新一代智能傳感器在現代工業的應用及發展是怎樣的?

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智能傳感器現在發展並不成熟,目前比較成熟的就是視覺傳感器。

傳感器是現代工業自動化的基礎,正是由於先進的傳感器的不斷出現才有了現在工業自動化的不斷推陳出新。而智能傳感器的出現,更是對未來工業4.0的發展有舉足輕重的地位。

因為現在比較成熟的只有視覺傳感器,所以我們先講一下視覺傳感器的應用吧。

機器視覺主要分為2d視覺 3d視覺

2d視覺:用工業相機對目標產品進行拍照,然後通過軟件進行分析。可以進行二維尺寸測量,或者通過與標準品對比檢測瑕疵。

3d視覺:通過激光線掃等方式,對產品進行3維方向上的測量。

目前2d視覺因為價格便宜、檢測速度快,所以市場佔有率很高,在食品行業、電子行業均有很廣泛的應用。而3d視覺動輒10w左右的價格,讓它的應用範圍比較受限,主要用在一些較大的公司。

在未來的智能製造領域,智能傳感器的應用範圍將更加廣闊。





評科技前沿


如今智能傳感器已廣泛應用於航天、航海、國防、工農業、醫療和交通等各個領域中。

航空航天:NASA為檢測製造航天飛機的材料是否達到使用壽命,需要經常檢測運載火箭的艙內設施以及各個關鍵部件結構的的健康狀況,因此在艙身各部分安裝傳感器接收器,在接收到中央傳感器發射的電磁波,將其轉換為實時數據並傳輸到計算機中,計算機利用自身的一套算法處理該數據並實現信息反饋,提供了一種結構健康監測的實現方法。

海洋探測:開發海洋資源的前提是海洋信息的實時收集與檢測,隨著物聯網技術在海洋環境領域的廣泛應用,為實現海洋環境實時監測、海洋信息實時採集,海洋信息智能採集成為保證海洋環境監測的基礎。

國防軍事:軍事力量是衡量一國國防實力和綜合實力的關鍵指標,對於國防建設具有重要的作用。作為軍事力量的重要組成部分,武器系統的性能決定了軍事隊伍作戰的成敗,在武器系統中引入智能傳感器不僅能夠實時監測戰場形勢變化從而及時調整偵察和作戰計劃,而且可以通過應用各類微小傳感裝置實現隱蔽性監視,為摧毀敵人目標點和攻擊武裝力量奠定技術和環境基礎。

工業生產:利用傳統的傳感器無法對某些產品質量指標(例如,黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進行快速直接測量並在線控制。而利用智能傳感器可直接測量與產品質量指標有函數關係的生產過程中的某些量(如溫度、壓力、流量等),利用神經網絡或專家系統技術建立的數學模型進行計算,可推斷出產品的質量。

智慧農業:智慧農業是現代農業發展的高級階段,涉及到應用傳感和測量技術、自動控制技術、計算機與通信技術等智能信息技術,依託安置在農產品種植區的各個傳感器節點和通信網絡,實施監測農業生產的田間智慧種植數據,實現可視化管理、智能預警等,因此傳感器技術是現代農業發展的一項關鍵技術。

生物醫學:在生物醫學領域中,傳感器作為核心部件被應用到了眾多的檢測儀器中,關乎到人體健康往往對醫用傳感器有更高要求,不僅對其精確度、可靠性、抗干擾性,同時在傳感器的體積、重量等外部特性上也有其特殊的要求,因此傳感器在醫學中的應用在一定程度上反映了傳感器的發展水平。隨著可穿戴式、可植入式微型智能傳感器逐漸面世,醫學檢測儀器的發展有了里程碑式的飛躍。

智能交通:智能交通產品中對傳感器的應用首推自動駕駛,由於汽車車體本身空間有限,普通的傳感器難以滿足時代提出的新需求,這時候智能傳感器的優勢便凸顯出來。相較於傳統傳感器,智能傳感器不僅可實現精準的數據採集,而且能將成本控制在一定範圍內。另外,其自動化能力以及多樣化功能也為智能傳感器加分不少。

智能傳感器除了在上述的領域中廣泛應用,在某些細分領域也擔當著重要角色,比如振動監測、傾角監測,通過運用現代智能傳感器聯網技術在數字化智能傳感器中的應用使其在使用過程中與上位機實現無線連接、遠程測控,實現分佈式無人值守在線監測。

數字化智能傳感器:數字化智能傳感器具備以下幾個優點、功能:1、通過高精度數字傳感器配合軟件技術可實現高精度的信息採集;2、具有一定的編程自動化能力;3、搭載不同的數字傳感器模塊可實現壓力、振動、溫度、速度、傾角等多種不同的數據採集分析功能;4、可實現無線遠程跨地域測控;5、可靠性高,能適應各種惡劣環境。

功能及特點:

1、 通過搭載不同功能的數字傳感器模塊可實現傾角、三向速度、加速度等多種不同的物理參數採集分析功能;

2、 數字化智能傳感器集成度高,小巧便攜,實現數據採集、分析功能於一體,無需再搭配分析儀;

3、 內置GPS模塊,具備自動定位功能,支持分佈式同步測量;

4、 內置wifi模塊,支持數百支傳感器智能傳感器;

5、 自適應環境噪聲,自動設置觸發條件;

6、 高強度分子材料+合金材料,防水防塵,適應外場惡劣環境;

7、 全套應用軟件,無需二次開發;

8、 智能雲支持,可通過4G/5G通信,可實現遠程跨地域測控。

應用場景:

1、 工業精確製造、城市工程、爆破工程、交通工程、軍工試驗等領域的生產作業和試驗現場;

2、 精密機床、發電機組、捲菸機、特種設備等大型機電設備與旋轉機械的振動監測;

3、 汽車、飛機等振動試驗參數測試;

4、 橋樑、隧道等重型運輸監測和施工監測;

5、 爆破工程的衝擊與振動監測和安全評價等

配圖:


拓普測控


傳感器是一種檢測裝置。其英文名為transducer/sensor。“sensor”的詞根為“sense”,是“感覺、感知”的意思。從中英文的命名上來看,傳感器是一種感應元件,是將感受到的被測量信息,按一定規律轉換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。因此,傳感器通常包括敏感元件和轉換元件。

在現代工業中,傳感器的作用不可小覷,甚至可以說舉足輕重。新技術革命的到來,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息,而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。

在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,並使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優良的傳感器,現代化生產也就失去了基礎。

在基礎學科研究中,傳感器更具有突出的地位。現代科學技術的發展,進入了許多新領域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到fm的粒子世界,縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化,短到毫秒的瞬間反應等。此外,還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙,首先就在於對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現,往往會導致該領域內的突破。一些傳感器的發展,往往是一些邊緣學科開發的先驅。

現如今,傳感器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其廣泛的領域。可以毫不誇張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種複雜的工程系統,幾乎每一個現代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。

由此可見,傳感器技術在發展經濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發展。我們相信,傳感器技術將會出現一個又一個技術的突破,助力社會各領域的發展。







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