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红外传感器的特点重点

红外传感器的特点重点
红外传感器的特点重点

利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度(高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,响应快等优点。

红外辐射是由于物体(固体、液体、和气体)内部分子的转动及振动而产生的。这类振动过程是物体受热而引起的,只是在绝对零度(﹣273.16℃)时,一切物体的分子才会停止运动。所以在绝对零度时,没有一种物体会发射红外线。换言之,在一般常温下,所有的物体都是红外辐射的发射源。例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。红外线和所有电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质,但它的特点是热效应非常大,红外线在真空中传播的速度c=3×108m/s,而在介质中传播时,由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。

红外传感器利用红外辐射与物质相互作用所称呈现的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现的电学效应。

。1. 热释电人体传感器

热释电红外探头的工作原理及特性:

“铁电体”的极化强度(单位面积上的电荷)与温度有关。当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高(参阅图2-6),使其极化强度降低,表面电荷减少,这相当于释放一部分电所以叫做热释电型传感负载电阻与铁电体薄片相连,则负载电阻上便产生一个电信号输出。输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢,从而反映出入射红外辐射的强弱,热释电型红外传感器的电压响应率正比于入射光辐射率变化的速率。

一般人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM 左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,电后续电路经检验处理后即可产生报警信号(参阅图2-7)

图2-7

1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。

2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲尼尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用

)被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。

3)4一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。

5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。

热释电红外传感器件有多种,但大都是有高热系数的钴钛铅系陶瓷,以及钽酸锂,硫酸三甘钛等配合滤光镜片窗口所组成的。利用这种传感器件,就可以非接触方式对物体辐射出的红外线进行检测,察觉红外线能量的变化,将其转换成相应的电信号,并以该信号作为控制信号,对电器设备或保安防盗进行控制。

一般来说热释电传感器的封装有两种,即TO-5型金属封装和塑料封装。

为了使热释电红外传感器件辐射到的红外线与大气的红外透射率相结合,同时考虑到对人体红外辐射(特别是近红外辐射)干扰进行抑制,在热释电传感元件前加上一个8~14微米的

干涉滤光片,波长小于8微米的红外线被吸收,只留下对人体敏感的热释红外线光谱。

热释电陶瓷元件也称热电探测元它是由高热电系数的钴太酸率陶瓷等材料构成的。这种强电解质的热电元件能够遥感人体发出的微量红外线,并明显地觉察到其相对温度的变化过程,是探测元的自发极化值发生变化,即产生热——电效应。有的热释电器件内装有两个陶瓷元件,有的器件内装有一个陶瓷元件。前者将两个特性一致的探测元件进行串联,已组成差动平衡电路,其目的在于抑制因探测元自身温度变化产生的干扰。

在热释电传感器的壳内,还装有一个场效应管和栅极电阻,栅极电阻与探测元并接,它能将探测元表面的极化值或电荷的变化以电信号的形式加至场效应的栅极。场效应管的作用与驻极体话筒相似,起阻抗变换作用,他的输入阻抗极高,而输出阻抗极低。通过场效应管的匹配和放大,在它的源极输出反映外来红外线能量变化的相应幅度的电脉冲。其脉冲频率一般为0.3~5Hz。场效应的输出阻抗为10~47kΩ.

热释电红外传感技术在红外探测,夜视装置,防入侵,安全防范,自动门控制,自动灯控制,交通管制,温度监测以及观点玩具等方面有着广泛应用,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎:

