在21 世紀科學技術(shù)迅速發(fā)展的時代,傳感器技術(shù)作為當前zui前沿的科技之一,對當前新興技術(shù)的發(fā)展有著直接促進作用。隨著人們對傳感器技術(shù)的進一步研究,多數(shù)國家將其功能等同于計算機技術(shù)及通信技術(shù)。
1 傳感器技術(shù)的發(fā)展歷史
20 世紀中期傳感器技術(shù)才剛剛問世。此時傳感器技術(shù)與數(shù)字控制技術(shù)和計算機技術(shù)相比是遠遠落后于他們的,大部分的先進成果仍處在實驗研究的階段,并沒有應用于生產(chǎn)和應用中,轉(zhuǎn)化率相對較低。在國外傳感器技術(shù)是在各個國家發(fā)展中的工業(yè)浪潮中出現(xiàn)的,早期的傳感器技術(shù)普遍應用于各國的航空領域、軍事技術(shù)、國家項目研發(fā)等研究中。
20 世紀60 年代我國傳感器技術(shù)在設計、研發(fā)、制造等方面已經(jīng)取得了長足的進步,已經(jīng)初步形成傳感器設計、研發(fā)、制造的發(fā)展體系。但是從總體上來看,傳感器技術(shù)還是很難適應我國科技與經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國常用的傳感器,無論在識別系統(tǒng)還是在信號處理上,仍以國外進口產(chǎn)品為主。再加上我國至今沒有形成具備一定競爭力的傳感器技術(shù)產(chǎn)品市場,產(chǎn)品革新及改進速度無法跟上信息社會的發(fā)展步伐,導致產(chǎn)品應用系統(tǒng)及生產(chǎn)系統(tǒng)遠遠落后與國外一些發(fā)達國家。
2 基于生物、光電傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀
2.1 光電傳感器技術(shù)研究現(xiàn)狀
光電傳感器是指以光電器件為轉(zhuǎn)換元件、以光為測量媒介的傳感器,光電傳感器具有性能高、響應快、非接觸等優(yōu)點。近年來,出現(xiàn)了大量的新型光電傳感器,尤其是圖像技術(shù)和激光技術(shù)的快速發(fā)展,光電傳感器的主要作用在于實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,且作為傳感器領域中的重要組成部分,光電傳感器占有重要地位。目前,已經(jīng)廣泛用于科學技術(shù)和國民經(jīng)濟領域中,發(fā)揮著重要的作用。
2.2 生物傳感器技術(shù)研究現(xiàn)狀
生物傳感器的開發(fā)和研制在學術(shù)界具有重要的影響力。在對生物傳感器技術(shù)展開研究時,多數(shù)國家將其劃分到酶傳感器、基因傳感器、免于傳感器及細胞傳感器等多個領域中。需要注意的是,在整個酶傳感器中,受酶純化過程及酶自身特質(zhì)的影響,酶傳感器的使用多體現(xiàn)在以下三個方面:首先,通過多酶體系,針對不同化合物使用與之相符的類型酶來催化反應,同時在條件允許的前提下,使用多酶反饋調(diào)節(jié)來提高整個催化效率,達到節(jié)省材料的目的。其次,將固定化底物電極與酶活性在一定范圍之內(nèi)呈現(xiàn)出線性關(guān)系;酶電化學固定化,是指制作的厚度較小、酶含量可控酶層。
3 傳感器技術(shù)應用前景
從上述論述中不難看出,傳感器在科學領域已經(jīng)越來越引起人們的關(guān)注。當代傳感器技術(shù)的發(fā)展與研究,尤其是基于生物學和光電通訊原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)成為推動信息社會的關(guān)鍵所在。這是因為傳感器能夠憑借自身階躍相應、頻率相應等動態(tài)優(yōu)勢及度、重復性、分辨率等靜態(tài)優(yōu)勢,即使受到外界因素的影響傳感器自身的特征必然會不穩(wěn)定發(fā)生改變,進而為實際應用造成了一定的困難。這就需要結(jié)合傳感器的實際用途及自身的使用性能,確保zui大限度的發(fā)揮傳感器的功能,進而達到優(yōu)化傳感器的指標和參數(shù)的目的,例如高精度、高靈敏度、抗老化、低成本、無遲滯性等等。
現(xiàn)代傳感器技術(shù)的應用前景可以概括為以下四個方面:*,新型傳感器的開發(fā)應用。隨著超導材料、光導纖維的研發(fā)應用,憑借人工智能材料感知、識別、判斷的功能優(yōu)勢,將這些新材料應用到新型傳感器的研究中已經(jīng)為可能。第二,加快集成化功能傳感器的開發(fā)步伐,在原有的基礎上擴大傳感器的使用功能,如多維圖像化功能、時序控制軟件的應用,能夠?qū)鞲衅鲉我坏男盘杺鞑スδ軘U展為信號傳播、補償、運算等多個方面。在實際運行過程中,經(jīng)常做到軟件和硬件兩方面集成,其包括:傳感系統(tǒng)硬件集成、傳感器陣列集成、數(shù)據(jù)集成與融合、復合傳感器等。多功能是指儀器具有多種功能,也就是指任何一個傳感器在運行中,能夠檢測到兩個或兩個以上的參數(shù),在節(jié)省檢測成本的同時,還能有效的提高傳感器的工作效率。第三,在原有的基礎上減小傳感器的體積,實現(xiàn)傳感技術(shù)元器件與硬件系統(tǒng)的微小型化。通過集成電路微小型化實驗,從傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)中提高其質(zhì)量、生產(chǎn)率、可靠性和處理質(zhì)量,減少對環(huán)境污染,節(jié)約資源。第四,將傳感器融入到多種學科中,實現(xiàn)信息技術(shù)與多個學科的交叉融合,實現(xiàn)無限傳感器網(wǎng)絡的應用發(fā)展。與有限傳感器相比,無限傳感器網(wǎng)絡是由微小傳感器和無限通訊構(gòu)成的網(wǎng)絡系統(tǒng)。通過這一系統(tǒng)不難看出,現(xiàn)在使用的傳感器技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿?,擁有具大的開發(fā)空間。在不久的將來,傳感器技術(shù)會更迅速的發(fā)展,并可應用到多個領域中,成為人類生活中的重要組成部分。
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