传感器与检测技术应用论文选题方向
传感器与检测技术应用论文选题方向
不知道这篇符不符你的要求一 概述 在工业生产、科学研究中,几乎所有的参数获取都依靠传感器和检测仪表,一条生产流水线通常使用为数众多的温度、压力、流量、物位、重量、成分传感器和检测仪表。据介绍,2台300MW机组的传感器和检测仪表总数不少于2000,上海赛科一体化项目总共有80000个I/O点和1万多台FF总线装置,其中绝大多数是来自传感器和检测仪表的信号。 即使在日常生活中,人们也越来越离不开传感器和检测仪表,一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器和数台显示仪表,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,显示仪表可多达数十台。传感器中,仅汽车发动机用传感器就有很多种,如温度传感器、压力传感器、旋转传感器、流量传感器、位置传感器、浓度传感器、爆震传感器等。在汽车轮胎内嵌入的微型传感器将压力传感器和微型温度传感器集成在一起,同时测出压力和温度,便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。微型传感器的使用可以保持轮胎适当充气,避免充气过量或不足,从而可节约燃油10%。再如汽车上的雨量传感器隐藏在前风挡玻璃后面,它能根据落在玻璃上雨水量的大小来调整雨刷的动作,因而大大减少了开车人的烦恼。雨量传感器不是以几个有限的挡位来变换雨刷的动作速度,而是对雨刷的动作速度作无级调节。它有一个发光二级管负责发送远红外线,当玻璃表面干燥时,光线几乎是100%地被反射回来,这样光电二级管就能接收到很多的反射光线,结果是雨刷不动作;当玻璃上的雨水越多时,反射回来的光线就越少,其结果是雨刷动作越快。即使是价格低廉的简易型电动自行车,也至少得装有电压表和车速表。洗衣机、冰箱中也使用了很多传感器和检测仪表。 随着科学技术的发展,传感器和检测仪表在功能上不断扩展,在原理上不断创新,在结构上不断改进,新产品层出不穷。作者从事这一行业已经40多年了,每当接触到一些新产品或了解到行业发展的一些新动态时,往往浮想联翩,这里记下一些只言片语,愿与同行共同切磋。二 功能上不断扩展 最早的传感器都是在就地检测并显示,像弹簧管压力表、水银温度计等,因为需要报警功能,就在显示部分增加了电接点,因为需要远传显示功能,弹簧管压力表中增加了电阻远传器件、电感远传器件,成为远传压力表。目前的传感器和显示仪表在很多情况下仍延续了这种趋势,如为了使测温仪表具有远传功能,可输出电信号的热电偶、热电阻使用非常普遍,但这两类仪表又不具备现场显示功能,所以几年前我们看到上海严胜涛仪器仪表公司的产品中就有双金属测量元件与热电阻测量元件安装在用一根测量管内的产品,它可以是带现场指示,又带热电阻Pt100信号输出一表两用形式的产品;也可以是带现场指示,又带热电阻Pt100信号就地转换成(4~20mA)的温度变送器输出以及报警控制接点输出一表三用的产品。 差压变送器是用来测量差压的,其中大多数是用来测量节流装置所产生的差压,所以带开方功能差压变送器的出现绝不偶然,而同时配温度、压力测量以便完成气体流量测量温度、压力补偿运算的多参数变送器的出现更是在情理之中。为了适应各种矩形堰、梯形堰和V形堰流量测量的需要,最新的变送器(如ABB公司的2600T)不仅具有开方功能,还具有3/2、5/2次方运算功能。为适应球罐、圆筒形卧式容器液体体积测量的需要,还增加了自由编程功能,可进行5阶多项式运算。图1是ABB公司2600T多参数变送器。 测量车辆载重量的汽车衡、轨道衡是从静态车辆开始的,其测量速度慢、需人工介入,难以满足大运输量的发展要求,所以动态汽车衡、动态轨道衡也就诞生了,它们可以在车辆运动状态下自动进行称重,汽车衡、轨道衡的发展就进入了一个新的里程碑。三 原理上不断创新 最早的压力、差压监测仪表应该是水银浮子式和双波纹管式,随后才出现带输出电信号或气动信号的变送器,其结构形式为机械力平衡式,其精确度仅±1%左右。