⑴“有电危险”安全警示电路:用于有电场合时,通过发出声音和声光提醒人们注意安全

⑵自动门:主要用于银行、宾馆,当有人来到时,大门自动打开,人离开后又自动关闭。

⑶红外防盗报警器:用于银行、办公楼、家庭等场合的防盗报警器。

⑷高速公路车辆、车流计数器。

⑸自动开、关的照明灯,人体自动开关等。

传感器的技术应用与发展前景

传 感 器 的 技 术 应 用 与 发 展 趋 势 院系:新联学院 专业:10电子信息工程 姓名:王俊锋 学号:1002174050

传感器的技术应用与发展趋势 摘要:随着信息科学、生物科学以及材料科学的日益进步,传感器技术也随着发展很迅速, 日常生活的各个领域它已越来越受到广泛的关注。将来的传感器技术会向微型化、多功能化、智能化以及网络化的方向发展。 关键词:传感器技术;应用; 现状;发展趋势;微型化;多功能化;智能化;网络化随着科学技术的迅猛发展, 在机械制造、交通运输、石油化工以及医疗卫生等领域,传感器技术的应用越来越广泛,它正逐渐地渗透到人们的日常生活中去。 从某种程度上来讲, 衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志是传感器技术水平的高低,主要体现在传感器能够较好地实现自动控制水平和测试技术的高低。作为测量与自动控制的重要环节的传感器,不仅是新技术革命的重要技术基础,而且还是当今信息社会的重要技术基础。笔者就当前一些重要的领域里,讲述了传感器技术的应用情况,并按照目前传感器技术的发展现状,对其将来的发展方向加以预测。 一、传感器的定义以及分类 (一)传感器的定义 从广义上来说,传感器是指将被测量对象的某一确定的信息具有定量检出与感知功能,而且根据一定的规律能够转化为与之相符的有价值认识信号的装置或者元器件。从狭义上来说,可以感受被测量,而且可以根据特定的规律把其转化为性质相同或不同的输出信号的装置。 (二)传感器的分类 1.传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。 2.按照输入物理量的分类,传感器常以别测物理量命名,如位移传感器,速度传感器、温度传感器、压力传感器等; 3.按照工作原理分类,传感器的命名常能够根据工作原理,如应变式、电容式、电感式、热点式、光电传感器等; 4.按输出信号分类,可分为模拟传感器和数字式传感器。若输出量为模拟量则成为模拟式,输出量为数字式则称为数字式传感器等。 5.按照被测量的性质,可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。 (1)物理传感器原理及应用 物理传感器是利用某些物理效应,把被测量转化成为便于处理的能量形式的信号装置,其输出的信号和输入的信号有确定的关系。常用的物理传感器有光电式传感器、压电式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。 (2)化学传感器原理及应用 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,将被测信号量的微小变化转换成电信号。常用的有气敏、湿敏和离子传感器。 (3)生物传感器原理及应用 生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件。换句话说,它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与信号转换器相结合,将生物反应所引起的化学、物理变化变换成

传感器的应用现状及发展趋势-论文2011-11-16

传感器技术的研究应用现状与发展前景 传感器技术作为信息技术的三大基础之一,是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。本文回顾了传感器技术的发展历史,综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况,并通过简述当前的应用实例,展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 1.引言 传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。当今社会的发展是信息化社会的发展,在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理,而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段,是现代科学的中枢神经系统,它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑,把通信系统比喻为传递信息的神经系统,那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。传感器技术是现代科技的前沿技术,发展迅猛,同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱,许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力拥有广泛的开发空间,发展前景十分广阔。 2.传感器的发展历史及分类 2.1传感器技术的发展历史 传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的,在那时与计算机技术和数字控制技术相比,传感技术的发展都落后于它们,不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外,传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的,并在早期多用于国家级项目

压电式传感器的发展与应用

HEFEI UNIVERSITY 自动检测技术报告 题目压电式传感器的应用与发展 系别 ***级自动化 班级 **班 姓名 ********************** 指导老师***** 完成时间 2011-11-28

前言:压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面上产生电荷,从而实现非电量测量。压电传感元件是力敏感元件,所以它能测量最终能变换为力的那些物理量,例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来,由于电子技术的飞速发展,随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现,使压电传感器的使用更为方便。因此,在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。本文重点介绍压电式传感器的工作原理,在航空发动机中的应用及发展趋势。 关键字:传感器压电效应测振 正文:压电式传感器的发展及应用压电式传感器是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变 时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量 与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电 效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起 晶体机械变形的现象,又称电致伸缩效应。用逆压电效 应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件 的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、 厚度切变型、平面切变型5种基本形式(见图)。压电 晶体是各向异性的,并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。 压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广泛。

红外感应器(总结)

1 红外辐射,红外探测器原理,菲涅尔透镜(介绍红外很全面) 以及应用。 2 应用 红外线技术在测速系统中已经得到了广泛应用,许多产品已运用红外线技术能够实现车辆测速、探测等研究。红外线应用速度测量领域时,最难克服的是受强太阳光等多种含有红外线的光源干扰。外界光源的干扰成为红外线应用于野外的瓶颈。针对此问题,这里提出一种红外线测速传感器设计方案,该设计方案能够为多点测量即时速度和阶段加速度提供技术支持,可应用于公路测速和生产线下料的速度称量等工业生产中需要测量速度的环节[1] 。 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线,该光线能够将红外线接收二极管导通,使系统产生误判,甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集,对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 红外技术已经众所周知,这项技术在现代科技、国防科技和工农业科技等领域得到了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 红外传感器发展前景 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

(完整版)传感器的目前现状与发展趋势综述

传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控2班 摘要:传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术,也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛,其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后,综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后,展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词:传感器技术;传感器;研究现状;趋势 引言 当今社会的发展,是信息化社会的发展。在信息时代,人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段,是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置,一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”,把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”,那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术,发展迅猛,同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱,许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力,拥有广泛的开发空间,发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识

