创新传感器在医疗健康领域的应用

创新传感器在医疗健康领域的应用
创新传感器在医疗健康领域的应用

传感器的创新与应用

传感器的创新与应用 1生物传感器的组成 1.1基本原理 生物传感器具体的工作原理是在以固定化细胞和固定化酶技术的基础上,通过生物学元件(功能性识别元件)对被测物进行识别和感知,并把这些所识别和感知的被测物根据一定的规律转化成为可识别的信号。其中通过生物敏感元件和被测物之间发生的特异反应和信号利用物理元件进行转换,通过转变把这些所产生的特异反应及信号转化为比较容易检测的信号(如光、电、声等)从而间接的获得待测物的相关信息。对于生物敏感元件而言,通常包括生物体、组织、细胞、细胞器、细胞膜、酶、酶组分、感受器、抗体、核酸等。在对所产生的反应进行转换时所采用的转换器有很多种,其中有电热测量式、电流测定式、电导率测量式、阻抗测定式、光强测量式、热量测定式、声强测量式以及机械式和“分子”电子式等等. 1.2分类 对生物传感器的分类主要是因其中所采用的生物分子识别元件的不同,目前生物传感器主要有酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、DNA传感器、组织传感器及细胞传感器等几类、现我国国内所具有的传感器主要有4类分别为酶传感器、微生物传感器、免疫传感器及DNA传感器。 2探讨生物传感器在环境监测中的应用 2.1在水环境监测中的应用 2.1.1监测BOD 在对BOD的含量进行监测时可以通过采用BOD生物传感器进行监测,整个监测过程只需在10min—15min内即可完成,BOD生物传感器主要由微生物膜和氧化电极构成,其监测原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中并与微生物传感器接触,样品中的溶解性可以

生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用,而消耗一定的氧气,从而使扩散到氧化电极表面上氧的质量也达到恒定,进而产生一个恒定电流,恒定电流的差值与氧的减少量存在定量关系,根据这种关系就能够算出样品中的生化需氧量。这种测定方法与其他传感器相比具有高选择性、高灵敏度、操作简单、可靠性高等优点。把这种传感器的微生物膜储存在4℃下、50mmol/L、pH值在6.8的磷酸盐缓冲溶液中,传感器够保持180d的稳定性,并且在反应特征没有明显降低的情况下,被固定的微生物膜能够重复使用200次以上,其最低的检测限为1mg/LBOD。这种监测方法在对水质状况进行在线监测中可以广泛推广,并且使用前景很为广阔。相于而言,它是环境监测中最为成功的一项生物传感器。它所监测的结果拥有较好的重现性。 2.1.2监测硝酸盐 对水环境所含NO3含量进行监测时所用的生物传感器在进行监测时主要是对N03—被原成NO2—的过程中所产生还原电流的大小来定含有N03—的量。在对0.400umol/L的NO2—进行监测时采用该传感器所监测的效果极其准确。根据电泳原理对该传感器进行改进,将电极放置在所培养的基池和被监测的液体中,这样可以使N03—更加容易接近敏感元件,进而可以得出更准确的监测结果. 2.1.3监测酚类污染物 在水环境中,酚类污染物作为一项重要的监测指标,它是由工业排放废水进人水环境中的,且它属于一种具有高毒性的物质。在早期对酚类污染物进行监测主要运用的是酶电极安培传感器。此类传感器在结构上比较简单,检测限比较低,所产生的干扰比较少。而随着生物科学的发展,新酚类生物传感器的研制,主要通过运用二相生物传感系统检测溶液和有机介质中的酚;其中对4—硝基酚进行监测时主要是通过对荧光的竞争性流动免疫进行检测的,这样的酚类污染物监测的方法所得的监测结果的准确性更高。 2.2在大气环境监测中的应用 在大气环境中对大气有污染的因子有很多,但其中最为重要的有NO X、SO2、TSP、CO2等,其中对大气污染最为严重的因子是NO X—和SO2。这两种因子会直接造成酸雨、酸雾的形成,同时对于NO X而言,还是造成光化学污染的主要因素。在对NO X和SO2的—监测中,传统的环境.监测方法,在操作上比较复杂并且所得出的结果重现l生较差。因此,生物传感器在监测领域有着很大的发展空间。 2.2.1监测NO X 对于监测NO X的生物传感器,它的组成部分主要包括多孔的气体渗透膜、固定化的硝化细菌以及氧电极三部分。对于该传感器主要的能源是硝化细菌以及硝酸盐,而其中的呼吸活性与硝酸盐有着直接的关系,硝酸盐的含量越大硝化细菌的呼吸性就越强,在进行呼吸过程中直接导致溶解氧的浓度降低进而由氧电极进行检测,从而硝酸盐的含量间接的反应出来,而所反应出来的硝酸盐的含量也就反应出了大气中所含NO X的含量。对于该传感器而言,所监测的最低限度为0.01mmol/L,在硝酸盐的浓度低于0.59mmol/L的情况下,传感器所产生的电流和亚硝酸盐的浓度是成正比的关系。该传感器拥有较好的选择l生和较强抗堵塞抗干扰能力的特征。 2.2.2监测SO2