上世纪70年代,变送器从原理上有大的创新,微位移式变送器出现,如电容式、电感式、电阻式和弦振频率式等等,精确度提高到±25%左右。上世纪80年代,智能变送器出现,精确度又提高到±(1~075)%。 物位计也有类似的情况,早期的机械式直接接触测量的居多,如重锤式、阻旋式、浮子式、电阻式、电容式等,但在实际使用过程中,因液体介质腐蚀、粘滞或固体介质块度大、埋料等原因,直接接触测量的效果均不理想,而随后出现的超声波式、雷达式等非接触测量原理的物位仪表能较好的解决上述问题,其用量也大大增加。 超声波流量计是一种发展非常迅速的新型流量计,当采用多普勒法时,其精确度较低,常常不能满足现场测量要求,后来采用时差法,精确度提高到±5%,量程比也扩大了,在大管径的情况下可以替代电磁流量计,而费用却节省了很多。 通常使用的温度计是测量一个点的温度,而DTS(分布式光导纤维温度传感器)可以测量出沿光导纤维整段长度的温度信号值,所以它测量的是一个温度场,但局部温度异常时,可显示异常温度值及异常点位置。光导纤维长度可达10km,温度定位精确度可达1m。 50年代,我国使用的皮带秤都是机械式皮带秤,其物料流量累计的原理是机械积分圆盘,荷重测量是通过杠杆将力转换成在圆盘上转动的转轮的位置,皮带速度测量通过机械方式传动转换成积分圆盘的转速,转轮的转动带动计数器,由此可得出物料累计量。它的精确度低,维护量大,国内用量非常少。国内在50年代后期开始生产电阻应变式重量传感器并应用到皮带秤上,重量测量信号可以采用电信号方式传送,自此之后,机械式皮带秤逐步淘汰,电子皮带秤成为皮带输送机输送物料称重的主流选择。 说到秤时,还应该提一下失重式给料机秤,我们知道静态秤和动态秤相比,称量难度要低得多,而称量精确度又要高得多。常规的给料机秤是在给料机部分(如皮带输送机、螺旋输送机等)进行动态称重,而失重式给料机秤的称重原理是:在给料机上方的料仓上装设静态料仓秤,而在静态料仓秤的显示仪表部分对料仓重量信号进行减法运算,得到单位时间内物料减少的重量,并将它转换成瞬时流量信号。从而以软件方式实现了将静态秤的信号变换成具有动态秤特点的瞬时流量信号,进而可以实现物料量的自动控制。 皮带秤的准确检定一直是个难题,国外通常采用的方法有挂码检定、电信号模拟检定、滚链检定和实物检定。前3种方法都是模拟检定方法,精确度不够高,而实物检定又费时费事。国内的专家努力多年,终于摸索出一种新的模拟检定方法——循环链码检定法,它有点类似滚链检定,但它不像滚链是在原地转动,而是通过一套机械装置始终随皮带循环同步运动, 与实际物料输送情况相比,其模拟程度高,所以用它检定过的皮带秤能达到较高的使用精确度。这种新型检定装置在国内推出后应用已达数百套,特别是在大型电厂应用广泛。 锅炉汽包水位测量对锅炉来说至关重要,不仅就地需要装设玻璃水位计,传送到控制室的水位信号通常要求采用两种以上的测量方式(如差压式、电接点式)同时显示,这些仪表中通常认为就地玻璃水位计最可靠,差压式、电接点式都有可能出故障。现在国内很多锅炉上都采用工业电视直接将就地玻璃水位计的图像传送到控制室显示(就地锅炉压力表的图像也在同一幅画面上显示),非常直观,水位监控的可靠性也大大提高了。 传感器和检测仪表信号传送一直是业界关心的问题,最早是各自为政,五花八门各种各样信号同时存在,稍后国际上统一为4~20mA一对一传送,以后出现了现场总线的传输方式,多台变送器的数字输出信号可用一根总线来传送,现在已经出现无线传送信号的变送器。工控领域已经应用了无线局域网(WLAN)和无线短程网,如美国霍尼威尔公司2003年推出的XYR5000无线变送器(见图2),它采用了无线短程网中的ZigBee方式,由干电池供电,可连续工作3~5年,传送距离600m,精确度指标为±1%。而在一些测点极其分散的场合,例如油田、城市煤气管网、城市供水管网,大气及水环境环保监测等领域,采用基于GPRS/GSM手机短信息传输方式在国内发展迅猛异常。有线一对一传送——现场总线传送——无线传送,这是否是信号传送新的发展趋势呢?