1.1 传感器的定义和组成 广义地说,传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲,感受被测量,并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成,其中敏感元件和转换元件可能合二为一,而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中,要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式:一种是稳定的,称为静态信号;一种是随着时间变化的,称为动态信号。由于输入量的状态不同,传感器的输入特性也不同,因此,传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素,如温度传感器的热惯性等,动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时,与计算机技术和数字控制技术相比,传感技术的发展都落后于它们,不少先进的成果仍停留在实验研究阶段,并没有投入到实际生产与广泛应用中,转化率比较低。在国外,传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的,并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而,随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展,以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。 我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发,经过从“六五”到“九五”的国家攻关,在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步,初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系,并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲,它还不能适应我国经济与科技的迅速发展,我国不少传感器、信号

传感器技术的应用及其发展

传感器技术的应用及其发展 摘要:传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节,而测试技术与自动控制水平 高低,是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。本文列举了传感器技术在当前一些重要领域里的应用,并讲述了其发展趋势。 关键词:传感器技术应用现状发展趋势 一、引言 传感器技术是当今世界令人瞩目,迅速发展的高新技术之一,也是当代科学发展的一个重要标志,与通许技术、计算机技术共同构成21世纪信息产业的三大支柱。如果说计算机是人类大脑的扩展,那么传感器就是人类五官的延伸。因此各发达国家都将传感器技术作为本世纪重点技术加以发展。随着国内工业自动化、信息化和国防现代化的发展,传感器的年需求量持续增长。传感器的应用也越来越广泛、已渗透到各个专业领域。但是目前国内传感器技术的创新和新产品开发能力落后于国内外先进水平,制约了我国工业自动化和信息化技术的发展。 二、传感器介绍 传感器一般由敏感元件、传感元件和其他辅助件组成,有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。传感器通常可以按照一系列方法进行分类。根据输入物理量的分类,传感器常以别测物理量命名,如位移传感器,速度传感器、温度传感器、压力传感器等;根据工作原理分类,传感器常可以依据工作原理进行命名,如应变式、电容式、电感式、热电式、光电传感器等;按输出信号分类,可分为模拟传感器和数字式传感器。输出量为模拟量则称为模拟式,输出量为数字式则称为数字式传感器等等。 三、主要传感器技术分类 传感器技术是当前代表国家综合科研水平的重要技术,传感器技术的具体应用是传感器技术转化的重要途径和方法。加强对传感器技术应用的研究也是了解传感器技术发展现状并对其未来发展进行预测的基础和前提。 3.1 光电传感器技术

红外传感器市场调研报告

红外传感器的应用与市场调研报告 随着现代科学技术的迅猛发展,基于传感器技术的非电物理量的测量与控制技术越来越多的应用到了社会的各项技术领域中。其中,红外传感器技术成为近年来发展最快的技术之一。科学技术水平、计算机微处理器技术、现代数字信号处理技术、新型半导体等材料的推出和加工制造工艺等各方面的进步,使得红外传感器发展迅猛。 红外线,实质上是一种电磁辐射波,其波长范围大致在0.78m~1000m频谱范围内,因其是位于可见光中红光以外的光线,故而得名为红外线。任何温度高于绝对零度的物体,都会向外部空间以红外线的方式辐射能量。利用红外辐射实现相关物理量测量的传感技术,即为红外传感技术。红外传感器作为红外技术的重要工具,对其的发展和提升起着重要作用。 一、红外传感器主要应用领域和技术特点 1.主要应用领域 红外传感技术作为一门迅速发展的新兴科学已经被广泛应用于国防军事(如:红外对抗进行规避和欺骗)、科研、生产(如:红外测温仪非接触测温)、医学(如红外线热象诊断技术)等领域获得了广泛的应用。以及红外制导,红外成像,红外遥感等已经成为各领域的尖端技术。 (1)辐射计,用于辐射和光谱测量。 (2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其位置并对其运动进行 跟踪。 (3)热成型系统,可以产生整个目标红外辐射的分布图像。 (4)红外测距和通信系统。 2.技术特点:能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线, 该光线能够将红外线接收二极管导通,使系统产生误判,甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集,对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 二、红外传感器信号性质与特点 按功能分类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 根据探测机理可分成为:光子探测器(基于光电效应)和热探测器(基于热效应)。 红外热电探测器是利用红外辐射的热效应及材料的热电效应制成的元件,因红外的照射或遮挡而产生或失去热量才有输出,热电材料的温度由T变道T+t材料表面的电荷会发生变化,热电材料只有在温度变化时才能产生电压,在使用温度范围内,稳定性好,性能指数大,价格低廉而且分散性小一般是LiTaO3。在加热过程中,不管什么波长的红外线,只要功率相同,对热电传感器的加热效果是相同的。假如热电探测器对入射辐射的各种波长基本上都有相同的响应,所以这类探测器为“无选择红外探测器” 红外光电传感器,利用红外辐射的话光电效应制成,所以响应时间短。此外,要使物体内部的电子改变运动状态,入射光子的能量就必须足够大,入射光线的频率必须大于某一值,即光电效应的辐射存在一个最长的波长限度。由于这类探测器是以光子为单元起作用的,只要光子能量足够,相同数目的光子基本上具有相同的效果,因此这类探测器常被称为“光子

