计米器
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力矩电机控制器
计米器 GKzhan摘要：当前，我国
传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。 传感器由传统向新型转变 我国在传感器技术研究方面，正在逐渐缩小与国外的差距，一批基于MEMS技术的新型传感器正在进入市场，在各领域中不断拓宽应用范围，设计技术、材料控制技术、生产技术、可靠性技术和测试技术不断发展成熟，量产能力逐步提高。在市场竞争日趋激烈的条件下，我国生产的传统传感器，如力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器，产销形势稳中有升，不仅在国内市场的份额逐步增长，还同时满足了部分国外市场的需求。 在国内传感器产业中形成了一批骨干研发及生产单位。同时，由于改革开放，国内巨大的传感器应用市场，引来了各国厂商，如西门子、日本横河公司、美国霍尼韦尔公司、日本欧姆龙公司、美国邦纳、芬兰维萨拉公司等，这些国外公司占据了中国传感器市场重要份额。 当前，我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。传感器产业和市场发展前景归纳起来，主要特点是： 1.加速形成从传感器研究开发到大生产一条龙产业化发展模式，走自主创新和国际合作相结合的跨越式发展道路，使我国尽早进入世界传感器的主要生产国之列。 2.传感器产品结构向全面、协调、持续性发展。根据市场需求，既要切实加强新型传感器的开发，又要做好传统传感器的质量升级和产量增长;产品品种向投资类倾斜，尤其是填补“空白”的品种，从而使传感器各门类和品种比例适当，形成一种“新旧交替、远近结合、品种齐全、满足需求”的新的产品结构。 3.企业生产(年生产能力)向规模经济或适宜规模经济发展。大生产技术的实践表明：规模经济出效益。考虑到今后先进生产技术的使用和市场的扩大，量大面广的通用传感器的生产规模将以年产亿只计，一些中档传感器的生产规模将以年产1000万只计;而一些高档传感器和专用传感器的生产规模将以年产几十至几百万只计。实现规模经济生产后，可最大限度地降低生产成本，从而实现廉价传感器的商品化。 4.生产格局向专业化发展，专业化生产的内涵为：生产传感器门类少而精;专门生产某一应用领域需要的某一类传感器系列产品以获得较高的市场占有率;各传感器企业的专业化合作生产，能有效地避免企业内部的“大而全”，提高经济效益。 5.传感器大生产技术向自动化方向发展。传感器的门类、品种繁多，所用的敏感材料各异，决定了传感器制造技术的多样性和复杂性。纵观当前传感器工艺线(含各类传感器引进线)的概况，生产技术水平不一，多数工艺已实现单机自动化，但距离生产过程自动化尚存在诸多困难，其中封装工艺和测试标定(两者的费用约占产品成本的30%～50%)是传感器自动化大生产的关键技术，有待今后广泛采用CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)及先进的自动化装备和工业机器人进行突破。 6.企业的重点技术改造应加强从依赖引进技术向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转移。自主创新应视为企业的立足之本。 7.企业经营要加快从以国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向发展。 8.企业结构将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。集团化大公司(含在境外的跨国集团公司)将越来越显示出它的垄断作用，而专业化生产的中、小企业因其能适应市场小量产品的需求，仍有其生存、发展的空间。 MEMS及汽车传感器市场加速发展 由于传感器的种类很多，这里主要介绍MEMS传感器和汽车传感器的市场情况。 MEMS传感器市场 随着国际MEMS传感器市场从高端产品向消费类产品市场转移，中国的MEMS传感器市场将加速繁荣。MEMS传感器除了用于工业交通等部门外，新兴应用市场是汽车、通信、办公设备、移动电话等。对于在全球消费电子市场中占据重要地位的中国市场，专家们预计，2009年国内MEMS传感器市场将有3500万～4500万颗的需求量，而明年这一数字则很可能会翻倍。 