室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 了解并着手引进室内空气质量检测设备。 进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 PID光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达5%;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 9亿元,同比增长8%,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾敏感材料与传感器[M]北京:高等教育出版社 [2]高晓蓉传感器技术[M]成都:西安交通大学出版社 [3]彭军传感器与检测技术[M]北京:高等教育出版社 [4]王元庆新型传感器原理及应用[M]北京:机械工业出版社 [5]赵茂泰智能仪器原理及应用[M]北京:电子工业出版社
传感器与检测技术应用论文选题方向怎么选
不知道这篇符不符你的要求一 概述 在工业生产、科学研究中,几乎所有的参数获取都依靠传感器和检测仪表,一条生产流水线通常使用为数众多的温度、压力、流量、物位、重量、成分传感器和检测仪表。据介绍,2台300MW机组的传感器和检测仪表总数不少于2000,上海赛科一体化项目总共有80000个I/O点和1万多台FF总线装置,其中绝大多数是来自传感器和检测仪表的信号。 即使在日常生活中,人们也越来越离不开传感器和检测仪表,一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器和数台显示仪表,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,显示仪表可多达数十台。传感器中,仅汽车发动机用传感器就有很多种,如温度传感器、压力传感器、旋转传感器、流量传感器、位置传感器、浓度传感器、爆震传感器等。在汽车轮胎内嵌入的微型传感器将压力传感器和微型温度传感器集成在一起,同时测出压力和温度,便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。微型传感器的使用可以保持轮胎适当充气,避免充气过量或不足,从而可节约燃油10%。再如汽车上的雨量传感器隐藏在前风挡玻璃后面,它能根据落在玻璃上雨水量的大小来调整雨刷的动作,因而大大减少了开车人的烦恼。雨量传感器不是以几个有限的挡位来变换雨刷的动作速度,而是对雨刷的动作速度作无级调节。它有一个发光二级管负责发送远红外线,当玻璃表面干燥时,光线几乎是100%地被反射回来,这样光电二级管就能接收到很多的反射光线,结果是雨刷不动作;当玻璃上的雨水越多时,反射回来的光线就越少,其结果是雨刷动作越快。即使是价格低廉的简易型电动自行车,也至少得装有电压表和车速表。洗衣机、冰箱中也使用了很多传感器和检测仪表。 随着科学技术的发展,传感器和检测仪表在功能上不断扩展,在原理上不断创新,在结构上不断改进,新产品层出不穷。作者从事这一行业已经40多年了,每当接触到一些新产品或了解到行业发展的一些新动态时,往往浮想联翩,这里记下一些只言片语,愿与同行共同切磋。二 功能上不断扩展 最早的传感器都是在就地检测并显示,像弹簧管压力表、水银温度计等,因为需要报警功能,就在显示部分增加了电接点,因为需要远传显示功能,弹簧管压力表中增加了电阻远传器件、电感远传器件,成为远传压力表。目前的传感器和显示仪表在很多情况下仍延续了这种趋势,如为了使测温仪表具有远传功能,可输出电信号的热电偶、热电阻使用非常普遍,但这两类仪表又不具备现场显示功能,所以几年前我们看到上海严胜涛仪器仪表公司的产品中就有双金属测量元件与热电阻测量元件安装在用一根测量管内的产品,它可以是带现场指示,又带热电阻Pt100信号输出一表两用形式的产品;也可以是带现场指示,又带热电阻Pt100信号就地转换成(4~20mA)的温度变送器输出以及报警控制接点输出一表三用的产品。 差压变送器是用来测量差压的,其中大多数是用来测量节流装置所产生的差压,所以带开方功能差压变送器的出现绝不偶然,而同时配温度、压力测量以便完成气体流量测量温度、压力补偿运算的多参数变送器的出现更是在情理之中。为了适应各种矩形堰、梯形堰和V形堰流量测量的需要,最新的变送器(如ABB公司的2600T)不仅具有开方功能,还具有3/2、5/2次方运算功能。为适应球罐、圆筒形卧式容器液体体积测量的需要,还增加了自由编程功能,可进行5阶多项式运算。