传感器的应用现状及发展趋势-论文2011-11-16

传感器技术的研究应用现状与发展前景 传感器技术作为信息技术的三大基础之一,是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。本文回顾了传感器技术的发展历史,综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况,并通过简述当前的应用实例,展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 1.引言 传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。当今社会的发展是信息化社会的发展,在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理,而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段,是现代科学的中枢神经系统,它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑,把通信系统比喻为传递信息的神经系统,那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。传感器技术是现代科技的前沿技术,发展迅猛,同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱,许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力拥有广泛的开发空间,发展前景十分广阔。 2.传感器的发展历史及分类 2.1传感器技术的发展历史 传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的,在那时与计算机技术和数字控制技术相比,传感技术的发展都落后于它们,不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外,传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的,并在早期多用于国家级项目

生物传感器的研究现状及应用

生物传感器的研究现状及应用 生物传感器?这个熟悉但又概念模糊的名词最近不断出现在媒体报道上,生物传感器相关的研究项目陆续获得巨额的研究资助,显示出越来越受重视的前景。要掌握生命科学研究的前研信息,争取好的研究课题和资金,你怎能不了解生物传感器? 让我们来看看生物通最近的一些报道: 英国纽卡斯尔大学科学家研发了可用于检测肿瘤蛋白以及耐药性MASA细菌的微型生物传感器。该系统利用一个回旋装置来检测,类似导航系统和气袋的原理。振荡晶片的大小类似于一颗尘埃尺寸,有望可使医生诊断和监测常见类型的肿瘤,获得最佳治疗方案。该装置可以鉴定肿瘤标志物-蛋白以及其它肿瘤细胞产生的丰度不同的生物分子。该小组下一步目标是把检测系统做成一个手持式系统,更加快速方便地检测组织样品。欧共体已经拨款1200万欧元资金给该小组,以使该技术进一步完善。 苏格兰IntermediaryTechnologyInstitutes计划投资1亿2千万英镑发展“生物传感器平台(BiosensorPlatform)”——一种治疗诊断技术。作为将诊断和治疗疾病结合在一起的新兴疗法,能够在诊断的同时,提出适合不同病人的治疗方案,可以降低疾病诊断和医学临床的费用与复杂性,同时具备提供疾病发展和药品疗效成果的能力。目前该技术已被使用在某些乳癌的治疗上,只需在事前做些特殊的测试,即可根据结果决定适合的疗程。这个技术更被医学界视为未来疾病疗程的主流。 来自加州大学洛杉矶分校的研究者使用GeneFluidics开发的新型生物传感器来鉴定引起感染的特定革兰氏阴性菌,该结果表明利用微型电化学传感器芯片已经可以用于人临床样本的细菌检查。GeneFluidics'16-sensor上的芯片包被了UCLA设计的特异的遗传探针。临床样本直接加到芯片上,然后其电化学信号被多通道阅读器获取。根据传感器上信号的变化来判断尿路感染的细菌种类。从样品收集到结果仅需45分钟。比传统方法(需要2天时间)