国内MEMS传感器的基础性科研开发取得了显著成果，但尚未形成大批量生产能力，未形成独立的产业，技术成熟度还存在不足，产品种类相对较少，生产厂家分散，与国际上的产业化存在较大差距。 汽车传感器市场 受汽车产业高速增长的拉动，汽车传感器的市场规模也在扩大。 2007年全球汽车传感器市场规模达47亿美元，其中底盘传感器市场为21亿美元，车身传感器占13亿美元。 从2004年到2009年，全球车用传感器以9%左右的速率增长，2008年市场需求量约为14.87亿个。2007年-2010年中国汽车传感器市场销售额的年度复合增长率将超过35%。其中，2009年其市场销售额将接近10.5亿美元，同比增长40.5%;2010年市场销售额将超过13.2亿美元，同比增长35.2%。 汽车数量的增加以及每辆汽车上所采用传感器数量的增多，决定了中国汽车传感器市场容量必将不断增大，中国传感器市场正进入蓬勃发展期。 目前，汽车技术升级换代，国内外企业都将车用传感器技术列为重点发展的高技术。微型化、智能化、非接触测量和MEMS传感技术，将逐步取代传统的机械式、应变片式、滑动电位器式等传感技术，汽车传感器在安全、节能、环保以及智能化方面将取得重大突破。而各大传感器厂商在性能上的比拼，将提升汽车传感器的技术含量，降低生产成本，并推动新的技术革命，促进汽车传感器工业的发展。 而且，现在市场也出现了很多更为先进的传感器设备。像太阳能无线远传传感器、风力无线传感器等等。并且在许多领域已经有了很广泛的应用。 比如： 污水处理厂的水质监控 一个无线传感器节点上连接一个液位传感器，一个pH值传感器，一个流量计和一个电导率传感器。许多个这样的节点被放置在污水处理池的各个位置，用来监测每个处理池中各处的污水处理状况，通过节点自动组成的智能网络，将各个节点的数据回传到远程控制中心的机房终端显示器上。由于无线传感器摆脱了信号电缆的束缚，因此可以任意安放在各个位置，并且可以随时对位置进行更换而不影响这个系统的监控，同时因为没有电缆，也不用担心发生漏电事故。 建筑物强度结构健康监测 在地震中，对人的生命财产安全造成最大伤害的就是建筑物的倒塌。而现今大都市中，摩天大楼林立，在汶川大地震中，北京地区也有震感，华贸#middot;国贸等高层写字楼均有晃动，大量人员有不适感，但直至通过广播，网络确认地震发生后，写字楼人员方开始撤离。如果震中发生在北京附近这几分钟的迟疑就会带来高层写字楼数千生命的消逝，而北京至少拥有 数百栋高层写字楼。 加速度计依然是监测建筑物的最简单有效方式。美国加州大学伯克利分校对旧金山金门大桥部署过建筑健康监测系统。其本意是用来检测桥体在风力作用下的各个关键受力点的振动状况，整体数据建模后就可以分析出桥体受损老化严重的部分从而进行有针对性的修补。 桥体和高层建筑有一个共同的特点，就是建筑结构及其敏感，因此其前端的测量点部署很难采用有线方式，否则极易损害建筑结构受力。 而无线技术，特别是不需供电的低功耗无线技术，在解决建筑物健康监测前端100米数据获取中具有极其重大的意义。节点具有无线能力，体积较为小巧，可以很容易的安装在建筑物的关键受力点上，而不影响建筑物外观。具有低功耗能力，节点一经部署不需要频繁更换。省去了复杂耗时的布线操作，只要打开节点开关，位于建筑物监控中心的接受终端就可以实时获取数据，与建筑报警系统联动后，一旦探测到可能威胁到建筑物的震动信息，立即发出报警通知建筑物内人员立即撤离。平时该系统收集的数据还可以用来监测建筑物老化状况，为建筑物维护提供辅助决策信息。 桥梁强度结构健康监测 近年来中国连续发生的几起桥梁垮塌事故是人们加强了桥梁健康状况的重视，相关部门也意识到桥梁并不是一个一次性投入后就可以放任不管的公共交通基础设施，它的健康状况同样关乎着人民的生命和国家经济的安全。利用传统的传感器和测量监控设备对桥梁健康进行监测需要在整个桥面上铺设信号和供电电缆，不仅浪费资源而且铺设起来工程复杂庞大，特别是像杭州湾大桥和港珠澳大桥这种长距离、大跨度的巨型桥梁。而使用无线传感器网络来进行桥梁健康监测，就显得简单方便的多了，只需要将无线传感器节点固定在桥梁的关键受力点处，并沿桥布置，各个节点就会自动组织形成网络并且回传相关的测量数据。另外，我们还开发了专门的无线传感平台，可以连接多种传感器。这样，即使在建设桥梁时预埋进桥体的传感器也可以通过无线节点进行监测。不但充分利用了资源，还节省了技术升级所带来的成本投入。 原油输油管线温度压力监测 随着世界能源消耗量的增加，各个国家越来越依赖于从别国进口能源，特别是石油和天然气等基础能源原料，而石油输油管线又是其中最为重要的一种。