論光電傳感器的應(yīng)用及發(fā)展

張亮

【摘要】：傳感器是新技術(shù)革命和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)側(cè)試與自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)，而側(cè)試技術(shù)與自動(dòng)控制水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志，隨著科技的迅速發(fā)展，傳感器作為新技術(shù)革命和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)，傳感器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

【關(guān)鍵詞】：光電傳感器；應(yīng)用；發(fā)展

1.傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展

所謂的傳感器其實(shí)就是一種檢測(cè)裝置啟主要通過(guò)對(duì)被檢測(cè)系統(tǒng)信息的測(cè)量，將已檢測(cè)到信息利用不同形式的信息輸出方法對(duì)被檢測(cè)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、處理以及管理等從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)和控制而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步人們對(duì)信息數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性的要求也在逐漸的提高因此為了促進(jìn)傳感器技術(shù)的發(fā)展人們就將傳感器技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)緊密的結(jié)合在一起。

如今，傳感器技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛的應(yīng)用到生活和生產(chǎn)當(dāng)前，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中人們對(duì)其極為重視不過(guò)，由于傳感器技術(shù)在我國(guó)起步的比較晚許多方面還存在著一定的局限性，因此為了有效的提高傳感器技術(shù)的精度和準(zhǔn)確性人們也將許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到其中進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和完善。

2.傳感器技術(shù)的應(yīng)用

傳感器的應(yīng)用非常廣泛，在我們生活當(dāng)中處處可見(jiàn)，比如簡(jiǎn)單的門(mén)用傳感器，手機(jī)的重力傳感器，汽車(chē)的凸輪軸傳感器等。

2.1傳感器應(yīng)用在汽車(chē)技術(shù)上

現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)發(fā)展特征之一就是越來(lái)越多的部件采用電子控制，凡是采用電子控制的系統(tǒng)或裝置，都離不開(kāi)傳感器，如發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身、自動(dòng)變速器及GPS導(dǎo)航系統(tǒng)等.汽車(chē)傳感器可以對(duì)汽車(chē)系統(tǒng)的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、位置、加速度和振動(dòng)等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量和控制，能夠提高汽車(chē)的舒適性，對(duì)確保汽車(chē)的行駛安全起到很重要的作用。

2.2機(jī)器人用傳感器

自21世紀(jì)以來(lái)人們也開(kāi)始對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相關(guān)的研究而且為了提高工業(yè)機(jī)器人操作的準(zhǔn)確性人們就利用傳感器技術(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理使其可以準(zhǔn)確、快速的完成人們所下達(dá)的工作指令而且將傳感器技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)操作當(dāng)中對(duì)工業(yè)機(jī)器人工作的相關(guān)信息資料進(jìn)行反饋從而有利于人們對(duì)傳感器技術(shù)的完成處理。

3.光電傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，由于傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人們對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高，未來(lái)的光電傳感器會(huì)向養(yǎng)小型化、智能化和系統(tǒng)化方向發(fā)展，其主要技術(shù)應(yīng)該是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展和提高，尤其是在敏感元件和抗干擾技術(shù)上。

在敏感元件方而，可以在新的材料和新工藝上尋求突破，選擇一些復(fù)合材料和人工合成材料來(lái)制作性能更加優(yōu)良的傳感器從而滿足工業(yè)要求。在抗干擾方而，可以選擇新的補(bǔ)償和修止技術(shù)和開(kāi)發(fā)仿生傳感器來(lái)提高光電傳感器的抗干擾性能。

在我國(guó)己經(jīng)形成了光電傳感器研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用為一體的結(jié)構(gòu)體系，在光電傳感器研發(fā)隊(duì)伍和用戶(hù)市場(chǎng)方而也具有優(yōu)勢(shì)，并且有進(jìn)一步開(kāi)拓的空間。不足之處是在傳統(tǒng)光電傳感器的革新速度較慢，與國(guó)外有較大差距，而且在一些特殊環(huán)境和特殊行業(yè)類(lèi)所需要專(zhuān)用光電傳感器的研究開(kāi)發(fā)較少。