传感器的技术应用与发展前景

传 感 器 的 技 术 应 用 与 发 展 趋 势 院系:新联学院 专业:10电子信息工程 姓名:王俊锋 学号:1002174050

传感器的技术应用与发展趋势 摘要:随着信息科学、生物科学以及材料科学的日益进步,传感器技术也随着发展很迅速, 日常生活的各个领域它已越来越受到广泛的关注。将来的传感器技术会向微型化、多功能化、智能化以及网络化的方向发展。 关键词:传感器技术;应用; 现状;发展趋势;微型化;多功能化;智能化;网络化随着科学技术的迅猛发展, 在机械制造、交通运输、石油化工以及医疗卫生等领域,传感器技术的应用越来越广泛,它正逐渐地渗透到人们的日常生活中去。 从某种程度上来讲, 衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志是传感器技术水平的高低,主要体现在传感器能够较好地实现自动控制水平和测试技术的高低。作为测量与自动控制的重要环节的传感器,不仅是新技术革命的重要技术基础,而且还是当今信息社会的重要技术基础。笔者就当前一些重要的领域里,讲述了传感器技术的应用情况,并按照目前传感器技术的发展现状,对其将来的发展方向加以预测。 一、传感器的定义以及分类 (一)传感器的定义 从广义上来说,传感器是指将被测量对象的某一确定的信息具有定量检出与感知功能,而且根据一定的规律能够转化为与之相符的有价值认识信号的装置或者元器件。从狭义上来说,可以感受被测量,而且可以根据特定的规律把其转化为性质相同或不同的输出信号的装置。 (二)传感器的分类 1.传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。 2.按照输入物理量的分类,传感器常以别测物理量命名,如位移传感器,速度传感器、温度传感器、压力传感器等; 3.按照工作原理分类,传感器的命名常能够根据工作原理,如应变式、电容式、电感式、热点式、光电传感器等; 4.按输出信号分类,可分为模拟传感器和数字式传感器。若输出量为模拟量则成为模拟式,输出量为数字式则称为数字式传感器等。 5.按照被测量的性质,可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。 (1)物理传感器原理及应用 物理传感器是利用某些物理效应,把被测量转化成为便于处理的能量形式的信号装置,其输出的信号和输入的信号有确定的关系。常用的物理传感器有光电式传感器、压电式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。 (2)化学传感器原理及应用 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,将被测信号量的微小变化转换成电信号。常用的有气敏、湿敏和离子传感器。 (3)生物传感器原理及应用 生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件。换句话说,它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与信号转换器相结合,将生物反应所引起的化学、物理变化变换成

智能传感器的五大领域应用

智能传感器的五大领域应用 近年来,我国的物联网产业发展迅速,据相关数据统计和预测,2014年产业规模达到了6320亿元人民币,同比增长22.6%;2015年产业规模达到7500亿元人民币,同比增长29.3%;2017年产业规模突破9300亿元,同比增长9.31%。预计2018年我国的物联网整体规模将突破万亿元。 传感器在物联网产业中的作用 物联网是将各种信息传感设备和互联网结合起来形成的一个巨大网络,它是互联网的升级,也是信息化时代的核心。物联网的发展需要智能感知、识别和通讯等技术支撑,而感知的关键就是传感器及相关技术,可以毫不夸张的说,没有传感器的进步,就没有物联网的繁荣。随着物联网的发展,传感器产业也将迎来爆发,传感器是物联网采集数据的关键组件,扮演着不可或缺的角色。 随着全球开始步入高速发展的信息时代,在获取和处理信息过程中,首先要解决的就是要获取可靠并准确的信息,而传感器是获取信息的主要手段和途径。例如在工业4.0时代,要用传感器来监视和控制生产过程中的参数,使设备保持正常的工作状态;在智能家居领域,传感器是实现用户和家居单品(灯光、电视、冰箱、音响等)互动的基础;在无人驾驶中,需要通过传感器对交通和环境数据的采集和处理,这样才能保证汽车在道路上的安全行驶……可以毫不夸张的说,未来物联网有多大的市场,传感器就能有多大的作为。 物联网时代,智能传感器将大有可为 中国的传感器产业相对落后,但随着物联网需求的增加,目前国内传感器呈现一种高速增长的态势。据统计,2017年中国的传感器市场规模为2070亿元,预计到2021年将增至5937亿元,未来五年中国传感器产业年均复合增长率约30%,远高于全球平均水平。我国的传感器发展大致分为三个阶段,以利用结构变化感知信号的结构型传感器;以半导体和材料组成的固体型传感器;以具有信息交换、处理能力的智能传感器,这也是物联网时代最有前景的传感器类型。 智能传感器具有高精度、成本低、功能多样化、自动化强等特点,它是一种具有信息处理功能的传感器,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。在很多物联网场景下的传感器都具有智能传感器得特点,未来得物联网时代,智能传感器将是市场主流。 传感器的类型有上万种,智能传感器亦是如此,一个良好的智能传感器是由微处理器驱动的传感器与仪表套装等组成,智能传感器能将检测到的信息储存起来并处理这些数据,从而创造出新数据。智能传感器实现物联网的关键技术之一,它在工业、农业、医疗、交通等领域将发挥巨大作用,在未来的传感器市场上,智能传感器的比重会越来越大。近期云里物里也将发布光传感器,红外线传感器,压力传感器等新品。 五大领域对智能传感器的需求暴涨 近日,某国内知名研究机构发布了未来最有前景的几大物联网场景,其中智能工业、智能家

压电式传感器的发展与应用

HEFEI UNIVERSITY 自动检测技术报告 题目压电式传感器的应用与发展 系别 ***级自动化 班级 **班 姓名 ********************** 指导老师***** 完成时间 2011-11-28