传感器技术发展现状及趋势

传感器技术发展现状及趋势 桂林航天工业学院 课程论文 题目:传感器技术发展现状及趋势 专业:工商企业管理(生产运作与质量管理) 姓名:罗并 学号:20190820Z00102 指导教师:陈少航 2019年 6月12日 传感器技术发展现状及趋势 在信息化社会,几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探 测技术的支持。生活在信息时代的人们,绝大部分的日常生活与信息资源的开发,采集, 传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态,21世纪的先进传感器必须具备小型化,智能化,多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增,要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋 势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性,可靠性,灵敏性等)的要求越来越严格; 与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标 准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被 各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小,重量轻,反应快,灵敏度高以及成本低等优点。 目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD) 的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本,高性能的 新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能 够满足科技发展需求的微型化的方向发展。 智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新 型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用 领域,如分布式实时探测,网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。,智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器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

红外传感器

苏州科技学院天平学院题目:红外线传感器的应用(自动水龙头)姓名:赵星 学号:1132106218 班级:物联网1122 成绩:

摘要:水资源是不可缺少的,节约用水是一种美德。我们所见基本上是普通的水龙头,但是往往我们也可以发现,当我们因为急事而忘了关水龙头会使水一直流,从而浪费很多水。水是我们的生命之源,无论在干旱或者水米之乡。 红外感应自动水龙头是一项包含在建筑节能这个大的概念中的科技产品发达国家已有经验表明,建筑能耗总量约占社会总能耗的三分之一,最终将超越工业、交通等其它行业居于社会能源消耗的首位。积极创新建筑节能发展模式,任务艰巨,意义深远。建筑节能有利于促进科技进步,拉动内需,带动产业化发展。仅全国100多亿平方米的既有建筑节能改造就能带来2万亿元的市场商机。通过建筑节能工程的实施和示范作用,还将促进高效节能成套新技术、新设备、新材料产业的大发展,促进建筑业实现传统产业的更新改造。实施建筑节能,既能产生强大的能源环境效益,而且有着巨大的经济效益和社会效益,并潜在巨大的商机。同理对于这其中的一个部分也是适用的,所以我们可以说红外感应自动水龙头的市场是巨大的,潜在的商机也同样巨大。并且我们也是本着创造经济利益和促进科技进步的目的来研究红外感应自动水龙头。 目前最大众也是最普遍的红外感应自动水龙头具有以下特点: 1.节水:手一伸水就来,手一去水就停,特别节水。 2.卫生:免接触,有效防止细菌的交叉感染。 3.智能:采用单片机控制,设有超时停水功能,避免因异物长时间在感应范围内造成不必要的损失。 4.水量可调:根据水压情况,可任意调整出水量。 5.过滤装置:随时可拆洗,以免堵塞。 6.安装:安装使用方便,适用于宾馆、酒楼、办公楼、学校、机场、车站、医院、星级公厕等公共卫生设施以及现代家居。 引言:从红外感应自动水龙的特点可以看出相比较于传统的水龙头,它的优点显而易见,尤其是在节水方面,这个优点使得红外自动水龙头可以大量的安装在公共场所,可以最大限度的减少公共场所中由水龙头造成的水资源浪费这符合我们可持续发展的基本国策。这就使本论文研究更有实际意义。虽然市面上的红外感应自动水龙头样式很多,但其控制原理基本上是利用红外反射开关、功率开关集成电路与电磁水阀来控制水龙头,所以我们研究红外感应自动水龙头的重点也集中在这几方面和电路的连接。 就目前市面上现收的各种元件来考虑我选择了利用低功耗红外线反射开关TX05D和功率开关集成电路TWH8778和4分塑料通水电磁阀来实现一个的红外感应自动水龙头。所以这是一