图1是ABB公司2600T多参数变送器。 测量车辆载重量的汽车衡、轨道衡是从静态车辆开始的,其测量速度慢、需人工介入,难以满足大运输量的发展要求,所以动态汽车衡、动态轨道衡也就诞生了,它们可以在车辆运动状态下自动进行称重,汽车衡、轨道衡的发展就进入了一个新的里程碑。三 原理上不断创新 最早的压力、差压监测仪表应该是水银浮子式和双波纹管式,随后才出现带输出电信号或气动信号的变送器,其结构形式为机械力平衡式,其精确度仅±1%左右。上世纪70年代,变送器从原理上有大的创新,微位移式变送器出现,如电容式、电感式、电阻式和弦振频率式等等,精确度提高到±25%左右。上世纪80年代,智能变送器出现,精确度又提高到±(1~075)%。 物位计也有类似的情况,早期的机械式直接接触测量的居多,如重锤式、阻旋式、浮子式、电阻式、电容式等,但在实际使用过程中,因液体介质腐蚀、粘滞或固体介质块度大、埋料等原因,直接接触测量的效果均不理想,而随后出现的超声波式、雷达式等非接触测量原理的物位仪表能较好的解决上述问题,其用量也大大增加。 超声波流量计是一种发展非常迅速的新型流量计,当采用多普勒法时,其精确度较低,常常不能满足现场测量要求,后来采用时差法,精确度提高到±5%,量程比也扩大了,在大管径的情况下可以替代电磁流量计,而费用却节省了很多。 通常使用的温度计是测量一个点的温度,而DTS(分布式光导纤维温度传感器)可以测量出沿光导纤维整段长度的温度信号值,所以它测量的是一个温度场,但局部温度异常时,可显示异常温度值及异常点位置。光导纤维长度可达10km,温度定位精确度可达1m。 50年代,我国使用的皮带秤都是机械式皮带秤,其物料流量累计的原理是机械积分圆盘,荷重测量是通过杠杆将力转换成在圆盘上转动的转轮的位置,皮带速度测量通过机械方式传动转换成积分圆盘的转速,转轮的转动带动计数器,由此可得出物料累计量。它的精确度低,维护量大,国内用量非常少。国内在50年代后期开始生产电阻应变式重量传感器并应用到皮带秤上,重量测量信号可以采用电信号方式传送,自此之后,机械式皮带秤逐步淘汰,电子皮带秤成为皮带输送机输送物料称重的主流选择。 说到秤时,还应该提一下失重式给料机秤,我们知道静态秤和动态秤相比,称量难度要低得多,而称量精确度又要高得多。常规的给料机秤是在给料机部分(如皮带输送机、螺旋输送机等)进行动态称重,而失重式给料机秤的称重原理是:在给料机上方的料仓上装设静态料仓秤,而在静态料仓秤的显示仪表部分对料仓重量信号进行减法运算,得到单位时间内物料减少的重量,并将它转换成瞬时流量信号。从而以软件方式实现了将静态秤的信号变换成具有动态秤特点的瞬时流量信号,进而可以实现物料量的自动控制。 皮带秤的准确检定一直是个难题,国外通常采用的方法有挂码检定、电信号模拟检定、滚链检定和实物检定。前3种方法都是模拟检定方法,精确度不够高,而实物检定又费时费事。国内的专家努力多年,终于摸索出一种新的模拟检定方法——循环链码检定法,它有点类似滚链检定,但它不像滚链是在原地转动,而是通过一套机械装置始终随皮带循环同步运动, 与实际物料输送情况相比,其模拟程度高,所以用它检定过的皮带秤能达到较高的使用精确度。这种新型检定装置在国内推出后应用已达数百套,特别是在大型电厂应用广泛。 锅炉汽包水位测量对锅炉来说至关重要,不仅就地需要装设玻璃水位计,传送到控制室的水位信号通常要求采用两种以上的测量方式(如差压式、电接点式)同时显示,这些仪表中通常认为就地玻璃水位计最可靠,差压式、电接点式都有可能出故障。现在国内很多锅炉上都采用工业电视直接将就地玻璃水位计的图像传送到控制室显示(就地锅炉压力表的图像也在同一幅画面上显示),非常直观,水位监控的可靠性也大大提高了。 传感器和检测仪表信号传送一直是业界关心的问题,最早是各自为政,五花八门各种各样信号同时存在,稍后国际上统一为4~20mA一对一传送,以后出现了现场总线的传输方式,多台变送器的数字输出信号可用一根总线来传送,现在已经出现无线传送信号的变送器。工控领域已经应用了无线局域网(WLAN)和无线短程网,如美国霍尼威尔公司2003年推出的XYR5000无线变送器(见图2),它采用了无线短程网中的ZigBee方式,由干电池供电,可连续工作3~5年,传送距离600m,精确度指标为±1%。而在一些测点极其分散的场合,例如油田、城市煤气管网、城市供水管网,大气及水环境环保监测等领域,采用基于GPRS/GSM手机短信息传输方式在国内发展迅猛异常。有线一对一传送——现场总线传送——无线传送,这是否是信号传送新的发展趋势呢?