前言:压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面上产生电荷,从而实现非电量测量。压电传感元件是力敏感元件,所以它能测量最终能变换为力的那些物理量,例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来,由于电子技术的飞速发展,随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现,使压电传感器的使用更为方便。因此,在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。本文重点介绍压电式传感器的工作原理,在航空发动机中的应用及发展趋势。 关键字:传感器压电效应测振 正文:压电式传感器的发展及应用压电式传感器是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变 时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量 与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电 效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起 晶体机械变形的现象,又称电致伸缩效应。用逆压电效 应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件 的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、 厚度切变型、平面切变型5种基本形式(见图)。压电 晶体是各向异性的,并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。 压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广泛。

最新光电传感器的应用与新技术49303

光电传感器的应用与新技术49303

光电传感器的应用与新技术 --浅谈光电池与CCD 摘要:光电传感器是利用光电效应制成的一类传感器的总称,它能将光学量转变为电学量,广泛应用于检测和自动化系统。光电传感器包括光电池和光电阻传感器。本文将以下几个方面:1. 什么是光电池和光电阻传感器;2.光电池和光电阻传感器的比较;3.光电传感器的实际应用;4.光电传感器在未来的发展方向,详细地介绍光电传感器,并提出本人对光电传感器在未来的预测。 一光电池和光电阻 在介绍光电传感器之前,我们有必要先了解一下光电效应。光电效应是光照射到某些物质上,使该物质的电特性发生变化的一种物理现象,可分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应三种。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应[1]。它是指,在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。光电导效应是指当入射光射到半导体表面时,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,使其自生电导增大。光生伏特效应是指当一定波长的光照射非均匀半导体(如PN结),在自建场的作用下,半导体内部产生光电压的效应[2]。光电传感器都是利用光电效应制成的。 1.光电池 光电池是一种能在光的照射下,不加偏置,产生电动势半导体器件,也属于电能量型传感器。光电池的种类很多,有硒,氧化亚铜,硫化铊,硫化镉,锗,硅,砷化镓光电池等。其中最受重视的是硅光电池,因为它有一系列优

点:性能稳定,光谱范围宽,频率特性好,传递效率高(接近理论极限17%),能耐高温辐射等[3]。 1.1光电池的工作原理 光电池的工作原理是光生伏特效应。当光子的能量hγ大于半导体材料的禁带宽度时,半导体材料吸收光而产生电子空穴对,这样在半导体材料内部形成载流子的浓度梯度,进而在受照表面和暗面产生一个开路的光电压。 1.2光电池的特性 光电池的特性主要有光谱特性,光照特性等。 如 图为硒光电池和硅光电池的光谱特性曲 线,即相对灵敏度与入射光的波长的关系曲 线。从图上可知,不同材料的光谱峰值位置 是不同的[4]。硅光电池的峰值在800微米左 右,而锗光电池的峰值在450微米左右。实际使用时,应根据光源性质来选择光电池,而且要注意的是,光电池的光谱特性还与温度有关。 如图为硅光电池的光照特性。光生 电动势与光照间的特性曲线称为开路电 压曲线,光电流密度与光照强度的特性 曲线称为短路电流曲线。由图可知,当 光照足够大时,开路电压趋于饱和,因此,可以将光电池当做电流源使用,这是光电池的主要优点之一[5]。 光电池的特性还有频率特性,温度特性,在这儿就不详细叙述了。

传感器技术的应用及其发展

传感器技术的应用及其发展 摘要:传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节,而测试技术与自动控制水平 高低,是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。本文列举了传感器技术在当前一些重要领域里的应用,并讲述了其发展趋势。 关键词:传感器技术应用现状发展趋势 一、引言 传感器技术是当今世界令人瞩目,迅速发展的高新技术之一,也是当代科学发展的一个重要标志,与通许技术、计算机技术共同构成21世纪信息产业的三大支柱。如果说计算机是人类大脑的扩展,那么传感器就是人类五官的延伸。因此各发达国家都将传感器技术作为本世纪重点技术加以发展。随着国内工业自动化、信息化和国防现代化的发展,传感器的年需求量持续增长。传感器的应用也越来越广泛、已渗透到各个专业领域。但是目前国内传感器技术的创新和新产品开发能力落后于国内外先进水平,制约了我国工业自动化和信息化技术的发展。 二、传感器介绍 传感器一般由敏感元件、传感元件和其他辅助件组成,有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。传感器通常可以按照一系列方法进行分类。根据输入物理量的分类,传感器常以别测物理量命名,如位移传感器,速度传感器、温度传感器、压力传感器等;根据工作原理分类,传感器常可以依据工作原理进行命名,如应变式、电容式、电感式、热电式、光电传感器等;按输出信号分类,可分为模拟传感器和数字式传感器。输出量为模拟量则称为模拟式,输出量为数字式则称为数字式传感器等等。 三、主要传感器技术分类 传感器技术是当前代表国家综合科研水平的重要技术,传感器技术的具体应用是传感器技术转化的重要途径和方法。加强对传感器技术应用的研究也是了解传感器技术发展现状并对其未来发展进行预测的基础和前提。 3.1 光电传感器技术