利用红外线传感器实现接近感应应用

利用红外线传感器实现接近感应应用 在消费电子产品中,接近感应作为一种探测用户身体或手部存在的方法,越来越为人们所接受。该技术也能够用于动作感应,如检测用户手势。用户手势作为一种输入,可以应用于许多设备,如手机、计算机和其他家用电子产品。 要理解动作感应系统设计的理论基础,需要了解红外线(IR)与可见光的差异,探讨接近和动作感应系统如何在单一LED 下运行,以及动作感应在使用多个LED 进行多接近测量时如何工作。当我们谈及“光”时,通常指的是来自太阳或灯具的可见光,然而,可见光仅占光谱范围中的一小部分。我们把可见光定义为人眼可以识别的所有光线,通常人眼可以识别的光线波长为380-750nm。那么,人眼无法识别的非可见光(如波长为850 nm 光)又如何呢? IR 辐射光的波长为750nm-1000μm,IR 光与可见光有着相同的特性,例如反射率,而且它可以通过特殊灯泡或发光二极管生成。因为人眼无法看到IR 光,所以我们可以用它来完成一些特殊的人机界面任务,例如接近检测,而无需用户与系统进行任何直接接触。 IR 接近传感系统能够检测附近物体的存在,并根据检测结果做出反应。IR 接近检测的应用无处不在。例如,手机可以使用接近传感技术检测通话时手机是否接近面部。当你把手机靠近耳边时,手机将检测到头的存在,从而自动关闭屏幕以节省电能。其他接近感应系统的例子包括皂液器和饮水机,你可以把手放在传感器附近(通常在皂液管或水龙头附近),以“非接触”而又卫生的方式获取皂液或水。在高端汽车上,外部防碰撞系统也使用接近检测,当汽车与其他汽车或者物体太靠近时,接近检测会提醒司机注意。有些车辆还可以使用车内接近感应系统检测乘客的存在,从而调整安全装置(如安全气囊)。接近检测通过专门设计的IR LED 实现。与IR LED 相对应的是光电二极管,它一般用来检测LED 发出的IR 光。当IR LED 和光电二极管同方向放置时,光电二极管将不会检测到任何IR 光,除非有物体在 LED 的前面,将光反射回光电二极管。反射回光电二极管的光强与物体到光电二极管的距离逆向相关。 图 1:一维空间动作检测 单一 LED 和光电二极管相结合可以检测一些动作,例如可以检测物体是否靠近或远离光电二极管,这仅仅是一维空间检测。假设一个系统,其布局,单一LED 系统仅使用LED1 与IR 传感器。图2 是三个手势动作过程中Silicon Labs Si1120 传感器感应IR LED 后的输出值,其中Y 轴是反射的 IR 光强,X 轴是时间。三个手势包括沿图1 X 轴从左到右的滑动,沿Y 轴从底部到顶部的滑动,以及沿Z 轴由远及近,然后由近及远的往复动作。图2 表明,单一LED 系统不能区分这些手势,使用单一 LED,系统只能检测到物体正在接近或远离传感器,而不能判别其方向。 图 2:单一LED 系统性能分析二维空间检测由位于不同位置的两个LED 和单个光电二极管组成。从LED1 得到一个测量值,然后快速从LED2 获得另一个测量值,两个测量值被用于计算二维空间上的物体位置。其中一维空间是接近 LED1(左)或接近LED2(右),而另一维空间是接近或远离光电二极管。图3 是与图2 相同的三个手势,其中白线代表从LED1 中读出的数据,红线代表从LED2 读出的数据。从左到右滑动过程中,白线上升,然后是红线。当手从左到右滑动时,LED1 反射IR 光到传感器,然后是LED2。 图 3:二维空间中手势性能分析三维空间动作检测由三个LED 和单个光电二极管组成。LED3 与LED1、LED2 不在同一直线上,,可以把LED1 和LED2 之间的连线看作X 轴,LED1 和LED3 之间的连线看作Y 轴,从光电二极管和LED 到被测物体之间的连线看作Z 轴。图4 显示了与图2 和图3 相同的测量过程,其中蓝线代表LED3 的测量数据。当手从左向右滑动

