溫度傳感器和檢測儀表的現(xiàn)狀和發(fā)展狀態(tài)
更新時間:2009-03-13 點擊量:3002
傳感器和檢測儀表的重要性
工業(yè)設備在制造過程中及整機性能測試中會遇到各種機械量和幾何量,有些工業(yè)設備在運行中還要經(jīng)常對一些機械量、電量進行檢測或監(jiān)視。這些機械量有位移、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。實際在人們生產(chǎn)、生活和科學實驗中還會遇到化學量、生物量(包括醫(yī)學),而所有這一切,從信號的角度來看,都需要通過傳感器,將其轉(zhuǎn)換成電信號(近代還可以轉(zhuǎn)換成光信號),而后再進行信號的傳輸、處理、存儲、顯示、控制……,從信息的角度看,這些信號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技術的三部分(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,安全等級也可以提高,設備可以增值;工業(yè)設備作為自動化系統(tǒng)的控制對象或作為自動化系統(tǒng)的一部分,必須能與自動化系統(tǒng)的三部分(檢測、控制、執(zhí)行)相兼容或提供接口,使之集成為一個有機的整體,無論是單機自動化或作為大型自動化裝置的一部分,都使該工業(yè)設備的用途擴大。綜上所述,作為工業(yè)設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、檢測點取樣設備及放大器(進行抗干擾處理及信號傳輸),當然還有電源及現(xiàn)場顯示部分(可選擇),電信號一般分連續(xù)量、離散量兩種,實際上還可分成模擬量、開關量、脈沖量等,模擬信號傳輸采用統(tǒng)一信號(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)絡接口封裝在一個器件中,完成信息獲取、處理、傳輸、存貯等功能。在自動化儀表中經(jīng)常把檢測儀稱為變送器,如溫度變送器、壓力變送器等。
因為傳感器用于各行各業(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,對傳感器需求大增,所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快,形成獨立的產(chǎn)業(yè),這就拉動了工業(yè)設備,特別是半導體、設備制造業(yè)的發(fā)展,所以中國有必要特別關注傳感器產(chǎn)業(yè)。
傳感器產(chǎn)品品種多,采用的科學原理多,技術密集,具有多樣性、邊緣性、綜合性和技藝性,需要多學科、多種高新技術配合,雖然具有高附加效益,但本身價格不高,所以要推動傳感器產(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(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%,預計2008年將增加到506億美元。2003年中國傳感器應用四大領域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品設備,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,但這遠不能跟上形勢的要求。各國傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的規(guī)模在不斷擴大,美國約有1300家生產(chǎn)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(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。