传感器在工业领域的应用

传感器在工业领域的应用案例 当工程师在评估技术进步时,通常注重于处理能力的大大提高,处理能力使工业设备日趋“智能”。 针对这种形势,人们很容易忽视传感器为当今中央处理器提供处理其工作机会的作用。例如,无电容和电阻传感技术的话,如何让一部智能手机显得“智能”?如果未采用先进的加速计技术控制家庭视频游戏机,人们的生活将多么乏味? 工业控制领域内同样如此。如今,所有设备都能被工程师测量或检测,并用作输入系统。传感器和变送器的构造适用于各种环境;同时,与获取信号是确保其安全传输至中央处理器的调节和输送系统一样重要。 在工业领域,最突出的趋势可能是视觉信息用作系统输入的急剧增长。根据行业分析师IMS研究估计,2011年的机器视觉市场增长10%(达到近29亿美元)。尽管在宏观经济气候下困难持续存在,但是,在随后五年内,该市场可能继续增长(即使是以较为适度的个位数增长)。如今,制造业所占比例超过机器视觉收入的80%;但IMS还确定,该技术将在交通监测、安全和监督、管理和医学应用等领域广泛使用。 例如Omron制造的ZFV系列智能视觉传感器可使工程师使用视觉系统,这在几年前是不可能实现的。此类设备包括配有高速CCD摄像机(电荷耦合摄像机)的探头,以及与放大器/控制器模块进行数字通信的智能可调LED照明电源。探头可选用5 mm至50 mm不等的各种视场规格,放大器则为单功能或编程/多功能放大器,其取决于应用程序和客户要求。 放大器模块配有一个LCD屏幕和允许用户通过键盘输入定义其检验应用程序的“教学和驱动”软件。预编程基本算法包括区域、亮度、宽度、位置、字符、计数和模式。在检验过程中,该屏幕还用于显示通过/失败信息,并显示一张已检产品的图像。 图1-专为外观检验设计的Omron ZFV系列

传感器技术发展现状及趋势

传感器技术发展现状及趋势 桂林航天工业学院 课程论文 题目:传感器技术发展现状及趋势 专业:工商企业管理(生产运作与质量管理) 姓名:罗并 学号:20190820Z00102 指导教师:陈少航 2019年 6月12日 传感器技术发展现状及趋势 在信息化社会,几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探 测技术的支持。生活在信息时代的人们,绝大部分的日常生活与信息资源的开发,采集, 传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态,21世纪的先进传感器必须具备小型化,智能化,多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增,要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋 势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性,可靠性,灵敏性等)的要求越来越严格; 与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标 准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被 各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小,重量轻,反应快,灵敏度高以及成本低等优点。 目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD) 的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本,高性能的 新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能 够满足科技发展需求的微型化的方向发展。 智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新 型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用 领域,如分布式实时探测,网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。,智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理,分析和调节,能够对所测的数值及其误 差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行

位移传感器应用在哪些领域

众所周知,位移传感器是将感应到的电信号转换成信息传出,供人们了解位移距离的元件,由于其类型不同,所应用的领域也存在差异。 常用的有应变式位移传感器,磁致伸缩位移传感器,光栅位移传感器,激光位移传感器,角度位移传感器等。 磁致伸缩位移传感器的应用 注塑机、压铸机、吹瓶机、液压机、鞋机、橡胶机、轮胎硫化机、压延机、五金机械(监控模具厚度变化和平衡)、钢厂轧辊调节、盾构机、液压伺服系统、液位检测和控制。 激光位移传感器的应用 激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量,还可用于探伤和大气污染物的监测等。 角度位移传感器的应用 地理: 山体滑坡,雪崩 民用: 大坝,建筑,桥梁,玩具,报警,运输 工业:吊车,吊架,收割机,起重机,称重系统的倾斜补偿,沥青机.铺路机等 火车:高速列车转向架和客车车厢的倾斜测量 海事:纵倾和横滚控制,油轮控制,天线位置控制 钻井:精确钻井倾斜控制 机械:倾斜控制,大型机械对准控制,弯曲控制,起重机