这个题目太大了,传感器有很多种类,我建议你跳其中一个产品应用到一个项目上就可以了。比如将光电传感器应用在花苗移栽上,替代人工移栽等,随便乱想都可以想出很多,反正不要用你现在的这个题目,这个题目那么大,只能写一些发展趋势还差不多,只能给你点提示,我想没有人会去帮你写这个1500字的论文的。
要确定论文的选题,就要看自己整个论文的思路框架,再确定论文的选题,确定你的研究方向,然后这个领域可以深入探索的
如何确定论文选题?学术志以学术为志业,矢志不渝!一、论文类型的选择关于论文类型的划分,大致如下:基于研究目的可划分应用性研究和学理性研究。应用性研究具有具体性、实践性、应用性三大特点,学理性研究具有学术性、抽象性、理论性三大特征。根据研究对象的不同层面,可分为现象性研究和规律性研究。根据研究时间轴可分为三类:历史研究、现状研究、趋势研究。通过研读大量论文,我总结出一种划分论文类型的方法:从时间轴看,分为过去—现在—未来;从研究对象看(图1),包括人、物、事、理、关系、模式、政策;从研究方法看,包括思辨性研究和实证性研究(实证研究又包括量化和质化两种范式)。详述研究对象(人、物、事、理、关系、模式和政策),我们来验证论文是否包括这些元素?图1 研究对象图首先是人,关于人的研究,以《斜杠青年》为例,该文以斜杠青年这个特殊群体为研究对象。当然,做群体研究的论文甚多,如近些年许多学者做边缘群体研究,(像农民工,留守儿童,同性恋,拉拉等等)。第二是物,物包含两种范畴,一类是实际存在的物,如《3D陶瓷打印的工艺特点和艺术特征》这篇论文中“物”指具体的物陶瓷。一类“物”指代新事物(如新技术、新模式、人工智能等等),就像前两年“慕课、直播、微信”也属新事物。第三是事,事分两类:大事和小事。比如说北京奥运会,刚刚过去的世界杯就是大事。我发现截止当前,有关世界杯的文章还未刊登发表。小事指我们社会生活当中的“琐事”,譬如彩礼问题、就业问题等。对我们而言,聚焦于小事更易发文,比如《从农家走进精英大学的年轻人:“懂事”及其命运》、《大学生“约炮”行为的延续与断裂:以自我合理化为理论视角》
传感器与检测技术应用论文选题方向怎么写
生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号:3 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1) 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌(li)组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2) 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3) 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1) 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2) 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=5、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是sp,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌(li)中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=4、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围5~0mg/l内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围(5~2)´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold weetal指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j]华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌微生物活细胞检测生物传感器的研究[j] 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j] applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j]海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a,a compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j] field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an estuarine 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enzyme inhibition analysis for determination of different toxic substances[j] talanta,2001, 55 (5): 919-927the recent research and application of biosensorabstract: in this article, the recent research progress and application of biosensors ,especially the micro- biosensors, are reviewed, and the prospect of biosensors development is also biosensors are made up of bioelectrode , using immobile organism as sensitive material for molecule recognition, together with oxygen-electrode, membrane -eletrode and fuel- biosensors are broadly used in zymosis industry, environment monitor, food monitor and clinic fast, accurate, facilitate as biosensors is,there will be an excellent prospect for biosensors in the marketkeywords:biosensor, zymosis -industry, environment-monitor作者简介:何星月:中国科学技术大学生命科学院,合肥230027刘之景,中国科学技术大学天文与应用物理系教授,合肥230026电话:0551―3601895
