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总结各行业中应用的传感器(原创)

已有 2146 次阅读  2009-12-03 14:56
       传感器是一种检测装置,它将输入变量转换成可供测量的信号,是光仪电系统的“感觉器官”,是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器市场巨大,2008年全球传感器市场容量为506亿美元,预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。就世界范围而言,传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场,占第二位的是过程控制市场,通讯市场前景看好。传感器种类繁多,据不完全统计,有3万种,压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征,流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大,分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。

        下面我们来总结一下各行业中传感器的应用情况。

一 医疗器械应用中的传感器

        1 应用于医用呼吸机的湿度传感器, 有助于输送温湿空气,使病人感觉舒适,当水份引入气流时,必须予以监测和控制。

        2 应用于输液泵的触力传感器,以确保输送药液给病人的输液泵和胰岛素泵的管道畅通无阻。

        3 应用于医院诊断用器械的传感器,如气流传感器用来规范气相色谱仪的气流速度,触力和位置传感器控制实验室自动机器人。压力传感器用于泵系统,速度传感器控制离心机的转速,温度传感器则控制样品和厢室的温度等。
        4 用于气相色谱仪的气流传感器,医用色谱仪需要准确无误地监测和调控气体的流动。由于传感器中的陶瓷气流管路可避免释气现象,因而能增进色谱仪的精确性和可靠性。 
        5 用于血细胞分析仪的红外传感器,红外传感器用于血细胞分析仪时,可与泵轴上的编码器合并使用,以计算泵轴的转动数,当不透明的物体经过封装间隙阻碍红外线的通路时,传感器即可察觉。 
        6 用于血液分析仪的热敏电阻元件温度传感器,用来监测厢室、扩散灯和油冷式马达的温度,以免过热。如有过热现象,立即停机使其冷却。

       7 用于监护仪器的传感器,压力传感器,气体流量传感器可 用于呼吸监测,显示有关呼吸的关键指数。插入式的压力传感器用于血压监测和葡萄糖监测。  

        8 用于麻醉机的气体流量传感器(简称气流传感器),可以测量空气、氧气和氧化亚氮的流量,使供给病人的气体成分合宜,符合医生设定的标准。热敏电阻元件温度传感器,监控麻醉机送出的空气温/湿度,能使病人呼吸舒适,还可避免因吸入干冷空气所引起的喉痛。

        9 应用于睡眠呼吸机的气流传感器,当病人开始呼气时,传感器即送出信号通知睡眠呼吸机减低呼吸机风扇的速度,以免病人觉得在和机器“对抗”产生不舒适感。 湿度传感器,用以监测空气的湿度,精确测量其露点和绝对湿度或含水量,以便供给病人适宜湿度的空气。三种正压呼吸机都可应用这种湿度传感器。 

二 汽车工业

        现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用传感器的数量和水平,目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,种类通常达30余种,多则达百种。

        1、用在电控喷油喷射发动机上的传感器

        1)进气压力传感器:反映进气歧管内的绝对压力大小的变化,是向ECU(发动机电控单元)提供计算喷油持续时间的基准信号;国产奥迪100型轿车(V6发动机)、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基(25L发动机)、丰田皇冠3.0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。

        2)空气流量传感器:测量发动机吸入的空气量,提供给电控单元(ECU)作为喷油时间的基准信号;根据测量原理不同,可以分为旋转翼片式空气流量传感器(丰田PREVIA旅行车)、卡门涡游式空气流量传感器(丰田凌志LS400轿车)、热线式空气流量传感器(日产千里马车用VG30E发动机和国产天津三峰客车TJ6481AQ4装用的沃尔沃B230F发动机)和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型,后两者为质量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

        3)节气门位置传感器:测量节气门打开的角度,提供给ECU作为断油、控制燃油/空气比、点火提前角修正的基准信号;它有三种型式:开关触点式节气门位置传感器(桑塔纳2000型轿车和天津三峰客车)、线性可变电阻式节气门位置传感器(北京切诺基)、综合型节气门位置传感器(国产奥迪100型V6发动机)。

        4)曲轴角度传感器:也叫曲轴位置传感器,用于检测曲轴及发动机转速,提供给ECU作为确定点火正时及工作顺序的基准信号;有三种型式:电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器(桑塔纳2000型轿车和北京切诺基)、光电效应式曲轴位置传感器。曲轴位置传感器型式不同,其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面,有的安装于凸轮轴前端,也有的安装于分电器(桑塔纳2000型轿车)。

        5)氧传感器:检测排气中的氧浓度,提供给ECU作为控制燃油/空气比在最佳值(理论值)附近的的基准信号;

        6)进气温度传感器:检测进气温度,提供给ECU作为计算空气密度的依据;

        7)水温传感器:检测冷却液的温度,向ECU提供发动机温度信息;

        8)爆燃传感器:安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况,提供给ECU根据信号调整点火提前角。

        9)爆震传感器:安装在发动机的缸体上,随时监测发动机的爆震情况。目前采用的有共振型和非共振型两大类。

        2、 用在底盘控制方面的传感器

        1)变速器:有车速传感器、温度传感器、轴转速传感器、压力传感器等,方向器有转角传感器、转矩传感器、液压传感器;

        2)悬架:有车速传感器、加速度传感器、车身高度传感器、侧倾角传感器、转角传感器等;

