新型传感器的发展前景
新型传感器的发展前景 一、基于MEVK技术的新型传感器 微传感器（尺寸从几微米到几毫米的传感器)特别是以微电子机械系 统技术为基础的传感器已逐步实用化这是今后发展的重点之一。微机械设想早在 1959年就被提出其后逐渐显示出采用MHMS技术制造各种微型新型传感器、执行 器和微系统的巨大潜力。这项研发在工业、农业、国防、航空航天、航海、医学、 生物工程、交通、家庭服务等各个领域都有巨大的应用前景。MEM技术近十年 来的发展令人瞩目多新型传感器已经实用化微系统研究已处于突破前夜创新的 爸间很大已成为竞争研究开发的重点领域。MEMS器件主要分为惯性测量、压力测量、微流量、光射频MEMS以 及其他MEMS器f牛‘多种类型及品种而目前市售的器件主要有5种压力传感器、加 速i传感器、微型€ 螺、喷墨头、硬盘驱动头。销售最多的是rr领域的喷墨头、硬 盘驱动头和汽车领域中的压力传感器、加速度传感器、微型陀螺。而用于生物、 化学测试系统的Lab-onehip和其他类型生物芯片则刚刚显露出巨大的潜力。
预测认为，MEM5器件在21世纪初其年销售额将以20%30%的速度增 长。
二、生物、医学研究急需的新型传感器 世纪是生命科学世纪特别是人类基i组计划的研究大大促邊了对生物 学、医学、卫生、食物等学科研究以及现代科学仪器制造所急需的各种新型传感 器的研究开发。不仅要求多种生物量传感器如.酶、免疫、微生物、细胞、DNA、 RNA、蛋白质、嗅觉、味觉和体液等传感器也需要诸如.血气、血压、血流量、 脉搏生理传感器.还要进一步实现这些功能的集成也、微型化、研制"Lab.onehip" 微分析芯片，使i午多不连续的分析g程连续化、自由化完成实时、在位分析实现 高效率、快i度、低成本、无污染和大批量生产的目标。
三、新型环保化学传感器 保护环境和生态平衡是目前我国的重点任务之一实现这一目标必须 对江河湖海进行体*检测这就需要测量污水的流量、自动比例采样、PH、电导、 浊度、COD、BOD、TR、TN、矿油、氣化物、氨氮、总氮、总磷以及金属离子浓度特别是重金属离子浓度而检测这些参量的多数传感器我们尚’不能实用化甚 至尚未研制。
大气监测是环保的重要方面主要监测内容有：风向、风速、温度、遠 度、工业粉尘、烟尘、烟气、S02、No、03、Co等.这些传感器有带开发。
目前全国已建检测站4000多个环境科研院所几百个装备400多个国家 网络检测站35o多个环境信息中心100多个城士空气质量地面自动监测系统时刻 监测大气污染.有1()()多个国控水M监测系统需要监测j水质.国家要对1800个重点 污染企业安装在线连续自动监测系统。"十一五"期间全国环保投入1.53万亿。这 些说明研吳开发新型环保化学传感器的任务是多么迫切和艰巨。
四、工业过程控制和汽车传感器 我国工业过程控制技术水平还很低汽车工业也正在迅速发展为适应 这一形、势重点开发新型压力、温度、流量、位移等传感器尽快为汽车工业解决 电喷系统、空调排污系统和自动驾驶系统所需的传感器也是十分迫切的任务。
我国的汽车工业发展速度加快估计2010年将达600万辆的生产能力， 若每辆车用10只传感器将需6000万套传感器及其配套变送器和仪表。
一个现代化的高级轿车的电子化控制系统水平的关键在于采用传感 器的水平和数量。通常达3Q余种多则达上百种。对压力、温度、流量、位置、 距离、速度、加速度、姿态、湿度、电磁、光电、气体、振动等等各种信息进行 实时准确测量和控制不可缺少。随着我国汽车工业发展、开发和应用汽车传感器 实现汽车传感器国产化势在必行。
五、智能化传感器 为了不断的满足测控系统自动化、智能化发展的需要和使信息技术全 面均衡地发展必把传感器发展到一个更高的层次上。这就是智能化传感器发展的 大背景。智能化传感器不仅是简单的传感器而且具有珍断和数字双向通信等新功 能. 1自补偿功能如非线性、温度误差、响应时间、噪声、交叉耦合干扰 等的补偿。自诊断功能如在接通电源时进行自检.在工作运行时检查、诊断测试 以确定那一组有故障等。2信息存储和记忆功能。
3基于总线制的双向通信功能。
4今后的智能化传感器必将走向全数字化。目前智能化传感器多用于 压力、应力、应变、加速度和流量等测量中并向化学、生物、磁和光学等各类传 感器的应用上扩展。智能化传感器已是世界上仪器仪表界共同瞩目的研究内容。
可以预见新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生计的各个领域发挥越 来越大的作用。
结束语 总之随着集成微光、机、电系统技术的发展以及光导、光纤、超导、 纳米技术、智能材料等新技术的应用将会出现大量的传感器。这些传感器通过进 一步的信息采集与传输、处理集成化、智能化将具有自检自校、量程转换、定标 和数据处理等功能传感器的功能必将得到进一步增强和完善性能必将进一步提 高将更加灵敏、可靠。
高慧芳 （辽宁冶金技师学院）