这个题目太大了,传感器有很多种类,我建议你跳其中一个产品应用到一个项目上就可以了。比如将光电传感器应用在花苗移栽上,替代人工移栽等,随便乱想都可以想出很多,反正不要用你现在的这个题目,这个题目那么大,只能写一些发展趋势还差不多,只能给你点提示,我想没有人会去帮你写这个1500字的论文的。
室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 了解并着手引进室内空气质量检测设备。 进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 PID光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达5%;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 9亿元,同比增长8%,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾敏感材料与传感器[M]北京:高等教育出版社 [2]高晓蓉传感器技术[M]成都:西安交通大学出版社 [3]彭军传感器与检测技术[M]北京:高等教育出版社 [4]王元庆新型传感器原理及应用[M]北京:机械工业出版社 [5]赵茂泰智能仪器原理及应用[M]北京:电子工业出版社
传感器与检测技术应用论文选题方向怎样写
你的专业啊。是研究生的专业。例如对于一张脸高中是整张脸 大学是半张脸 研究生是一个鼻子。对于研究生来说这个鼻子就是研究方向 。
回答 亲~这道题由我来回答,打字需要一点时间,还请您耐心等待一下 你好,亲很高兴为你解答,1、了解自己感兴趣的课题能够研究自己感兴趣的内容是一件很幸运的事情。日常学习与翻阅专业文献,可以帮助你更好地找到自己的兴趣点。有了感兴趣的内容,就要付之实践。首先是查找相关资料,通过知网等工具可以轻松地检索到自己感兴趣内容的相关文献,当然还可以通过百度、谷歌等浏览器以及图书馆等社会资源下载所需文献。有了详细的了解之后,再考虑是否要进行更深层次的研究。2、明确导师的研究方向了解导师制定的研究方向和预期目标是确定研究内容的又一行之有效的方法。首先,应当详细地了解导师的研究方向。其次,如果是导师给出的研究方向,那么一般是可行的;这时我们就要积极与导师沟通,了解导师对于该课题的想法;在进行充分、有效地交流之后,我们就要对导师提出的建议进行认真考虑,可行度较高的话,就可以着手开始搜集资料,为论文完成打好基础。3、确定研究思路和计划“书读百遍,其义自见”,通过与导师、学长学姐的沟通,我们可能会对这个课题有一定新的认识,确定了研究方向之后,就要对近几年的文献进行更深的了解。精读和泛读相结合,同时对论文的主要观点、论证方式进行记录,同时要进行思考研究课题目前存在的问题以及需要改进的地方,形成一个完整的研究计划。 提问 我的题目是Co-MOF电极材料的制备与性能研究。 这属于哪一研究方向 ? 回答 亲,这属于材料研究 更多3条
回答 根据自己的专业方向填写就可以了我的理解是,研究方向,是技术专业背景下,比较具体的研究主题。1、了解自己感兴趣的课题能够研究自己感兴趣的内容是一件很幸运的事情。日常学习与翻阅专业文献,可以帮助你更好地找到自己的兴趣点。有了感兴趣的内容,就要付之实践。首先是查找相关资料,通过知网等工具可以轻松地检索到自己感兴趣内容的相关文献,当然还可以通过百度、谷歌等浏览器以及图书馆等社会资源下载所需文献。有了详细的了解之后,再考虑是否要进行更深层次的研究。 2、明确导师的研究方向了解导师制定的研究方向和预期目标是确定研究内容的又一行之有效的方法。首先,应当详细地了解导师的研究方向。其次,如果是导师给出的研究方向,那么一般是可行的;这时我们就要积极与导师沟通,了解导师对于该课题的想法;在进行充分、有效地交流之后,我们就要对导师提出的建议进行认真考虑,可行度较高的话,就可以着手开始搜集资料,为论文完成打好基础。3、确定研究思路和计划“书读百遍,其义自见”,通过与导师、学长学姐的沟通,我们可能会对这个课题有一定新的认识,确定了研究方向之后,就要对近几年的文献进行更深的了解。精读和泛读相结合,同时对论文的主要观点、论证方式进行记录,同时要进行思考研究课题目前存在的问题以及需要改进的地方,形成一个完整的研究计划。
室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 了解并着手引进室内空气质量检测设备。 进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 PID光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达5%;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 9亿元,同比增长8%,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾敏感材料与传感器[M]北京:高等教育出版社 [2]高晓蓉传感器技术[M]成都:西安交通大学出版社 [3]彭军传感器与检测技术[M]北京:高等教育出版社 [4]王元庆新型传感器原理及应用[M]北京:机械工业出版社 [5]赵茂泰智能仪器原理及应用[M]北京:电子工业出版社
传感器与检测技术的论文选题方向