军用:火炮和雷达调整,初始位置控制,导航系统,军用着陆平台控制 直线位移传感器(电子尺)的应用领域 注塑机、压铸机、吹瓶机、液压机、鞋机、砖机、砌垛机、陶瓷机械、列车轨距监测、橡胶机、轮胎硫化机、压延机、五金机械(监控模具厚度变化和平衡)、皮革机械、比例阀、长行程钻管机、弹簧机械、木工机械、板材设备、印刷机械(刷辊运动、裁纸等)、钢厂轧辊调节、机械手、自动门(列车及大厅)、裁床(裁钢管、木板、线材等)、桥梁监测、煤炭设备(掘进机、坑道支架、塌方监测等)、地质监测(如:塌方、溃堤)。 拉绳/拉线位移传感器的应用领域 舞台屏幕设备、皮革机械、盾构机、长行程钻管机、弹簧机械、木工机械、板材设备、印刷机械(刷辊运动、裁纸等)、机械手、自动门(列车及大厅)、裁床(裁钢管、木板、线材等)、桥梁监测、电梯平层、升降机、水闸开度、水库水位、行车、工程车、龙门吊、港口设备、煤炭设备(掘进机、坑道支架、塌方监测等)、水处理液位、仓储设备、地质监测(如:塌方、溃堤)、石油钻探设备、探矿设备等。 以上就是相关内容的介绍,希望对大家了解这一问题会有更多的帮助,同时如有这方面的兴趣或需求,可以咨询了解一下南京凯基特电气有限公司。

压力传感器的应用领域

压力传感器的应用领域 压力传感器主要应用于:增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机,压缩机,空调制冷设备等领域。 1、应用于液压系统 压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。当控制阀芯突然移动时,在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。在典型的行走机械和工业液压中,如果设计时没有考虑到这样的极端工况,任何压力传感器很快就会被破坏。需要使用抗冲击的压力传感器,压力传感器实现抗冲击主要有2种方法,一种是换应变式芯片,另一种方法是外接盘管,一般在液压系统中采用第一种方法,主要是因为安装方便。此外还有一个原因是压力传感器还要承受来自液压泵不间断的压力脉动。 2.应用于安全控制系统 压力传感器在安全控制系统中经常应用,主要针对的领域是空压机自身的安全管理系统。在安全控制领域有很多传感器应用,压力传感器作为一种非常常见的传感器,在安全控制系统中应用也不足为奇。 在安全控制领域应用一般从性能方面来考虑,从价格上的考虑,还有从实际操作的安全性方便性来考虑,实际证明

选择压力传感器的效果非常好。压力传感器利用机械设备的加工技术将一些元件以及信号调节器等装置安装在一块很小的芯片上面。所以体积小也是它的优点之一,除此之外,价格便宜也是它的另一大优点。在一定程度上它能够提高系统测试的准确度。在安全控制系统中,通过在出气口的管道设备中安装压力传感器来在一定程度上控制压缩机带来的压力,这算是一定的保护措施,也是非常有效的控制系统。当压缩机正常启动后,如果压力值未达到上限,那么控制器就会打开进气口通过调整来使得设备达到最大功率。 3.应用于注塑模具 压力传感器在注塑模具中有着重要的作用。压力传感器可被安装在注塑机的喷嘴、热流道系统、冷流道系统和模具的模腔内,它能够测量出塑料在注模、充模、保压和冷却过程中从注塑机的喷嘴到模腔之间某处的塑料压力。 4.应用于监测矿山压力 作为矿山压力监控的关键性技术之一。一方面,我们应该正确应用已有的各种传感器来为采矿行业服务;另一方面,作为传感器厂家还要研制和开发新型压力传感器来适应更多的采矿行业应用。压力传感器有多种,而基于矿山压力监测的特殊环境,矿用压力传感器主要有:振弦式压力传感器、半导体压阻式压力传感器、金属应变片式压力传感器、差动变压器式压力传感器等。这些传感器在矿产行业都有广泛的

光电传感器在汽车上的应用及发展

传感器与检测技术论文 题目:光电传感器在汽车上的应用班级:2013级电子信息工程1班学号: :俊旭 指导老师:江华 2016.5.2

摘要 光电传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化,然后,借助光电元件把光信号转换成电信号来实现控制。如光电开关、光感电阻、光感二极管、光电池、光纤等。光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛,它是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、非接触等优点,而且可测参数多,结构简单,形式灵活多样。本文列举了光电传感器技术在一些领域里的应用。并阐述了当前传感器技术的发展现状以及发展趋势。 关键词:光电传感器;汽车;应用;

目录 一、引言 二、光电传感器 2.1 光电传感器的概念 2.2 光电传感器的工作原理 2.3 光电传感器的分类 三、光电式传感器在汽车上的应用 3.1 光电式车高传感器 3.2 光电式转向传感器 3.3光电式光量传感器 3.4 光电式车速传感器 四、参考文献

