視覺傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等，國內傳感器共分*類，24小類，6000個品種，而國外品種更多，如美國約有17000種傳感器，所以發(fā)展傳感器品種的領域很寬廣。
中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長，一般增長速度超過15%，2003年銷售額為186億元，同比增長率為9%，預計2008年將增加到506億美圓。2003年中國傳感器應用四大領域為工業(yè)及汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品、設備，其中工業(yè)和汽車電子產品占*的33.5%。由于改革開放，我國巨大的市場，引來了各國廠商，如西門子、橫河、霍尼威爾、歐姆龍、邦納等公司，這為zui終用戶和工業(yè)設備制造商帶來了很大的便利，而國內傳感器和檢測儀表生產雖有發(fā)展，但這遠不能跟上形勢的需求。各國傳感器生產和研發(fā)的規(guī)模在不斷擴大，美國約有1300家生產和開發(fā)傳感器的廠家，100多個研究院所和院校，日本有800家廠商。我國近年建立了傳感器技術國家重點實驗室、微米/納米國家重點實驗室等研發(fā)基地，初步建立了敏感元件和傳感器產業(yè)，2000年總產量超過13億只，目前我國已有1688家從事傳感器的生產和研發(fā)的企業(yè)，其中MEMS研制生產的已有50多家，到“十五”末期，敏感元件和傳感器年總產量已達到20億只。
我國在參加傳感器市場競爭方面也走出了新路子，如沈陽儀表科學研究院的“傳感器國家工程研究中心。”已向美國出口力敏傳感器芯片40萬只。
傳感器技術包括敏感機理，敏感材料，工藝設備和計測技術四個方面約有30多種技術。隨著微電子技術的發(fā)展，傳感器技術發(fā)展很快，我國研發(fā)的力量尚需大量投入，特別要加強具存自主知識產權的傳感器的創(chuàng)新開發(fā)?？蒲谐晒霓D化及傳感器生產產業(yè)化問題，在我國更是迫在眉睫的問題，在批量生產情況下，控制傳感器產品性能（主要是穩(wěn)定性、可靠性），使之合格率達到商業(yè)化產業(yè)要求，就需要有*的制造工藝和自動化水平很高的工藝設備，因此應在開發(fā)工藝設備上下功夫，解決傳感器生產產業(yè)化的“瓶頸”問題。在傳感器的應用上，特別是新型傳感器的應用上，還得大力推廣，改革開放創(chuàng)造了市場經濟條件，各種工業(yè)設備應用了*的傳感器，這擴大了傳感器市場，也使我國新型傳感器生產產業(yè)化有了動力。
在傳感器生產產業(yè)化過程中，應該在引進技術和自主創(chuàng)新兩方面都不放松。在引進*技術中，可以提高自己的技術，同時也滿足了國內市場的需求，形成了傳感器生產產業(yè)規(guī)模。如橫河公司zui近發(fā)布的EJX多變量變送器，就是個可以考慮引進技術的例子，它精度高（0.025%）、智能化程度高，采用現場總線技術，由于能把質量、流量、介質壓力及導管堵塞診斷、蒸氣體熱診斷和孔板磨損情況等多種變量和信息經現場總線傳輸給*控制室；對保證生產和提供設備維護信息、保證安全運行都很有利，這種新型變送器的發(fā)展，配合了自動化系統(tǒng)管控一體化的變革，只有信息源頭能力強了，信息豐富了，才能使信息化更好促進生產力發(fā)展。另外，廣闊的重化工工業(yè)市場使得新型傳感器變送器在石油化工、冶金、電力等多個行業(yè)用量可以達到批量化產業(yè)要求。
檢測儀表和傳感器的發(fā)展趨勢
近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點是微型化、數字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網絡化，它不僅促進了傳統(tǒng)產業(yè)的改造，而且可導致建立新型工業(yè)，是21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(tǒng)（MEMS）技術基礎上的，目前已成功應用在硅器件上形成硅壓力傳感器（如上述EJX變送器）。微電子機械加工技術，包括體微機械加工技術、表面微機械加工技術、LIGA技術（X光深層光刻、微電鑄和微復制技術）、激光微加工技術和微型封裝技術等。MEMS的發(fā)展，把傳感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。傳感器的檢測儀表，在微電子技術基礎上，內置微處理器，或把微傳感器和微處理器及相關集成電路（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、系統(tǒng)化。（注：MEMS技術還完成了微電動機或執(zhí)行器等產品，將另作文介紹）網絡化方面，目前主要是指采用多種現場總線和以太網（互聯網），這要按各行業(yè)的特點，選擇其中的一種或多種，近年內zui流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。
除MEMS外，新型傳感器的發(fā)展還有賴于新型敏感材料、敏感元件和納米技術，如新一代光纖傳感器、超導傳感器、焦平面陳列紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新型量子傳感器、微型陀螺、網絡化傳感器、智能傳感器、模糊傳感器、多功能傳感器等。
多傳感器數據融合技術正在形成熱點，它形成于20世紀80年代，它不同于一般信號處理，也不同于單個或多個傳感器的監(jiān)測和測量，而是對基于多個傳感器測量結果基礎上的更高層次的綜合決策過程。有鑒于傳感器技術的微型化、智能化程度提高，在信息獲取基礎上，多種功能進一步集成以致于融合，這是必然的趨勢，多傳感器數據融合技術也促進了傳感器技術的發(fā)展。多傳感器數據融合的定義概括：把分布在不同位置的多個同類或不同類傳感器所提供的局部數據資源加以綜合，采用計算機技術對其進行分析，消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，加以互補，降低其不確實性，獲得被測對象的一致性解釋與描述，從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應的快速性和正確性，使系統(tǒng)獲得更充分的信息。其信息融合在不同信息層次上出現，包括數據層（像素層）融合、特征層融合、決策層（證據層）融合。由于它比單一傳感器信息有如下優(yōu)點，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，已適用于自動化技術、機器人、海洋監(jiān)視、地震觀測、建筑、空中交通管制、醫(yī)學診斷、遙感技術等方面。
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