室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 了解并着手引进室内空气质量检测设备。 进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 PID光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达5%;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 9亿元,同比增长8%,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾敏感材料与传感器[M]北京:高等教育出版社 [2]高晓蓉传感器技术[M]成都:西安交通大学出版社 [3]彭军传感器与检测技术[M]北京:高等教育出版社 [4]王元庆新型传感器原理及应用[M]北京:机械工业出版社 [5]赵茂泰智能仪器原理及应用[M]北京:电子工业出版社
传感器与测试技术作业论述题论述题一1、电阻应变片:电阻应变片也称电阻应变计,简称应变片或应变计,是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。它是由直径为02~05mm的康铜丝或者镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片(基底)中制成,用镀锡铜线与应变片丝栅连接作为应变片引线,用来连接测量导线。2、传感器的定义:是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。3、电容式传感器:把被测的机械量,如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。4、电感传感器:将被测量变化转换成电感量变化的传感器。电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移,压力,流量,振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化,再由电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。5、磁栅式传感器:磁栅式传感器是利用磁栅与磁头的磁作用进行测量的位移传感器。它是一种新型的数字式传感器,成本较低且便于安装和使用。当需要时,可将原来的磁信号(磁栅)抹去,重新录制。6、压电式传感器:将被测量变化转换成由于材料受机械力产生的静电电荷或电压变化的传感器。7、码盘式传感器:码盘式传感器又称为角数字编码器,是一种旋转式位置传感器。电池供电电磁流量计中的码盘式传感器是建立在编码器的基础之上,它不需要基准数据,更不需要计数系统,在任意位置都可给出与位置相对应的固定数字码输出,是测量轴角位置和位移的方法之一。码盘式传感器的特点:①具有高的测量精度和分辨率,测量范围大;②抗干扰能力强,稳定性好;③信号易于处理、传送和自动控制;④便于动态及多路侧量,读数直观;⑤安装方便,维护简单,工作可靠性高。8、莫尔条纹:是18世纪法国研究人员莫尔先生首先发现的一种光学现象。从技术角度上讲,莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果,当人眼无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹,这种光学现象就是莫尔条纹。 9、超声波的波型种类及各种波型的物理意义:超声波在介质中传播可以有不同形式,它取决于介质可以承受何种作用力以及如何对介质激发超声波。通常有如下三种:纵波波型:当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时,此超声波为纵波波型。任何固体介质当其体积发生交替变化时均能产生纵波。横波波型:当介质中质点的振动方向与超声波垂直时,此种超声波为横波波型。由于固体介质除了能承受体积变形外,还能够承受切变变形。当其中剪切力交替作用于固体介质时均能产生横波。横波只能在固体介质中传播。表面波波型:是沿着固体表面传播的具有纵波和横波的双重性质的波。表面波可以看成是由平行于表面的纵波和垂直于横波的横波合成,振动质点的轨迹为一椭圆,在距表面1/4波长深处振幅最强,随着深度的增加很快率减,实际上离表面一个波长以上的地方,质点振动的振幅已经很微弱了。10、超声波探伤:利用超声波探测材料内部缺陷的无损检验法。超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺1/6页陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在荧光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
不知道这篇符不符你的要求一 概述 在工业生产、科学研究中,几乎所有的参数获取都依靠传感器和检测仪表,一条生产流水线通常使用为数众多的温度、压力、流量、物位、重量、成分传感器和检测仪表。据介绍,2台300MW机组的传感器和检测仪表总数不少于2000,上海赛科一体化项目总共有80000个I/O点和1万多台FF总线装置,其中绝大多数是来自传感器和检测仪表的信号。 即使在日常生活中,人们也越来越离不开传感器和检测仪表,一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器和数台显示仪表,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,显示仪表可多达数十台。传感器中,仅汽车发动机用传感器就有很多种,如温度传感器、压力传感器、旋转传感器、流量传感器、位置传感器、浓度传感器、爆震传感器等。在汽车轮胎内嵌入的微型传感器将压力传感器和微型温度传感器集成在一起,同时测出压力和温度,便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。微型传感器的使用可以保持轮胎适当充气,避免充气过量或不足,从而可节约燃油10%。再如汽车上的雨量传感器隐藏在前风挡玻璃后面,它能根据落在玻璃上雨水量的大小来调整雨刷的动作,因而大大减少了开车人的烦恼。雨量传感器不是以几个有限的挡位来变换雨刷的动作速度,而是对雨刷的动作速度作无级调节。