一、引言 随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及,新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染,已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中,传感器担负着采集和传输功能,它是电子控制中非常重要的部件,其技术性能的好坏,直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。 本文主要讲述了传感器在汽车技术中的应用以及各种汽车传感器的工作原理和在汽车技术中的作用。其中转速传感器是检测发动机的转速、空气流量传感器检测发动机的进气量以更好的控制空燃比、节气门位置传感器是将节气门开度转换为电信号,通过ECU控制喷油量、进气温度传感器是检测发动机的进气温度,将进气温度转变为电压信号输入ECU作为喷油修正信号、氧传感器是根据化学平衡原理计算出对应的氧浓度,达到监测和控制炉燃烧空然比,保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。

生物传感器的原理及应用

生物传感器的原理及应用 摘要: 随着信息技术与生物工程技术的发展,生物传感器得到了极为迅速的发展,当今各发达国家都把生物传感器列为21世纪的关键技术,给予高度的重视。生物传感器不仅广泛用于传统医学领域,推动医学发展,而且还在空间生命科学、食品工业、环境监测和军事等领域广泛应用。 关键词:生物传感器;原理;应用;发展 Abstract: As information technology and biological engineering technology, bio-sensors has been very rapid development,today's developed countries regard the biosensor technology as the key to the 21st century, given a high priority. Biosensors are widely used in traditional medicine not only to promote the development of medicine, but also in space life science, food industry, environmental monitoring and widely used in military and other fields. Keyword s: biosensor; principle; application; development

目录 一. 引言 (4) 二. 生物传感器的原理 (4) 三. 生物传感器的应用 (5) 3.1.生物传感器在医学领域的应用 (5) 3.1.1. 基于中医针灸针的传感针 (5) 3.1.2.生物芯片 (5) 3.1.3.生物传感器的临床应用 (5) 3.2.生物传感器在非传统医学领域的应用 (6) 3.2.1.在空间生命科学发展中的应用 (6) 3.2.2.在环境监测中的应用 (6) 3.2.3.在食品工程中的应用 (6) 3.2.4.在军事领域的应用 (6) 四. 生物传感器的未来 (7) 五. 结束语 (7) 六. 参考文献 (7)

气体传感器在工业安全领域的应用

气体传感器在工业安全领域的应用(一) 2016-02-01 10:23:24 气体传感器在工业安全领域的销量是最大的,产值大约占到60%。工业安全类的传感器的全球出货量约500万只。 工业安全的分类比较多,凡是有可能产生气体爆炸、窒息或中毒的场合都会用到,这些场合包括:煤矿、天然气、钢铁厂、石油开采、炼化、空气分离、石油化工、煤化工、氨化工等。 最近十年,中国煤矿的产能大增,随着矿难的频发,国家在煤矿安全上颁布了大量的法规和行政命令,因此用在煤矿里的气体传感器数量快速增长。主要需要检测的气体是甲烷、一氧化碳和硫化氢。甲烷传感器的用量每年约100万只,CO传感器约10万只,H2S传感器约1万只。因为雾霾天和燃煤之间关系密切,国家从环保战略考虑,要求减少燃煤。因此,从2013年下半年开始,矿用仪表企业的产品销售量呈现下跌趋势。到目前为止,还看不到缓解的趋势。 天然气行业却得益于国家的环保战略。燃煤消减的这部分能源供给,需要天然气、核电、风电、太阳能发电来填充,其中绝大部分需要天然气来填充。天然气行业所需要的检测的气体包括:甲烷、一氧化碳、硫化氢、氧气。天然气行业利润较高,因此可以接受的安全仪表价格也较高,性能要求也较高。天然气管道沿线都会有加压站、每个加压站内几乎都会配红外原理的CH4检测仪表。每个加压站之间的距离少则1、2公里,多则7、8公里,因此计算一下中国天然气管道就知道大概需要多少仪表了。除了管道,沿海的LNG船只的接气站也需要配置大量的气体监测仪表。随着燃气商用车的大量推广,车载的低成本天然气监测仪表的需求也是会有爆发式增长的。 气体传感器在工业安全领域的应用(二) 2016-02-01 10:23:42 在石油开采、除杂质、运输的过程中也会用到大量气体检测仪表和传感器。石油成分很复杂,不仅含有大量液态烃,还含有水、泥沙、甲烷CH4、一氧化碳CO、硫化氢H2S,以及挥发出来的有机物气体VOC。石油工业安全隐患有两点,一是爆炸和燃烧,二是毒气扩散导致人体中毒。所用到的传感器包括: 1. 催化燃烧原理和红外原理的CH4传感器,全中国所用到的量大约20万只,用在固定表和便携表中。 2. 电化学原理的CO和H2S的用量差不多,各5万只左右。 3. 测VOC主要靠光离子化传感器PID。和石油炼化、化工合并在一起,销量约5千只。 现如今,石油最主要的用途还是提炼成汽油、煤油、航空煤油、柴油,这个产业叫炼化。在提炼的过程中,石油裂解的成分非常复杂,而且还有加氢H2工艺。因此,所需要测的气体包括CH4、H2、CO、H2S、乙烷C2H6、乙烯C2H4、丙烯C3H6,和很多种VOC。提炼完成的油品需要大型的储油罐储存,为提供漏油预警,在储油罐和管线周边都要安装气体监测仪。油品的挥发性各不相同:汽油挥发性最强、柴油较弱、航空煤油最弱。要侦测到油品的泄露,最理想的还是用能够检测到PPB——PPM级别VOC的PID,但价格也是最贵。 气体传感器在工业安全领域的应用(三) 2016-02-01 10:24:00 钢铁冶金是气体传感器应用的大户,所用到的传感器种类不多,但数量较大。