先进传感器的应用与发展

先进传感器的应用与发展传感器(transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。我国的国家标准对传感器的定义是“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”,而在新韦伯斯特大辞典上的定义是“从一个系统接受功率,通常另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。 从这些定义上看,我们身边处处都有传感器的身影:楼道的声控灯,办公楼的自动门,手里用的触屏手机、相机,电子眼,红外线报警器,流量计,测速计,电子称,乃至一个小小的温度计,在某种意义上讲,也是一个简易的传感器。科技的发展,让传感器也有一个用简易到复杂的发展过程,到了现在,传感器在控制过程中的应用已经是相当的广泛,并且依旧有广阔的发展空间。 人们常将传感器称为人类五官的延长,因此传感器可以粗略的依靠视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉而分为五大类,下面就以这五大类传感器来谈谈现在的先进的传感器在过程控制工业与生活中的应用,以及这些传感器未来的发展趋势。 一、光敏传感器 光敏传感器类似于人类的视觉,可以依靠光线的颜色与亮度来进行系统的调节。其分类并不仅仅限于最简单的那些阻值随光线强弱变化的光敏电阻,光电管、光电倍增管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、色彩传感器、图像传感器等等都属于光敏传感器的范畴。下面简单介绍几类与控制领域相关的传感器的应用。 红外线传感器:如上文所说的自动门,当传感器检测到高温(生命体)信号时,可以控制门的自动打开,等高温信号在一定距离外消失后,又可以把门关上,这类应用,属于在未来很有研究潜力的领域——智能家居的范围。而一些重要的场合应用的红外线报警器,可以有效的进行防盗。红外线成像仪的作用类似于图像传感器,但是主要检测的高温物体,并且可以利用红外线的穿透性来检测一些在障碍物外的高温物体,这是图像传感器所不能达到的。 光敏电阻:生活中比较常见的楼道电灯的声光控开关,这类开关可以保证在白天光线较强的情况下,电灯是不能被打开的。而到了夜晚或者光线不足的情况时。可以通过声音来打开电灯。这样可以有效的节省能源。现在的触屏手机中的某些产品也有一些光敏电阻,可以根据所处环境的光线强弱来自动调节手机屏幕的亮度,这种人性化的设计也得益于光敏电阻的应用。 图像传感器:这类传感器的应用更为广泛,照相机、摄像头,尤其是现在的

光电传感器在汽车上的应用及发展

传感器与检测技术论文 题目:光电传感器在汽车上的应用班级:2013级电子信息工程1班学号: :俊旭 指导老师:江华 2016.5.2

摘要 光电传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化,然后,借助光电元件把光信号转换成电信号来实现控制。如光电开关、光感电阻、光感二极管、光电池、光纤等。光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛,它是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、非接触等优点,而且可测参数多,结构简单,形式灵活多样。本文列举了光电传感器技术在一些领域里的应用。并阐述了当前传感器技术的发展现状以及发展趋势。 关键词:光电传感器;汽车;应用;

目录 一、引言 二、光电传感器 2.1 光电传感器的概念 2.2 光电传感器的工作原理 2.3 光电传感器的分类 三、光电式传感器在汽车上的应用 3.1 光电式车高传感器 3.2 光电式转向传感器 3.3光电式光量传感器 3.4 光电式车速传感器 四、参考文献

一、引言 随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及,新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染,已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中,传感器担负着采集和传输功能,它是电子控制中非常重要的部件,其技术性能的好坏,直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。 本文主要讲述了传感器在汽车技术中的应用以及各种汽车传感器的工作原理和在汽车技术中的作用。其中转速传感器是检测发动机的转速、空气流量传感器检测发动机的进气量以更好的控制空燃比、节气门位置传感器是将节气门开度转换为电信号,通过ECU控制喷油量、进气温度传感器是检测发动机的进气温度,将进气温度转变为电压信号输入ECU作为喷油修正信号、氧传感器是根据化学平衡原理计算出对应的氧浓度,达到监测和控制炉燃烧空然比,保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。

基于TCRT5000红外传感器模块的设计报告.doc

电子创新设计模块制作 设计报告 名称:基于TCRT5000的循迹模块 学院:机电工程学院 专业:应用电子技术 班级:09应电(2)班 设计者:林志坚 指导老师:玉宁杨青勇 2011年6月

一、硬件设计及说明 1、原理图设计如下: 图一原理电路 作用原理:采用5V供电,TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管发出红外光,当红外光反射回来被高灵敏度光电晶体管接收,则光电晶体管处于导通状态,输出高电平信号;当红外光没有反射回来,则光电晶体管处于高阻抗状态,输出低电平信号;输出信号经施密特电路整形,稳定可靠,且还有LED指示电路指示输出的状态,输出高电平时LED亮,低电平时灭。 2、PCB设计如下: 图二PCB线路 设计思路:板的大小为:10mmX40mm。采用的是插件元件,降低了焊接难度,板的宽度只有10mm,这样使得该模块灵巧,在应用过程中更灵活。 二、主要元件介绍: 1、TCRT5000: TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管不断地反射出红外线,当发射出的红外线没有被反射回来或反射回来但强度不够大时,光敏三级管一直处于关断状态,输出低电平;当发射出的红外线被反射回来时,光敏三级管处于关闭状态,输出高电平。