但是世界原油储藏分布在一些高海拔国家，比如俄罗斯和加拿大。而原油的属性又决定它必须达到一定温度才能被稀释，具有良好的粘度特性和流动性。同时，又本着节约能源的目的，我们又要把加热的温度控制在一个合理的范围内，因此，就需要对石油输油管道的温度进行监测。在确保原油能够达到良好流动性的同时降低加热的能耗。在原有管道沿线布设无线传感器网络是最为经济合理的方案，这样可以大大节省铺设信号和供电电缆的成本。同时又能实现数据的网络只能传输。同时在节点上连接压力计又能够监测输油管线是否发生泄漏和偷盗事故，并及时报告事故位置。 通过无线网络监控储存罐 通过无线网络监控室外储存罐内液位,并提供电源转换功能 与无线网络相连的传感器监控储存罐内的液位.因为只有120V交流可用,所以无线网络节点能够转换成可用的线电源.无线网络几点基于可抵御各种天气环境的设计,避免了耗时的维护工作. 地质灾害的预防监测-山体滑坡 香港由于存在大量山地地貌，城市居民人口众多，要求土地必须保持较高的利用率，因此大量建筑和道路都位于山区附近。由于地处中国南方，地理位置决定了该地区降雨量常年偏高，尤其在每年夏季的梅雨季节，会出现大量的降水。不稳定的山地地貌在受到雨水侵蚀后，容易产生山体滑坡现象，对居民生命财产安全造成巨大的威胁。 过去数十年内在某些极其危险地域发生了多次山地滑坡现象，因此政府部门试图部署一种灵活稳定的系统对山体滑坡进行监测和预警。该市政府部门尝试部署过多套有线方式的监测网络，但是由于监测区域往往为人迹罕至的山间，缺乏道路，野外布线，电源供给等都受到限制，使得有线系统部署起来非常困难。此外有线方式往往采用就近部署数据记录仪的方式记录采集数据，需要专人定时前往监测点下载数据，系统得不到实时数据，灵活性较差。有关方面的专家为此专门制定了应用无线传感器网络的解决方案。 山体滑坡的监测主要依靠两种传感器的作用，液位传感器以及倾角传感器。在山体容易发生危险的区域，将会沿着山势走向竖直设置多个孔洞，如图所示。每个孔洞都会在最下端部署一个液位传感器，在不同深度部署数个倾角传感器。由于该地区的山体滑坡现象主要是由雨水侵蚀产生的，因此地下水位深度是标识山体滑坡危险度的第一指标。该数据由部署在孔洞最下端的液位深度传感器采集并由无线网络发送。 通过倾角传感器我们可以监测山体的运动状况，山体往往由多层土壤或岩石组成，不同层次间由于物理构成和侵蚀程度不同，其运动速度不同。发生这种现象时我们部署在不同深度的倾角传感器将会返回不同的倾角数据，如图所示。在无线网络获取到各个倾角传感器的数据后，通过数据融合处理，专业人员就可以依据此判断出山体滑坡的趋势和强度，并判断其威胁性大小。山体滑坡在地震之后的灾区随处可见，尤其是交通要道两侧的山体滑坡对救援进度更是会造成巨大的威胁，相信无数人仍然记得在听到理县到汶川的生命线在打通后不到一天的时间就又因山体滑坡而中断时那揪心的感觉。 国内传感器市场将会继续的稳定且快速的增长。 面临新的形势，未来传感器市场的发展走势可预期为： 首先，国内传感器的总需求量将稳定增长。 投资类传感器将呈现较大幅度增长，汽车工业的持续发展促进国产传感器加快进入市场，各工业部门为节约原材料、降低能耗、提高经济效益，将大量采用工业过程控制传感器;环保工程中所需各类传感器的需求会愈加旺盛，尤其是我国投入4万亿元用于基础建设项目以及应对国际金融危机采取的防范措施等重点工程，无疑会大幅度促进传感器的需求增长。 消费类用传感器将呈现继续稳定增长势头，MEMS传感器加工成本降低，将在家用电器中普及，新一代信息家电、办公用信息产品的需求，加速了消费类市场的繁荣势头。 其次，传感器市场需求的产品结构将向着增加投资类产品的比例发展，其中农业、环保、医疗卫生以及仪器检测用传感器将是广阔的新市场。 最后，力学量传感器、湿度传感器、光传感器、磁传感器、生物传感器、温度传感器的主要品种的产业化更加成熟，传感器市场空间将进一步扩展。 据CCID-
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计米器MRD(中国电子信息产业发展研究院微电子研究所)预测，2010年我国传感器市场销售额将达到632亿元。 尽管受到金融风暴的影响，但工业和信息化部2008年的数据统计依旧显示，我国的传感器市场呈现出逆势增长的态势。前几年，中国的传感器年销售额平均增长率达到了39%，而2008年-2010年我国传感器增长速度将在23%左右，有所下降，这一趋势与我国经济调整的趋势相吻合。(来源：工控网(百站))