4.光電傳感器的應(yīng)用

4.1國(guó)防軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

光電傳感器由于其抗擾性強(qiáng)精度高等優(yōu)點(diǎn)使得其在軍事國(guó)防領(lǐng)域發(fā)揮了重大的作用。航空的監(jiān)測(cè)、水下探測(cè)包括核輻射的監(jiān)測(cè)等都會(huì)用到光電傳感器，另外紅外夜視儀、紅外線照相儀以及紅外線導(dǎo)航儀這些在國(guó)防領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的儀器也都利用光電傳感器的優(yōu)點(diǎn)。一些常規(guī)武器研發(fā)制造也離不開(kāi)光電傳感器。例如光柵式角度傳感器由于其測(cè)量精度高因此可以將其應(yīng)用于火炮的方位角的監(jiān)測(cè)；還有光電式的數(shù)字傳感器可以應(yīng)用于槍械的目標(biāo)角的測(cè)量；光電傳感器在軍用車(chē)以及戰(zhàn)機(jī)的性能監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮的作用也日漸重要。還有一些光敏元件和半導(dǎo)體光電元件在國(guó)防軍事領(lǐng)域也有著不可忽視的作用。光電傳感器在國(guó)防軍事領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，為我國(guó)的國(guó)防事業(yè)貢獻(xiàn)了巨大的力量。

4.2工業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)速測(cè)量的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)應(yīng)用的非常多，尤其是在電機(jī)控制領(lǐng)域，將光電傳感器應(yīng)用到轉(zhuǎn)速測(cè)量里是運(yùn)用將轉(zhuǎn)速變換成光通量的變化，再經(jīng)過(guò)光電元件轉(zhuǎn)換成電量的變化即可得到轉(zhuǎn)速的原理。

4.3測(cè)量溫度的應(yīng)用

溫度測(cè)量是在工業(yè)上應(yīng)用也非常廣泛，利用傳感器的感溫特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量，應(yīng)用時(shí)將感溫頭放置被測(cè)溫環(huán)境中，傳感器輸出端與儀表輸入端經(jīng)輻射至光電轉(zhuǎn)換器接收，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。感溫管一般為經(jīng)過(guò)特殊處理的高剛玉管或特殊材質(zhì)管。高壓密封制各感溫管開(kāi)口端高壓密封防泄露。信號(hào)傳輸導(dǎo)線為雙芯屏蔽銅電纜，將傳感器輸出端按止負(fù)端與儀表信號(hào)輸入端相接，接地端與地線相接，儀表上電即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。

4.4應(yīng)用于水泵故障診斷系統(tǒng)

在水泵故障診斷系統(tǒng)里，有一類(lèi)是檢測(cè)水泵的軸的軸向位移的，而水泵的平衡盤(pán)是用來(lái)平衡軸向力的，與軸向位移成止比，所以我們檢測(cè)平衡盤(pán)的移動(dòng)位移就可以判斷水泵的軸向位移是否止常，但是在檢測(cè)水泵平衡盤(pán)的位移時(shí)，一般的傳感器的是不能滿足其要求，這里我們可以利用光電傳感器可以檢測(cè)位移的特點(diǎn)來(lái)測(cè)量。

4.5環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

現(xiàn)今的環(huán)境問(wèn)題是焦點(diǎn)問(wèn)題之一，一時(shí)間柴靜的穹頂之下備受關(guān)注，人們?cè)诃h(huán)境方面的人力物力財(cái)力投人也越來(lái)越大?？諝赓|(zhì)量的預(yù)警監(jiān)測(cè)也可以應(yīng)用到光電傳感器。例如一種可以對(duì)空氣的煙塵渾濁度進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警的儀器就是應(yīng)用了光電傳感器的原理。光檢測(cè)器可以測(cè)量出在空氣中白熾燈的光量并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的空氣渾濁度的電信號(hào)，當(dāng)空氣渾濁度轉(zhuǎn)化的電信號(hào)超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，儀器就會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

5.結(jié)語(yǔ)

光電傳感器作為一種新型的傳感器，由于它具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式多種多樣，體積小，己經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用和具有廣泛的市場(chǎng)。目前，全世界光電傳感器市場(chǎng)旱現(xiàn)增}洲魚(yú)勢(shì)，各國(guó)將竟相加速新一代光電傳感器的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)各日益激烈，新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的光電傳感器市場(chǎng)，所以我們必須重視新的光電傳感器技術(shù)，加強(qiáng)我國(guó)在傳感器技術(shù)方而的核心竟?fàn)幜Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]劉壯，蘭德瑞. 光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建應(yīng)用技術(shù)[J]. 化工設(shè)計(jì)通訊，2016，42（06）：60+62. [2017-08-24].

[2]沈觀林. 應(yīng)變電測(cè)與傳感器技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)用[J]. 中國(guó)測(cè)試，2011，37（02）：87-91+96. [2017-08-24].

[3]張國(guó)才. 光電傳感器的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 科技信息（學(xué)術(shù)研究），2008，（32）：680-681. [2017-08-24].

[4]孫筠，王志民. 傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用及其發(fā)展[J]. 湖北教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（08）：68-69. [2017-08-24].

[5]池雪蓮. 傳感器技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)展望[J]. 襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（01）：7-9. [2017-08-24].