傳感器的傳感技術(shù)作用介紹?
傳感技術(shù)早已滲透到工業(yè)出產(chǎn)、軍事國防、宇宙探測、海洋開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、文物保護(hù)、安全防范、家用電器等極其廣泛的領(lǐng)域。因此,從茫茫太空到浩瀚海洋,從各種復(fù)雜工程系統(tǒng)到日常生活的衣食住行,幾乎每一個領(lǐng)域都離不開各種各樣的傳感器??梢院敛豢鋸埖卣f,21世紀(jì)的社會將是充滿傳感器的世界。
在電力工業(yè)中,檢測發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)動部分的軸承溫度及轉(zhuǎn)子的動平衡狀況;測量和控制汽輪機(jī)進(jìn)汽流量、速度、壓力和溫度,可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的功率和頻率等,保證供電質(zhì)量。同時對鍋爐水液位、粉煤倉物位以及鍋爐溫度自動檢測與控制,實行自動加煤添水,保證安全出產(chǎn)。
在工業(yè)出產(chǎn)自動化歷程中,檢測、監(jiān)視和控制溫度、壓力、流量、液位、pH等參數(shù),以便使設(shè)備工作在最佳狀態(tài),成本消耗最低,產(chǎn)品質(zhì)量最高,同時,在出產(chǎn)歷程中將各個環(huán)節(jié)的參數(shù)轉(zhuǎn)為電信號,并與計算機(jī)接口,實現(xiàn)出產(chǎn)自動化。
在機(jī)械制造業(yè)中,利用傳感技術(shù)對鑄件內(nèi)有無氣泡、裂紋實行無損檢測;在機(jī)械加工歷程中,采用各種傳感器,對刀架壓力、工件被夾是否變形、自動進(jìn)刀量等實行控制,對車床振動的檢測,以及工件加工完畢后對加工精度、表面光潔度、平面度、同軸度、圓度、錐度等實行檢測,有利于保證和提高工件加工質(zhì)量。
冶金部門對液態(tài)金屬溫度的測量,大型鋼廠需要2萬多臺傳感器和自動化儀器對軋機(jī)的壓力、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速以及對板材厚度的在線不停機(jī)自動檢測和控制等;石油化工部門對溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)的多點循環(huán)檢測與控制,是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。
在航空航天技術(shù)中,傳感器用得早且多。用來檢測飛機(jī)及各種宇宙飛行器的飛行參數(shù)、運行狀態(tài)和發(fā)動機(jī)推力、燃燒室液體燃料噴嘴的壓力、溫度,管道中液體燃料的流量、流速,空中各種衛(wèi)星、宇宙飛行器的能源供給,偵察衛(wèi)星對地面軍事設(shè)施、重要建筑物的監(jiān)視、拍照等都離不開傳感器。美國阿波羅10號宇宙飛船使用大量傳感器對3295個參數(shù)實行監(jiān)測。我國“神州”號宇宙飛船,僅信息產(chǎn)業(yè)部第49所就提給了400余套2000余只各種傳感器,對飛船中各種參數(shù)實行檢測與控制。
造紙、紡織、煙草等輕工部門也離不開傳感器。使用傳感器對紙、紗的張力實行測量,檢查布匹有無斷紗次品,檢測、控制空氣中的溫度和濕度,對保證紙張、棉紗、卷煙的質(zhì)量有很大好處。
在交通運輸部門,為研究飛機(jī)的強度,要在機(jī)翼上貼幾百個應(yīng)變片;在試驗飛行時,還要利用傳感器測量發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、振動等參數(shù),以及飛機(jī)上各相關(guān)部位的應(yīng)力、溫度、燃油流量及液位等參數(shù);汽車工業(yè)也要用30多種傳感器檢測車速、方位、轉(zhuǎn)矩、振動、油壓、油量、溫度等參數(shù)。美國研制成功的無人駕駛飛機(jī)和正在試驗的無人駕駛汽車,則要用到更多的傳感器。此外,在乘飛機(jī)、火車、輪船之前,對旅客行包中有無危險品或易燃品的檢查,海關(guān)對集裝箱內(nèi)貨物品種的檢查,對車、船所裝貨物重量及載荷分布狀況的檢測,對橋梁安全運行狀態(tài)的監(jiān)控,以及在夜晚、大霧或云層中行駛的車、船、飛機(jī)預(yù)防相撞等,都要借助傳感器。
在軍事方面,可以這樣講,現(xiàn)代戰(zhàn)爭是科技戰(zhàn)爭,也就是傳感器戰(zhàn)爭。從20世紀(jì)初的探測地雷,到現(xiàn)代的阻擊導(dǎo)彈,從20世紀(jì)末的海灣戰(zhàn)爭,到本世紀(jì)初的美伊之戰(zhàn),打的都是傳感器技術(shù)。為尋找伊拉克所謂的大型殺傷性武器,聯(lián)合國的武器檢查組使用傳感器搜查了伊拉克的每個角落,甚至隱藏于地下近百米深的軍事設(shè)施也不能幸免。
在醫(yī)療衛(wèi)生方面,眾多的檢查儀器都采用了傳感器,如同位素掃描、B超、磁振、腦電圖、心電圖等。還有利用生物傳感器對人體血液內(nèi)的糖、尿酸含量實行檢測,以便確診病情?,F(xiàn)在還有一種非常小的傳感器,用注射器注入人體血管內(nèi),用來檢測血管壁厚度、血壓、血稠、血栓、動脈硬化以及心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況等各種疾病。
在安全防衛(wèi)和環(huán)境保護(hù)方面,用傳感器檢測森林火災(zāi),預(yù)報地震、山崩、滑坡、海嘯,對洪水、洪峰以及大堤管涌的檢測預(yù)報等,還有對河流、湖泊、海水、空氣的污染程度實行檢測,以及對噪聲、有害氣體對環(huán)境污染的檢測都要用到傳感器。
海洋工程需要許多傳感器。海洋占地球表面積的70%,海洋是人類21世紀(jì)重點開發(fā)的新的生存空間,是蘊藏巨大自然資源的寶庫,是未來高技術(shù)條件下局部戰(zhàn)爭的緊要戰(zhàn)場。要開發(fā)利用海洋,必須首先認(rèn)識海洋。因此,對海底重力場、磁場強度、地形地貌、地質(zhì)斷層、礦藏種類及含量的檢測,對海洋水文信息、氣象信息、化學(xué)成分以及對潮汐潮流的檢測都要用到傳感器。特別是對5000m以下的深海探測,緊要依賴于各種傳感器,因為那里有許多值得開采的礦藏,如錳結(jié)核等。此外,近海的石油鉆探和開采也需要傳感器。
考古方面用傳感器探測古跡遺址,檢測鑒定文物制造年代;地質(zhì)勘探方面用傳感器探測地下礦藏,檢測放射性元素、探測地下水、鑒定化石形成時間。仿生學(xué)領(lǐng)域制造電子鼻、電子復(fù)眼等仿生傳感器,至于智能機(jī)器人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和味覺,能模仿人的功能,則要用到多種傳感器。
用于辦公用具和家用電器中的傳感器越來越多,例如在復(fù)印機(jī)中裝有位移、照度、溫度等傳感器;電冰箱、空調(diào)機(jī)上都裝有溫度、濕度傳感器;洗衣機(jī)上裝有液位、振動及濕度傳感器,電飯鍋中的熱電傳感器,抽油煙機(jī)中的防煤氣泄漏的氣敏傳感器和防火災(zāi)的煙霧傳感器,以及收錄機(jī)、錄像機(jī)、VCD、電視機(jī)、血壓計等都需要很多傳感器。
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