市場上有各種各樣的工業(yè)傳感器，所以選擇合適的傳感器作為特定的應(yīng)用可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。幾乎所有類型的工業(yè)傳感器，包括工業(yè)過程控制、能源、航空、安全和安全、汽車、醫(yī)療和建筑自動(dòng)化。
有時(shí)傳感器是產(chǎn)品和解決方案的核心要素。這些都是定義預(yù)期應(yīng)用質(zhì)量、效率和安全產(chǎn)品的重要組成部分。傳感器解決方案和技術(shù)存在于整個(gè)價(jià)值鏈中，從裸露的半導(dǎo)體芯片和變送器到復(fù)雜的系統(tǒng)。本文介紹了工業(yè)過程控制和監(jiān)控中使用的傳感器的特點(diǎn)，包括無線傳感器，然后介紹了一些領(lǐng)先的工業(yè)傳感器制造商。
一、工業(yè)過程控制。
工業(yè)過程控制包括對(duì)機(jī)械、系統(tǒng)和工藝的監(jiān)測(cè)和控制，如化學(xué)品、制藥、生物技術(shù)、能源、水、石油和天然氣、塑料、紙張、食品和飲料?，F(xiàn)代工業(yè)加工制造系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，保證了原材料和能源的有效消耗。壓力、溫度、液位、流量、濕度、粉塵、腐蝕性物質(zhì)、爆炸性物質(zhì)、液體和氣體需要監(jiān)測(cè)和控制。
傳感器是過程控制和測(cè)量系統(tǒng)的第一個(gè)組件。在過去的幾年里，準(zhǔn)確控制納米和皮米計(jì)的尺度和位移/位置越來越重要。
靈敏度、分辨率、緊湊性、長期穩(wěn)定性、熱漂移和功率效率是工業(yè)傳感器的主要性能指標(biāo)。
二、工業(yè)過程控制中的傳感器類型。
接近傳感器。它們可以是機(jī)械、光學(xué)、感應(yīng)和電容器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化，如計(jì)數(shù)和堵塞檢測(cè)輸送線、安全聯(lián)鎖和分揀機(jī)床，以及物體是否存在。
機(jī)械傳感器基本上是開關(guān)操作的機(jī)械開關(guān)。
光傳感器可以是光源，如發(fā)光二極管和光晶體管。它們基本上是非接觸的，沒有運(yùn)動(dòng)部件。它們體積小，開關(guān)速度快，對(duì)振動(dòng)和沖擊不敏感。但它們需要對(duì)齊，可以被環(huán)境光照條件覆蓋，可能需要無水環(huán)境。
感應(yīng)式和電容式短程傳感器通常距離較短，但非常堅(jiān)固可靠。感應(yīng)傳感器用磁性檢測(cè)金屬物體的存在，通常用于檢測(cè)非金屬物體引起的電容。
位置傳感器。包括編碼器和線性變差變壓器(LVDTS)。編碼器是一種通常用于向執(zhí)行器提供位置反饋的數(shù)字傳感器。它們由玻璃或塑料板組成，在光源(LED)和一對(duì)光電探測(cè)器之間旋轉(zhuǎn)。塑料磁盤代碼位于交替的明暗風(fēng)扇區(qū)域，因此當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生脈沖。LVDTS由移動(dòng)在圓柱體中的磁芯組成，通常用于伺服機(jī)構(gòu)、自動(dòng)測(cè)量和許多其他工業(yè)和科學(xué)應(yīng)用的位置反饋。
力傳感器。壓力傳感器通常用作傳感器，施加的壓力產(chǎn)生信號(hào)。當(dāng)力、壓力或機(jī)械應(yīng)力作用于傳感器表面時(shí)，力傳感器的電阻會(huì)發(fā)生變化。
振動(dòng)/加速傳感器。振動(dòng)檢測(cè)中最常用的是壓電陶瓷傳感器或加速度計(jì)。移動(dòng)系統(tǒng)、汽車、渦輪振動(dòng)信息和位置數(shù)據(jù)、汽車、渦輪和飛機(jī)。陀螺儀和加速度計(jì)通常用于測(cè)量慣性測(cè)量裝置的線性和角度運(yùn)動(dòng)。廣泛應(yīng)用于飛機(jī)和導(dǎo)彈的導(dǎo)航和制導(dǎo)。
液位傳感器。由于其大小和幾何形狀，這些傳感器在工業(yè)過程控制中很常見。工業(yè)過程控制包括靜液壓和光學(xué)液位傳感器，從簡單的極限檢測(cè)到精確的連續(xù)液位傳感器。靜水壓力傳感器可安裝為液體定位或與外壁螺紋連接的潛水傳感器。
三、工業(yè)無線傳感器。
