傳感器新技術(shù)發(fā)展淺析

時間:2009-11-18

來源:中國傳動網(wǎng)

導(dǎo)語:目前,全球的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關(guān)專家指出,傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)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(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關(guān)專家指出,傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)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(xiàn)與市場份額的擴大。 引入新技術(shù)發(fā)展新功能 隨著人們對自然認(rèn)識的深化,會不斷發(fā)現(xiàn)一些新的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)等。利用這些新的效應(yīng)可開發(fā)出相應(yīng)的新型傳感器,從而為提高傳感器性能和拓展傳感器的應(yīng)用范圍提供新的可能。圖爾克市場技術(shù)部產(chǎn)品經(jīng)理兼技術(shù)支持主管楊德友向記者表示,“目前傳感器界的最大特點就是不斷引入新技術(shù)發(fā)展新功能?!比鐧z測金屬產(chǎn)品位置的電感式接近開關(guān),它利用金屬物體接近能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時在被測金屬上形成的渦流效應(yīng)來檢測金屬產(chǎn)品的位置。由于不同金屬渦流效應(yīng)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(guān)就顯得力不從心,這就要求生產(chǎn)廠商在提高產(chǎn)品功能上下功夫。由于電感式接近開關(guān)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shè)計理念下發(fā)展,那么只能在技術(shù)上開發(fā)出可以替代鐵氧體線圈的產(chǎn)品來提高產(chǎn)品的性能。圖爾克公司的電感式接近開關(guān)就摒棄了鐵氧體磁芯,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(diào)節(jié)提高產(chǎn)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。 而美國邦納工程國際有限公司上海代表處的產(chǎn)品經(jīng)理何廣軍也表示,如何在產(chǎn)品中引用新技術(shù)已成為傳感器制造商獲得突破的關(guān)鍵。如雷達(dá)傳感器,雖然這項技術(shù)是在美國發(fā)展起來的,但是在中國卻有著巨大的市場,邦納及時的把這項技術(shù)引入到中國的市場中來,研發(fā)出了R-Gage QT50R雷達(dá)傳感器。R-Gage QT50R雷達(dá)傳感器是針對光學(xué)和超聲波傳感器無法發(fā)揮作用的條件而研發(fā)的,并且能夠用于檢測多普勒雷達(dá)無法檢測的固定物體??赏ㄟ^DIP開關(guān)輕而易舉地設(shè)置檢測范圍,并能忽略設(shè)定距離之外的物體。何廣軍經(jīng)理補充說,“24GHz雷達(dá)波的特性決定其可以應(yīng)用在戶外,用于檢測大型鐵磁性物體有無或者港口機械防撞應(yīng)用。” 利用新材料發(fā)展新產(chǎn)品 傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ),隨著材料科學(xué)的進(jìn)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(dǎo)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(huán)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(zhì)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(yīng)速度快、尺寸小、可用于小空間測濕、溫度系數(shù)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。采用先進(jìn)的陶瓷技術(shù),厚膜電子技術(shù),其技術(shù)性能穩(wěn)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(dá)量程的數(shù)百倍。 光導(dǎo)纖維的應(yīng)用是傳感材料的重大突破,光纖傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比有許多特點:靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、光路可彎曲、便于實現(xiàn)遙測等。而光纖傳感器與集成光路技術(shù)的結(jié)合,加速了光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展。將集成光路器件代替原有光學(xué)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?!? 緊跟用戶需求更易操作 傳感器在技術(shù)水平和功能上的迅速發(fā)展,一方面來自于計算機、檢測等技術(shù)的發(fā)展,另一方面則源于應(yīng)用領(lǐng)域需求的驅(qū)動。廣州市施克傳感器有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理崔麗麗表示,用戶的新要求在推動著傳感器技術(shù)的發(fā)展。“以機器視覺傳感器為例,以前用戶可能只需要2D的效果,現(xiàn)在越來越多的用戶開始要求能夠?qū)崿F(xiàn)3D的檢測效果,施克的3D視覺傳感器就是跟隨著用戶的需要而研發(fā)出來的。”崔麗麗經(jīng)理介紹說,施克的Ranger C產(chǎn)品系列采用相機連接技術(shù)與PC進(jìn)行連接,這樣就簡化了集成過程并且提高了采集速率。在3D模式下,Ranger C每秒采集約30000幅圖片,每一張圖片包含1536個高質(zhì)量三維坐標(biāo),相當(dāng)于每秒4500萬個3D點。整套3D算法在相機內(nèi)完成,這樣就節(jié)省了購買昂貴的后處理器的花銷。Ranger C還可以在多路掃描模式下進(jìn)行操作,用戶可以從一個相機中同時得到包括3D形狀以及包括灰度等級、光澤度、激光分散度在內(nèi)的多種密度數(shù)據(jù)。在線掃描模式下,所有的特征圖像在物體通過相機時被捕捉下來,然后通過相機連接接口送到PC上用于簡單的系統(tǒng)集成。 在用戶需求催生出越來越多傳感器新品的同時,廠商也開始越發(fā)重視讓產(chǎn)品更適用于用戶的操作和需要。邦納的產(chǎn)品經(jīng)理何廣軍表示,傳感器制造商注重用戶需求的最大體現(xiàn)就是對友好操作的注重。何廣軍經(jīng)理說,“在業(yè)內(nèi),我們有一種說法就是讓傳感器遠(yuǎn)離計算機專家,意思就是讓用戶實現(xiàn)簡單操作?!?上海倍加福工業(yè)自動化貿(mào)易有限公司產(chǎn)品市場總監(jiān)John Saw也表示,如何通過對多種智能傳感器的組合讓用戶更簡單的使用傳感器已經(jīng)成為公司發(fā)展的一個方向。如作為專用于傳感器和執(zhí)行器之間聯(lián)網(wǎng)通訊的國際標(biāo)準(zhǔn)的AS-I(EN50295),它摒棄了傳統(tǒng)接線中,電源必須連接到每只傳感器并且信號線必須連到I/O模塊中的限制。一個AS-I網(wǎng)絡(luò)中最多可包含124只簡單的傳感器或31個可編程的AS-I傳感器,用戶可組合使用。
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