光电传感器创新应用

光电传感器创新应用 [摘要]光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛。 [关键词]光电式传感器创新应用 一、光电传感器基本知识 光电传感器最根本的原理是光电效应,光电效应又分为外光电效应和内光电效应外光电效应:在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。内光电效应又可分为以下两类:(1)光电导效应。在光线作用下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低,这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。(2)光生伏特效应。在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。 常用的光电传感器有光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。利用这些传感器各自的特点加上巧妙的设计,光电传感器几乎被应用于生活的各个方面。光电传感器特点有:(1)检测距离长。如果在对射型中保留10m以上的检测距离等,便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法离检测。(2)对检测物体的限制很少。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理,所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属,它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。(3)响应时间短。光本身为高速,并且传感器的电路都由电子零件构成,所以不包含机械性工作时间,响应时间非常短。(4)分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点,或通过构成特殊的受光光学系统,来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。(5)可实现非接触的检测。可以无须机械性地接触检测物体实现检测,因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此,传感器能长期使用。(6)可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质,可对检测物体的颜色进行检测。(7)便于调整。在投射可视光的类

新型传感器的应用及发展方向

新型传感器的应用及发展方向 传感器技术是实现测试和自动控制的重要环节。它的主要特征是能准确地传递和检测出某一形态的信息,并将它转换成另一形态的信息。随着科学技术的迅猛发展,其越来越广泛的应用于科学技术的各个领域。传感器是一种检测装置,是实现自动检测和自动控制的首要环节。它能感受到被测量的信息,将检测感受到的信息,并按照一定的规律转换成可用输出信号,来满足信息的传输、处理、存储、显示、记录以及控制等的要求。在机电一体化的系统中,传感器处系统之首,是机电一体化系统达到高水平的有效保证。随着人类探知领域的不断深入,各种信息的传递速度将越来越快, 处理信息的能力也将越来越强,因此,就要求相对应的信息采集传感技术也要跟上发展的步伐,这也就决定了传感器将越来越被广泛运用、无处不在。 一、差压式流量传感器 1、介绍 差压式流量传感器又称节流式流量传感器,它是利用管路内的节流装置,将管道中流体的瞬时流量转换成节流装置前后的压力差的原理来实现的。压式流量传感器发展较早,技术成熟而较完善,而且结构简单,对流体的种类、温度、压力限制较少, 因而应用广泛。 差压式流量传感器流量测量系统主要由节流装置和差压计(或差压变送器)组成。节流装置的作用是把被测流体的流量转换成压差信号,差压计则对压差信号进行测量并显示测量值,差压变送器能把差压信号转换为与流量对应的标准电信号或气信号,以供显示、记录或控制。 1.1、工作原理 356 42 1q p 2p 3 p 1—节流装置;2—压力信号管路;3—差压变送器;4—电流信号传输线;5— 开方器;6—显示仪表节流装置 差压流量变送器

充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,如上图所示,流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。 二、电磁流量传感器 1、介绍 电磁流量传感器是由电磁流量计和电磁流量转换器组成,用于测量导电液体与浆液的瞬时流量与体积流量。电磁流量传感器在结构上可分为分体式和一体式两种,分体式电磁流量传感器的传感器与转换器为各自独立结构,传感器装在管道上,转换器可安装在离传感器200m 以内的场所。那么它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律,即导电液体在磁场中作切割磁力线运动时,导体中产生感应电压,其感应电压为:U=DBvK 式中:K=仪表常数B=磁感应强度D=测量管的内直径v=测量管截面内的平均流速测量流量时,流体流过垂直于流动方向的磁场,导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压,因此要求被测的流动液体具有最低限度的电导率。电磁流量传感器是根据法拉弟电磁感应定律来测量导电性液体的流量的。是基于垂直于磁场运动的导体会在导体上感应出与导体垂直、并与流体速度成线性比例关系电压的原理构成的。电磁流量传感器适用于对导电液体的平均流速(m/s )进行测量。如测量血液的平均流速。 1.1、工作原理 S N E x B 电磁流量传感器原理

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