煤矿井下非接触式智能型温度监测仪研究与开发国内外竞争情况及产业化前景

煤矿井下非接触式智能型温度监测仪研究与开发国内

外竞争情况及产业化前景

温度与人们的关系非常密切, 无论是工业、农业还是交通、运输业及其它都离不开温度的控制与调节。随着高技术产品的进一步开发, 对于温度控制的要求越来越高, 控制的范围越来越广, 对温度传感的种类要求也越来越多。目前敏感温度的仪器大致有水银型、乙醚管型和传热敏电阻型等, 它们都要与具体的被测物接触, 才能达到温度的传感, 而且接触的紧松涉及到精度的高低, 一旦离开被测物就失去了敏感的作用。因此在很多领域的监控受到限制。非接触传感器则可有效解决此种问题，这种传感器是通过检测从被测物发射出的热放射能来测温的。凡是处于绝对零度以上状态的物体从其表面上均要放出与其绝对温度相应的热放射能, 该热能电磁波由维恩位移律, 其波长分布与温度是相对应的。热放射能的峰值随温度增高而向短波长一侧移动, 因此, 若测量0度以上温度时要用可见光传感器,而测常温状态下的物体表面温度时, 需用对波长敏感的红外传感器。这些光传感器从检测原理上大致分为量子型和热型两类

智能化温度传感器是指那些装有微处理器的，不但能够执行信息处理和信息存储，而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样，其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差，而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外，还执行与计算机之间的通信联络。通常情况下，一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量，其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的；但智能化温度传感器却能够实现所有的功能，而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比，智能化温度传感器具有以下优点：

(1)不但能够对信息进行处理、分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理，借助于软件滤波器滤波数字信号。此外，还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿，以改进测量精度。

(2)具有自诊断和自校准功能，可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时，它将发出告警信号，并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时，它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。

(3)能够完成多传感器多参数混合测量，从而进一步拓宽了其探测与应用领域，而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外，其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能，也能够使它们适合于各不相同的工作环境。

(4)既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据，也可以根据需要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是以备事后查询，这一类信息包括设备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等;

(5)备有一个数字式通信接口，通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外，智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便，譬如，可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作，也可以将所测的数据发送给远程用户等。

目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。进21世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期，具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司和德国斯特曼公司的。

世界上多家公司都在研究生产智能非接触式传感器，这其中比较有代表性的除了以上提到的美国霍尼韦尔公司和德国斯特曼公司，还有日本的sony，德国、法国等国家的一些企业，可谓是竞争激烈。我国的传感器研究起步较晚，与发达国家还存在着不小的差距，尤其是在一些核心技术方面我国企业有待提高。

非接触式温度传感器的应用前景非常的广阔，在一些对温度测量要求高精度，测量条件比较差的情况下尤为显得它的重要性、实用性和准确性，比如说在矿井，炼钢厂，和其他一些生产条件比较恶劣的环境下。有调查报告表明，非接触式传感器的应用数量以每年两位数的速度增长，可谓是市场前景广阔，大有可为，具有联网与通信的非接触式温度传感器的功能则更为强大，为复杂条件下的生产对

温度的便做出反应进而进行自动化生产提供了可能，也是温度传感器的一个发展方向。咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。 一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。

目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

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