2、CD40106 CD40106由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。 三、测试过程: (1)外形尺寸:10mmX45mm; (2)工作电压:DC3V-5.5V; (3)检测距离:1mm-8mm适用,焦点距离为2.5mm; 五、应用场合 (1)电度表脉冲数据采样; (2)传真机碎纸机纸张检测; (3)障碍检测; (4)黑白线检测; 六、注意事项: (1)使用时,光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行,这样光电传感器的转换效率最高; (2)光电传感器的前端面与反光板得距离保持在规定的范围内才能正常工作;(3)光电传感器长时间工作时红外接收管的最大工作电流不应超过250uA; (4)焊接改装传感器时,光电传感器的引脚根部与焊接点的最小距离不得小于5mm且焊接时间尽可能短,否则易损坏管芯或引起管芯性能的变化; 七、总结 经过这次模块的制作,我们学习了传感器和施密特触发器的知识及其相关应用,深入了解了TCRT5000红外传感器和CD40106的原理及应用,同时,在电路板的制作过程中,我们熟练了PCB的设计及制作电路板工艺。

当前传感器技术的应用与发展

当前传感器技术的应用与发展 【摘要】传感器技术是当前科技的现代信息技术前沿技术之一,传感器技术水平高低作为一个国家科技发展水平高低的重要标志。传感器产业技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点,本文对常见传感器技术进行了说明,展望了传感器技术未来发展趋势。 【关键词】传感器技术光纤红外 一、引言 传感器是对被测对象的某一信息具有响应与检出功能,按照一定规律转换成输出信号的装置。传感器是研究对象与测控系统的接口位置,一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。传感器技术是当前前沿技术,同计算机技术和通信技术共同被称为信息技术的三大支柱,现代传感器技术具有巨大的应用空间,其具有巨大发展前景。 二、传感器概述 传感器是指将被测量转化为定量认识的信号的传感器,其感受被测量,并按规律转化为输出信号的装置。传感器由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成。传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有一般有两种形式,一种是稳定的,称为静态信号。另一种是随着时间变化的,称为动态信号。传感器的基本特性用静态特性和动态特性来描述,衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素,如温度传感器的热惯性等,动态特性还与传感器输入量的变化形式有关[1]。

三、传感器技术历史 传感器技术是二十世纪中期出现的,随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展,欧美西方国家传感器研发及其相关技术产业的发展处于领先地位。我国从二十世纪六十年代开始传感技术的研究与开发,当前在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面具备了一定能力,现初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系,并在数控机床攻关中取得了具有世界领先的成果。但国产传感器还不能完全适应我国经济与科技的迅速发展要求。 四、传感器技术的应用 (一)光纤测量技术。光纤测量技术的特点是分散测量的能力强。对测量值进行处理输出后,一根光纤整个长度可作为单独传感器,可提供优于点测量的断面测量。其灵敏度高、响应速度快、动态范围大、防电磁场干扰、超高压绝缘、无源性、防燃防爆、适于远距离遥测、多路系统无地回路串音干扰、体积小、机械强度大、可灵活柔性挠曲、材料资源丰富、成本低等优点。光纤可实现的传感信息量很广。例如光导纤维本身就对压力和应变力极为敏感,光纤可同时作为压力、温度和应力传感器而使用。发达国家已将光纤用于测量磁、声、力、温度、位移、旋转、加速度、液位、扭矩、应变、电流、电压、传象和某些化学量等。光纤分布式温度传感器最大优点之一,是能经济地实现对大量地点的温度监视。国外正逐渐将它用于对电站关键部件的温度监视。例如DTS用光电元件测量出沿光纤整段长度的温度信号值,并实现连续刷新。人员可在控制室内通过屏幕观察温度变化情况,并可在设备温度恶化时作出相应操作。DTS有抗电磁干扰的能力,特别适合于在电磁或射频干扰的恶劣环境中使用。(二)红外测量技术。利用红外热效应及穿透力而开发的热图像红外传感器,用于检查金属、非金属等热处理和加工工序,监视轴承发热情况并对其进行热分析,对重要设备如发电机、汽轮机等进行非破坏性检查等。例如红外摄像机、红外辐射测温计、红外辐射热成像仪及其

