溫度傳感器和檢測儀表的現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顟B(tài)
更新時(shí)間:2009-03-13 點(diǎn)擊量:3040
傳感器和檢測儀表的重要性
工業(yè)設(shè)備在制造過程中及整機(jī)性能測試中會(huì)遇到各種機(jī)械量和幾何量,有些工業(yè)設(shè)備在運(yùn)行中還要經(jīng)常對(duì)一些機(jī)械量、電量進(jìn)行檢測或監(jiān)視。這些機(jī)械量有位移、速度、加速度、力、力矩、功率、壓力、流量、溫度、硬度、密度、溫度、比重和粘度等,幾何量有長度、角度、形狀、位置、表面粗糙度、表面波形等,這些均屬于物理量。實(shí)際在人們生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中還會(huì)遇到化學(xué)量、生物量(包括醫(yī)學(xué)),而所有這一切,從信號(hào)的角度來看,都需要通過傳感器,將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(近代還可以轉(zhuǎn)換成光信號(hào)),而后再進(jìn)行信號(hào)的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、控制……,從信息的角度看,這些信號(hào)連同聲音和圖像信息都是信息的源頭,所以傳感器和檢測儀表、測量儀表是信息科學(xué)技術(shù)的三部分(信息獲取、信息傳輸、信息處理)中的重要部分。
在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中,傳感器和檢測儀表是*的一部分的理由,還可由以下兩方面來看:傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備如在其上增加了必要的傳感器,配備精密測量部件(附件),則其功能和精度可以提高,便于用戶操作和維護(hù),安全等級(jí)也可以提高,設(shè)備可以增值;工業(yè)設(shè)備作為自動(dòng)化系統(tǒng)的控制對(duì)象或作為自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分,必須能與自動(dòng)化系統(tǒng)的三部分(檢測、控制、執(zhí)行)相兼容或提供接口,使之集成為一個(gè)有機(jī)的整體,無論是單機(jī)自動(dòng)化或作為大型自動(dòng)化裝置的一部分,都使該工業(yè)設(shè)備的用途擴(kuò)大。綜上所述,作為工業(yè)設(shè)備本身增加傳感器和檢測儀表、測量儀表或提供接口,是傳統(tǒng)設(shè)備更新?lián)Q代的必要條件。
傳感器是一種把非電量轉(zhuǎn)變的電信號(hào)的器件,而檢測儀表在模擬電路情況下,一般是包括傳感器、檢測點(diǎn)取樣設(shè)備及放大器(進(jìn)行抗干擾處理及信號(hào)傳輸),當(dāng)然還有電源及現(xiàn)場顯示部分(可選擇),電信號(hào)一般分連續(xù)量、離散量兩種,實(shí)際上還可分成模擬量、開關(guān)量、脈沖量等,模擬信號(hào)傳輸采用統(tǒng)一信號(hào)(4~20mA DC等)。數(shù)字化過程中,檢測儀表變化比較大,經(jīng)過幾個(gè)階段,近來多采用ASIC集成電路,而且把傳感器和微處理器及網(wǎng)絡(luò)接口封裝在一個(gè)器件中,完成信息獲取、處理、傳輸、存貯等功能。在自動(dòng)化儀表中經(jīng)常把檢測儀稱為變送器,如溫度變送器、壓力變送器等。
因?yàn)閭鞲衅饔糜诟餍懈鳂I(yè),加之這些年來,家用電器、汽車、信息產(chǎn)業(yè)三方面的飛速發(fā)展,對(duì)傳感器需求大增,所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快,形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè),這就拉動(dòng)了工業(yè)設(shè)備,特別是半導(dǎo)體、設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展,所以中國有必要特別關(guān)注傳感器產(chǎn)業(yè)。
傳感器產(chǎn)品品種多,采用的科學(xué)原理多,技術(shù)密集,具有多樣性、邊緣性、綜合性和技藝性,需要多學(xué)科、多種高新技術(shù)配合,雖然具有高附加效益,但本身價(jià)格不高,所以要推動(dòng)傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是有難度的。
傳感器和檢測儀表的現(xiàn)狀
傳感器產(chǎn)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,各種力敏傳感器、氣敏傳感器、分析儀表等,用于機(jī)械工業(yè)的還有:開關(guān)類的接近/定位傳感器、安全門開關(guān)等安全傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、視覺傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等。目前國內(nèi)傳感器共分*類,24小類,6000個(gè)品種。而國內(nèi)品種更多,如美國約有17000種傳感器,所以我國發(fā)展傳感器品種的領(lǐng)域很寬廣。
中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長,增長速度超過15%,2003年銷售額為186億元,同比增長32.9%;而世界非軍用傳感器市場1998年為325億美元,平均增長率為9%,預(yù)計(jì)2008年將增加到506億美元。2003年中國傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品設(shè)備,其中工業(yè)和汽車電子產(chǎn)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、霍尼韋爾、歐姆龍、邦納等公司,這為zui終用戶和工業(yè)設(shè)備制造廠帶來了很大的便利,而國內(nèi)傳感器和檢測儀表生產(chǎn)雖有發(fā)展,但這遠(yuǎn)不能跟上形勢(shì)的要求。各國傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大,美國約有1300家生產(chǎn)和開發(fā)傳感器的廠家,100多個(gè)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(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微米/納米國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等研發(fā)基地,初步建立了敏感元件和傳感器產(chǎn)業(yè),2000年總產(chǎn)量超過13億只,目前我國已有1688家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè),其中從事MEMS研制生產(chǎn)的已有50多家,到“十五”末期,敏感元件和傳感器年總產(chǎn)量已達(dá)到20億只。
我國在參與傳感器市場競爭方面也走出了新路子,如沈陽儀表科學(xué)研究院的“傳感器國家研究中心”,已向美國出口力敏傳感器芯片40萬只。