        3)ABS:有车轮速度传感器。

        3、车身的传感器与安全性能息息相关,主要有安全气囊传感器、侧面防碰传感器、测距传感器等。

        4、灯光及电气系统的传感器主要有光亮检测传感器、雨滴量传感器、空调温度传感器、座椅位置传感器等。

        此外,汽车的底盘控制、车辆定位/位置、物体探测、视觉强化、汽车环境加温、通风、空调以及引擎和传动控制、驾驶座位自动调整、驾驶座位自动调整、电控喷油喷射、废气排放、刹车防抱死系统、大灯亮度控制等等电子自动控制都要依赖传感器的信息反缋。

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发表评论 评论 (7 个评论)

  • limin2008 2009-12-03 14:57
    三 用于风力发电行业的传感器

            测风仪必须包括的传感器有风速传感器和风向传感器,一般来说,风速传感器应满足测量范围为0~60米/秒,误差范围在0.5米/秒以内,工作环境温度应满足当地气温条件。而风向传感器应满足测量范围为0~360度,精确度在2.5度以内,工作环境温度应满足当地气温条件。

            电流传感器是风能涡轮机中转换器必不可少的元件,在风电行业中的应用尤为重要。在某些逆变器内,小型和PCB安装电流传感器的应用非常广泛

    四 电厂、电站应用的传感器

            电厂、电站主要使用压力传感器、温度传感器、流量传感器,在输变电领域主要使用电压传感器、电流传感器。它们大都属于技术水平不高但对可靠性和稳定性要求较高的通用传感器。

            1)温度传感器,是一种将温度高低转变成电阻值大小或其他电信号的装置。常见的有以铂、铜为主的热电阻传感器、以半导体材料为主的热敏电阻传感器和热电偶传感器等。

            2)压力传感器,是一种将压力信号转变成电信号的传感器。根据工作原理,可分为压电式传感器、压阻式传感器和电容式传感器。它是检测气体、液体、固体等所有物质间作用力能量的总称。

            3)速度传感器,是一种将速度信号转变成电信号的传感器,既可以检测直线速度,也可以检测角速度,常用的有测速发电机和脉冲编码器以及齿盘测速等。

            4)流量传感器,是一种将流量信号转变成电信号的传感器。常用的主要是电磁流量计和流量开关。 

            5)油混水传感器,是一种用于测定油混水或油积水的电容式传感器。用于检测水轮发电机组自动化控制油系统中混入回油箱或漏油箱内水的含量,还可广泛作为油箱中油混水或油积水的检测。

            6)电涡流传感器,用来检测水轮发电机组上导、下导、水导、大轴的摆度,它实际上是一种位移传感器,依靠探头线圈产生的高频电磁场在被测表面感应出电涡流和由此引起的线圈阻抗的变化来反映探头与被测表面的距离。

            7)测量位移的传感器主要有脉冲编码器和磁致位移传感器。

            脉冲编码器是一种角位移传感器,能够把机械转角变成电脉冲。在小浪底电厂中,编码器应用于进水口闸门、尾水防淤闸门位移的检测。位置传感器用来检测位置,反映某种状态的开关。

    常见的位置传感器,主要有水浮子开关、磁浮子液位计、行程开关等。

            8)电压互感器PT和电流互感器CT,主要是将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用。执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器。进行电压转换的是电压互感器而进行电流转换的互感器为电流互感器。

    五 轨道交通行业传感器

            城市轨道交通对传感器技术最大的推动却在于无线传感器网络技术,红外传感器技术,受力传感器、气体传感器、速度传感器和光电传感器技术等新型传感器领域,而不仅仅是电流传感器和电压传感器等传统传感器领域

            无线传感器网络具备优良特性,可以为智能交通系统的信息采集提供一种有效手段,可以监测路口各个方向上的车辆,根据监测结果,改进简化、改进信号控制算法,提高交通效率。无线传感器网络可以应用于执行子系统中的控制子系统和引导子系统等方面。例如可以应用该技术改进信号控制器,实现智能公交系统的公交优先功能。

    六 应用于食品工业的传感器

            1)传统热电阻和热电偶传感器应用于食品工业温度测量,佐料车间炒佐料的过程中,时间和温度直接影响着佐料质量的好坏,需要严格的监控。
             2)光纤传感系统在食品工业中的应用,非常适合在食品工业环境和电介质传感器无法工作的环境。检测微波中的食物内各个温度的差异与变化,给研究食物在不同温度下的水分及含量提供了可靠准确的数据。
            3)生物传感器在食品工业中的应用,可以用于检测生物分子的存在与浓度等。

            4)图象传感器,用于检测食品饮料在生产过程中都要求在包装上必须有日期/标签的喷码信息。

            5)红外传感器,食品烘烤机,检测温度是否过热

    七 机械工业

            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

            新一代光纤传感器、复合传感器、微生物传感器、模糊传感器以及无线传感器网络等将逐步推广应用于工业过程控制领域。

             欢迎大家补充!
  • zht94249@sina.c 2009-12-03 16:38
    很全面啊
  • 张进 2009-12-08 10:47
    学习一下。
  • limin2008 2009-12-10 11:33
    呵呵  还有一些新型的传感器没有提到,希望以后能继续补充
  • 快乐成长 2009-12-10 11:43
    期待继续补充啊。呵呵呵
  • 安一生 2010-01-21 15:37
    学习学习
  • 小小 2010-03-12 16:34
    谢谢分享,学习了
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