新型传感器的应用及发展方向

新型传感器的应用及发展方向 传感器技术是实现测试和自动控制的重要环节。它的主要特征是能准确地传递和检测出某一形态的信息,并将它转换成另一形态的信息。随着科学技术的迅猛发展,其越来越广泛的应用于科学技术的各个领域。传感器是一种检测装置,是实现自动检测和自动控制的首要环节。它能感受到被测量的信息,将检测感受到的信息,并按照一定的规律转换成可用输出信号,来满足信息的传输、处理、存储、显示、记录以及控制等的要求。在机电一体化的系统中,传感器处系统之首,是机电一体化系统达到高水平的有效保证。随着人类探知领域的不断深入,各种信息的传递速度将越来越快, 处理信息的能力也将越来越强,因此,就要求相对应的信息采集传感技术也要跟上发展的步伐,这也就决定了传感器将越来越被广泛运用、无处不在。 一、差压式流量传感器 1、介绍 差压式流量传感器又称节流式流量传感器,它是利用管路内的节流装置,将管道中流体的瞬时流量转换成节流装置前后的压力差的原理来实现的。压式流量传感器发展较早,技术成熟而较完善,而且结构简单,对流体的种类、温度、压力限制较少, 因而应用广泛。 差压式流量传感器流量测量系统主要由节流装置和差压计(或差压变送器)组成。节流装置的作用是把被测流体的流量转换成压差信号,差压计则对压差信号进行测量并显示测量值,差压变送器能把差压信号转换为与流量对应的标准电信号或气信号,以供显示、记录或控制。 1.1、工作原理 356 42 1q p 2p 3 p 1—节流装置;2—压力信号管路;3—差压变送器;4—电流信号传输线;5— 开方器;6—显示仪表节流装置 差压流量变送器

充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,如上图所示,流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。 二、电磁流量传感器 1、介绍 电磁流量传感器是由电磁流量计和电磁流量转换器组成,用于测量导电液体与浆液的瞬时流量与体积流量。电磁流量传感器在结构上可分为分体式和一体式两种,分体式电磁流量传感器的传感器与转换器为各自独立结构,传感器装在管道上,转换器可安装在离传感器200m 以内的场所。那么它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律,即导电液体在磁场中作切割磁力线运动时,导体中产生感应电压,其感应电压为:U=DBvK 式中:K=仪表常数B=磁感应强度D=测量管的内直径v=测量管截面内的平均流速测量流量时,流体流过垂直于流动方向的磁场,导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压,因此要求被测的流动液体具有最低限度的电导率。电磁流量传感器是根据法拉弟电磁感应定律来测量导电性液体的流量的。是基于垂直于磁场运动的导体会在导体上感应出与导体垂直、并与流体速度成线性比例关系电压的原理构成的。电磁流量传感器适用于对导电液体的平均流速(m/s )进行测量。如测量血液的平均流速。 1.1、工作原理 S N E x B 电磁流量传感器原理

电化学传感器的应用及发展前景

苏州大学研究生考试答卷封面 考试科目:仪器分析考试得分:________________院别:材料与化学化工学部专业:分析化学 学生姓名:饶海英学号: 033 授课教师: 考试日期: 2012 年 1 月 10 日

电化学传感器的应用研究 摘要:随着电分析技术的发展,电化学传感技术越来越成为生命科学、临床诊断和药学研究的重要手段之一。本文主要介绍了电化学发光免疫传感器,电化学DNA 传感器、电化学氧传感器、纳米材料电化学传感器的基本概念、原理,以及这些传感器在各领域的应用。 关键词:电化学传感器免疫传感器传感器 电化学传感技术的核心是传感器。传感器能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子线路所组成,是将一种信息能转换成可测量信号(一般指电学信号)的器件。传感器可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。本文以化学传感器尤其是电化学传感器进行研究。 电致化学发光(Electrogenerated chemiluminescence),也称电化学发光(Electrochemiluminescence),简称ECL,是通过电极对含有化学发光物质的体系施加一定的电压或通过一定的电流,电极氧化还原产物之间或电极氧化还原产物与体系其它共存物质之间发生化学反应并生成某种不稳定的中间态物质,该物质分解而产生的化学发光现象。电致化学发光技术是电化学与化学发光相结合的检测技术,该技术既集成了发光与电化学分析技术的优点,又具有二者结合产生的可控性、选择性、重现性好、灵敏度高、检测限低及动力学响应范围宽等新优势[ 1~3 ]。 电化学传感器可分为以下几个类型。①吸附型:通过吸附方式将修饰物质结合在电极表面得到的修饰电极为吸附型化学修饰电极。可以制备单分子层和多分子层。根据吸附作用力的不同,又可分为平衡吸附型、静电吸附型、LB膜型、SA 膜型、涂层型。②共价键合型:在电极的表面通过键合反应把预定功能团接在电极表面而得到的化学修饰电极为共价型化学修饰电极。常用基体电极有碳电极、玻碳电极、金属和金属氧化物电极。③聚合物型:利用聚合反应在电极表面形成修饰膜的电极。制备方式有氧化还原沉积、有机硅烷缩合、等离子聚合、电化学聚合等。④其他类型:无机物修饰电极,如普鲁士蓝修饰电极、粘土修饰电极、

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