大多數(shù)傳統(tǒng)傳感器通常需要連接銅線、雙絞線或光纖的電線或電纜。然而，傳輸電纜會(huì)導(dǎo)致信號(hào)和功率損失。此外，安裝有線網(wǎng)絡(luò)也很麻煩，需要很多時(shí)間。無線傳感器提供了安裝的靈活性，提高了過程監(jiān)控，降低了安裝和維護(hù)成本。
無線數(shù)據(jù)傳輸在工業(yè)應(yīng)用中歷史悠久。工業(yè)應(yīng)用的流行趨勢(shì)是通過無線技術(shù)監(jiān)測(cè)溫度、流量、液位和壓力參數(shù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用于一些關(guān)鍵的工業(yè)應(yīng)用，用于監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的無線傳感器有效地解決了各種工業(yè)應(yīng)用的需求。
為了降低大型商業(yè)和工業(yè)建筑的安裝和電纜成本，許多公司一直致力于開發(fā)具有壓力、流量和溫度監(jiān)測(cè)和控制選項(xiàng)的低功耗無線電臺(tái)和傳感器。
近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微型、低功耗、多功能傳感器在短距離工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。智能傳感器通過無線鏈路或無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接，為包括環(huán)境在內(nèi)的各種工業(yè)監(jiān)控應(yīng)用提供了前所未有的機(jī)會(huì)。
為防止設(shè)備故障提供更有效的方法。無線傳感器不僅可以佩戴，而且具有實(shí)時(shí)、連續(xù)、遠(yuǎn)程傳感、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
手機(jī)、Zigbee、GPS、Wi-Fi、衛(wèi)星、紅外、射頻、藍(lán)牙等無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)較多。所有行業(yè)都不一樣，它們的確切要求和應(yīng)用也不一樣。因此，Hart和Zigbee等工業(yè)聯(lián)盟為滿足各種工業(yè)應(yīng)用的要求，定義了各種傳感器連接標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee的工作頻率為2.4GHz，數(shù)據(jù)速率為250kbps。根據(jù)功率輸出和環(huán)境特點(diǎn)，這些傳感器的室外視線范圍可達(dá)1500米。
工業(yè)無線傳感器的應(yīng)用。
監(jiān)控機(jī)械設(shè)備。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于監(jiān)控機(jī)器狀態(tài)維護(hù)。無線傳感器可以輕松進(jìn)入位置、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、危險(xiǎn)或有限的區(qū)域和移動(dòng)設(shè)備，否則有線技術(shù)很難進(jìn)入這些區(qū)域。
光傳感器可以是光源，如發(fā)光二極管和光晶體管。它們基本上是非接觸的，沒有運(yùn)動(dòng)部件。它們體積小，開關(guān)速度快，對(duì)振動(dòng)和沖擊不敏感。用于們需要對(duì)齊，可以被環(huán)境光照條件覆蓋，可能需要無水環(huán)境。
水資源管理。無線傳感器適用于監(jiān)測(cè)地下或地表水質(zhì)，防止水浪費(fèi)，特別是在基礎(chǔ)設(shè)施有限的偏遠(yuǎn)地區(qū)。由于部署速度快，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的干擾最小，非常理想。
監(jiān)測(cè)化學(xué)過程。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)測(cè)化學(xué)過程中材料的濃度分布，單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可以與其他節(jié)點(diǎn)通信，提供溫度、壓力、阻抗、pH和溶解氣體的全貌。
