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        傳感器“偶遇”智能制造 發展勢不可擋

        瀏覽量:   時間:2018-10-11

         工業傳感器領域普遍存在一個難點,那就是傳感器在使用一段時間后,受產品老化、參數漂移等因素影響,檢測將不可避免出現誤差,并且很難調整修正。為此,許多產品經理和研發工程師付出無數汗水,但是效果顯然并不如意。
          
          另一方面,在工業4.0、智能制造以及物聯網的推動下,傳感器應用將無處不在,而誤差的問題也將會日益凸顯。與此同時,新的應用領域也對傳感器提出新的要求,在產品集成度、有線無線接口協議、功耗性能等方面必須進一步完善,以提高傳感器靈活性和成本優勢。
          
          管中窺豹,一窺工業傳感器的新趨勢
          
          工業4.0是一個范圍廣泛的概念,主要是利用信息系統將生產過程中的供應、制造等環節數據化,方便對生產過程進行管理、分析和提升,以此提高制造業的智能化水平。因此,在生產的過程中,傳感器神經網絡的重要性自然不言而喻。
          
          傳感器網絡的檢測精度和性能直接影響生產的效率。納芯微電子總經理王升楊表示,越來越多的集成化方案開始大量應用,主要表現在以下兩方面。其一:利用ASIC代替分立電路,使傳感器具備更好的移植性,縮減成本,例如:TI之前的壓力變送器方案都采用分立電路形式,BUF、ADC、處理器等都是獨立器件;TI最新推出的方案是完整ASIC芯片,集成所有邏輯功能;其二:多品種的傳感器ASIC開始橫向集成,例如:工業現場溫度控制方案,原本都使用RDD、熱電偶等獨立電路和輸出,新產品已經可以實現32通道的同時測量,每種通道之間可以搭配組合,實現RDD、熱電偶、二極管等各種方式的測量,管理起來非常方便。
          
          另一方面,生產效率與傳感器設備之間協同工作能力戚戚相關。但是,現階段傳感器還是以模擬信號輸出為主,只能實現信息的單向流動,不能對傳感器進行調整、配置,并且模擬輸出能攜帶的信息量非常有限,只能發送傳感器的檢測信息,對于傳感器自身診斷、ID、運行狀態等信息難以實現傳輸。因此,數字化接口是后續發展的必然趨勢,例如:HART協議、CAN總線、點對點IO_link總線等,可以實現雙向通信,實時配置傳感器狀態。
          
          “功耗是傳感器網絡必須要面臨和改善的問題?!蓖跎龡罾^續說道,因為傳感器網絡系統將會越來越龐大,每一個傳感器設備的功耗累加起來,就意味著巨大的成本支出。另外,許多工業應用場合還是電池供電,續航能力很難保障。所以,在傳感器設備中,傳感器、信號處理器、電源管理、MCU、無線通信等都需要實現低功耗處理,以提高設備的續航能力。
          
          因此,管中窺豹,可見一斑。集成度、接口、功耗也只是傳感器發展趨勢的冰山一角,未來傳感器更多將會與垂直領域的算法緊密合作,共同推動智能化的發展。
          
          各顯神通,傳感器誤差的解決方法
          
          在工業生產中,傳感器檢測的微小誤差很可能導致企業的巨大損失,這是企業非常不愿意看到的情況。那么,傳感器的誤差如何避免呢?以下是傳感器行業專家在產品應用中的案例,也許能給大家提供不少參考。
          
          智能抄表帶來非常方便的體驗,同時也存在許多問題。新奧副總經理董勝龍表示,如果抄表的數據完整性和及時性存在問題,將會導致體驗非常差。這往往是多個原因造成,第一是氣氛傳感器只能識別,不能很好的定量分析;第二是結構設計和生產工藝不成熟,導致一致性存在缺陷;第三是電表缺乏主動傳感器,每一個電表從出廠到應用,大多都需要現場充氣修正補償系數。新奧的解決辦法主要采取以下幾步:
          
          其一:研究組分傳感器的計量原理,形成計量動態補償方案,通過大量實驗驗證,解決組分適應性的問題;
          
          其二:通過大量實驗驗證,形成天然氣特性和傳感器計量輸出之間,實時跟蹤與在線修正的方案,識別時間小于一分鐘,自動識別80%~97%甲烷含量;
          
          其三:在保證速度的前提下,優化設計結構,減少流速對傳感器的影響,提高計量穩定性;
          
          其四:增加儀表的自檢測能力,對儀表的工作狀態進行實時檢測報警。
          
          由于安裝方便、無需電源和布線的原因,無源無線傳感器受到大家的好評,能適用于許多極端的環境。賽赫信息科技總經理李澤晨說道:“汽車尾氣處理系統中,尾氣的溫度范圍在600度到1200度之間,導致能夠檢測過氧化硫、一氧化碳等尾氣的氣體傳感器非常稀缺,而且傳感器受到的干擾和老化情況也會更加嚴重。聲表面波傳感器是無線無源傳感器之一,在老化和環境干擾的變化過程中,采用設置兩個頻點同步漂移的方法,通過兩個頻點的頻率差檢測物理量,從而得到精準的檢測值?!?/span>
          
          不過,在不同的應用場合,誤差產生的原因各有不同,企業應該根據實際情況理出根源,解決誤差的問題。
          
          總結
          
          預計2015年全球傳感器市場規模達到1814億美元,而中國將占據三分之一的市場份額。未來,傳感器市場的增長點將更多集中在無線傳感器、MEMS和生物傳感器領域。如此龐大的市場規模,將會誕生更多的企業和拓展出更多應用。

        (轉自中國安防展覽網,如有侵權請聯系刪除)


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