微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 测试测量 > 业界新闻 > 传感器和检测仪表的现状与发展趋势

传感器和检测仪表的现状与发展趋势

时间:07-19 来源: 点击:
我国传感器产业要适应技术潮流,根据市场需求,做到"新苗交替、远近结合、品种齐全、满足需求",做到"大、中、小并举","集团化和专业化生产并存",向国内外两个市场相结合的国际化方向发展,让传感器和检测仪表抓住信息化的发展机遇。传感器和检测仪表的现状,并预测了今后的发展趋势。

  工业设备在制造过程及整机性能测试中离不开各种机械量和几何量,有些工业设备在运行中还要经常对多种物量进行检测或监视,包括位移、速度、加速度、力、力矩、功率、压力、流量、温度、硬度、密度、湿度、比重、黏度、长度、角度、形状、位置、表面粗糙度、表面波形等,这些均属于物理量。实际生产、生活和科学实验中还会遇到化学量、生物量(包括医学),而所有这一切,从信号工程的角度来看,都需要通过传感器,将其转换成电信号(近代还可以转换成光信号),而后再进行信号的传输、处理、存储、显示、控制……,从信息的角度看,这些信号连同声音和图象信息都是信息的源头,所以传感器和检测仪表、测量仪表是信息科学技术的三部分(信息获取、信息传输、信息处理)中的重要部分。

  在现代工业设备中,传感器和检测仪表是不可或缺的一部分的理由,还可由以下两方面来看,传统的工业设备如在其上增加了必要的传感器,配备精密测量部件(附件),则其功能和精度可以提高,便于用户操作和维护,安全等级也可以提高,设备可以增值;工业设备作为自动化系统的控制对象或作为自动化系统的一部分,必须能与自动化系统的三部分(检测、控制、执行)相兼容或提供接口,使之集成为一个有机的整体,无论是单机自动化或作为大型自动化装置的一部分,都使该工业设备的用途扩大。综上所述,作为工业设备本身增加传感器和检测仪表、测量仪表或提供接口,是传统设备更新换代的必要条件。

  传感器是一种把非电量转变成电信号的器件,而检测仪表在模拟电子技术条件下,一般是包括传感器、检测点取样设备及放大器(进行抗干扰处理及信号传输),当然还有电源及现场显示部分(可选择),电信号一般为连续量、离散量两种,实际上还可分成模拟量、开关量、脉冲量等,模拟信号传输采用统一信号(4-20mADC等)。数字化过程中,检测仪表变化比较大,经过几个阶段,近来多采用ASIC专用集成电路,而且把传感器和微处理器及网络接口封装在一个器件中,完成信息获取、处理、传输、存贮等功能。在自动化仪表中经常把检测仪表称为变送器,如问题变送器、压力变送器等。

  因为传感器用于各行各业,加之近年家用电器、汽车、信息产业三方面的飞速发展,对传感器需求大增,所以传感器制造业发展很快,形成独立的产业,这就拉动了工业设备,特别是半导体设备制造业的发展,所以人们有必要特别关注传感器产业。

  传感器产品品种繁多,基于的科学原理多,技术密集,具有多样性、边缘性、综合性和技艺性,需要多学科、多种高新技术配合。虽然传感器具有高附加效益,但本身价格不高,所以要推动传感器产业的发展,是有难度的。

  传感器和检测仪表的现状

  传感器产品的门类品种繁多,用于流程工业的主要有:温度传感器、压力传感器、重量传感器、流量传感器、液位传感器、氧敏传感器、力敏传感器、气敏传感器、分析仪表……,用于机械工业的还有:开关类的接近/定位传感器安全门开关等安全传感器、旋转编码器、视觉传感器、速度传感器、加速度传感器等,国内传感器共分10大类,24小类,6000个品种,而国外品种更多,如美国约有17000种传感器,所以发展传感器品种的领域很宽广。

  中国传感器的市场近几年一直持续增长,一般增长速度超过15%,2003年销售额为186亿元,同比增长率为9%,预计2008年将增加到506亿美圆。2003年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品、专用设备,其中工业和汽车电子产品占市场份额的33.5%。由于改革开放,我国巨大的市场,引来了各国厂商,如西门子、横河、霍尼威尔、欧姆龙、邦纳等公司,这为最终用户和工业设备制造商带来了很大的便利,而国内传感器和检测仪表生产虽有发展,但这远不能跟上形势的需求。各国传感器生产和研发的规模在不断扩大,美国约有1300家生产和开发传感器的厂家,100多个研究院所和院校,日本有800家厂商。我国近年建立了传感器技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室等研发基地,初步建立了敏感元件和传感器产业,2000年总产量超过13亿只,目前我国已有1688家从事传感器的生产和研发的企业,其中MEMS研制生产的已有50多家,到"十五"末期,敏感元件和传感器年总产量已达到20亿只。

  我国在参加国际传感器市场竞争方面也走出了新路子,如沈阳仪表科学研究院的"传感器国家工程研究中心。"已向美国出口力敏传感器芯片40万只。

  传感器技术包括敏感机理,敏感材料,工艺设备和计测技术四个方面约有30多种技术。随着微电子技术的发展,传感器技术发展很快,我国研发的力量尚需大量投入,特别要加强具存自主知识产权的传感器的创新开发。科研成果的转化及传感器生产产业化问题,在我国更是迫在眉睫的问题,在批量生产情况下,控制传感器产品性能(主要是稳定性、可靠性),使之合格率达到商业化产业要求,就需要有先进的制造工艺和自动化水平很高的工艺设备,因此应在开发专用工艺设备上下功夫,解决传感器生产产业化的"瓶颈"问题。在传感器的应用上,特别是新型传感器的应用上,还得大力推广,改革开放创造了市场经济条件,各种工业设备应用了先进的传感器,这扩大了传感器市场,也使我国新型传感器生产产业化有了动力。

  在传感器生产产业化过程中,应该在引进国际技术和自主创新两方面都不放松。在引进国外先进技术中,可以提高自己的技术,同时也满足了国内市场的需求,形成了传感器生产产业规模。如横河公司最近发布的EJX多变量变送器,就是个可以考虑引进技术的例子,它精度高(0.025%)、智能化程度高,采用现场总线技术,由于能把质量、流量、介质压力及导管堵塞诊断、蒸气体热诊断和孔板磨损情况等多种变量和信息经现场
总线传输给中央控制室;对保证生产和提供设备维护信息、保证安全运行都很有利,这种新型变送器的发展,配合了自动化系统管控一体化的变革,只有信息源头能力强了,信息丰富了,才能使信息化更好促进生产力发展。另外,广阔的重化工工业市场使得新型传感器变送器在石油化工、冶金、电力等多个行业用量可以达到批量化产业要求。

  

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top