它有一个发光二级管负责发送远红外线,当玻璃表面干燥时,光线几乎是100%地被反射回来,这样光电二级管就能接收到很多的反射光线,结果是雨刷不动作;当玻璃上的雨水越多时,反射回来的光线就越少,其结果是雨刷动作越快。即使是价格低廉的简易型电动自行车,也至少得装有电压表和车速表。洗衣机、冰箱中也使用了很多传感器和检测仪表。 随着科学技术的发展,传感器和检测仪表在功能上不断扩展,在原理上不断创新,在结构上不断改进,新产品层出不穷。作者从事这一行业已经40多年了,每当接触到一些新产品或了解到行业发展的一些新动态时,往往浮想联翩,这里记下一些只言片语,愿与同行共同切磋。二 功能上不断扩展 最早的传感器都是在就地检测并显示,像弹簧管压力表、水银温度计等,因为需要报警功能,就在显示部分增加了电接点,因为需要远传显示功能,弹簧管压力表中增加了电阻远传器件、电感远传器件,成为远传压力表。目前的传感器和显示仪表在很多情况下仍延续了这种趋势,如为了使测温仪表具有远传功能,可输出电信号的热电偶、热电阻使用非常普遍,但这两类仪表又不具备现场显示功能,所以几年前我们看到上海严胜涛仪器仪表公司的产品中就有双金属测量元件与热电阻测量元件安装在用一根测量管内的产品,它可以是带现场指示,又带热电阻Pt100信号输出一表两用形式的产品;也可以是带现场指示,又带热电阻Pt100信号就地转换成(4~20mA)的温度变送器输出以及报警控制接点输出一表三用的产品。 差压变送器是用来测量差压的,其中大多数是用来测量节流装置所产生的差压,所以带开方功能差压变送器的出现绝不偶然,而同时配温度、压力测量以便完成气体流量测量温度、压力补偿运算的多参数变送器的出现更是在情理之中。为了适应各种矩形堰、梯形堰和V形堰流量测量的需要,最新的变送器(如ABB公司的2600T)不仅具有开方功能,还具有3/2、5/2次方运算功能。为适应球罐、圆筒形卧式容器液体体积测量的需要,还增加了自由编程功能,可进行5阶多项式运算。图1是ABB公司2600T多参数变送器。 测量车辆载重量的汽车衡、轨道衡是从静态车辆开始的,其测量速度慢、需人工介入,难以满足大运输量的发展要求,所以动态汽车衡、动态轨道衡也就诞生了,它们可以在车辆运动状态下自动进行称重,汽车衡、轨道衡的发展就进入了一个新的里程碑。三 原理上不断创新 最早的压力、差压监测仪表应该是水银浮子式和双波纹管式,随后才出现带输出电信号或气动信号的变送器,其结构形式为机械力平衡式,其精确度仅±1%左右。上世纪70年代,变送器从原理上有大的创新,微位移式变送器出现,如电容式、电感式、电阻式和弦振频率式等等,精确度提高到±25%左右。上世纪80年代,智能变送器出现,精确度又提高到±(1~075)%。 物位计也有类似的情况,早期的机械式直接接触测量的居多,如重锤式、阻旋式、浮子式、电阻式、电容式等,但在实际使用过程中,因液体介质腐蚀、粘滞或固体介质块度大、埋料等原因,直接接触测量的效果均不理想,而随后出现的超声波式、雷达式等非接触测量原理的物位仪表能较好的解决上述问题,其用量也大大增加。 超声波流量计是一种发展非常迅速的新型流量计,当采用多普勒法时,其精确度较低,常常不能满足现场测量要求,后来采用时差法,精确度提高到±5%,量程比也扩大了,在大管径的情况下可以替代电磁流量计,而费用却节省了很多。 通常使用的温度计是测量一个点的温度,而DTS(分布式光导纤维温度传感器)可以测量出沿光导纤维整段长度的温度信号值,所以它测量的是一个温度场,但局部温度异常时,可显示异常温度值及异常点位置。光导纤维长度可达10km,温度定位精确度可达1m。 50年代,我国使用的皮带秤都是机械式皮带秤,其物料流量累计的原理是机械积分圆盘,荷重测量是通过杠杆将力转换成在圆盘上转动的转轮的位置,皮带速度测量通过机械方式传动转换成积分圆盘的转速,转轮的转动带动计数器,由此可得出物料累计量。它的精确度低,维护量大,国内用量非常少。国内在50年代后期开始生产电阻应变式重量传感器并应用到皮带秤上,重量测量信号可以采用电信号方式传送,自此之后,机械式皮带秤逐步淘汰,电子皮带秤成为皮带输送机输送物料称重的主流选择。 说到秤时,还应该提一下失重式给料机秤,我们知道静态秤和动态秤相比,称量难度要低得多,而称量精确度又要高得多。常规的给料机秤是在给料机部分(如皮带输送机、螺旋输送机等)进行动态称重,而失重式给料机秤的称重原理是:在给料机上方的料仓上装设静态料仓秤,而在静态料仓秤的显示仪表部分对料仓重量信号进行减法运算,得到单位时间内物料减少的重量,并将它转换成瞬时流量信号。从而以软件方式实现了将静态秤的信号变换成具有动态秤特点的瞬时流量信号,进而可以实现物料量的自动控制。 皮带秤的准确检定一直是个难题,国外通常采用的方法有挂码检定、电信号模拟检定、滚链检定和实物检定。前3种方法都是模拟检定方法,精确度不够高,而实物检定又费时费事。国内的专家努力多年,终于摸索出一种新的模拟检定方法——循环链码检定法,它有点类似滚链检定,但它不像滚链是在原地转动,而是通过一套机械装置始终随皮带循环同步运动, 与实际物料输送情况相比,其模拟程度高,所以用它检定过的皮带秤能达到较高的使用精确度。这种新型检定装置在国内推出后应用已达数百套,特别是在大型电厂应用广泛。 锅炉汽包水位测量对锅炉来说至关重要,不仅就地需要装设玻璃水位计,传送到控制室的水位信号通常要求采用两种以上的测量方式(如差压式、电接点式)同时显示,这些仪表中通常认为就地玻璃水位计最可靠,差压式、电接点式都有可能出故障。现在国内很多锅炉上都采用工业电视直接将就地玻璃水位计的图像传送到控制室显示(就地锅炉压力表的图像也在同一幅画面上显示),非常直观,水位监控的可靠性也大大提高了。 传感器和检测仪表信号传送一直是业界关心的问题,最早是各自为政,五花八门各种各样信号同时存在,稍后国际上统一为4~20mA一对一传送,以后出现了现场总线的传输方式,多台变送器的数字输出信号可用一根总线来传送,现在已经出现无线传送信号的变送器。工控领域已经应用了无线局域网(WLAN)和无线短程网,如美国霍尼威尔公司2003年推出的XYR5000无线变送器(见图2),它采用了无线短程网中的ZigBee方式,由干电池供电,可连续工作3~5年,传送距离600m,精确度指标为±1%。而在一些测点极其分散的场合,例如油田、城市煤气管网、城市供水管网,大气及水环境环保监测等领域,采用基于GPRS/GSM手机短信息传输方式在国内发展迅猛异常。有线一对一传送——现场总线传送——无线传送,这是否是信号传送新的发展趋势呢?