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花盆土壤湿度检测论文

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花盆土壤湿度检测论文

以下介绍一下养兰花的竹签法,其它植物也可以借鉴一下。俗语说:“养兰一点通,浇水三年功。”给兰花浇水是养兰所有环节中最关键的一环。如果浇水适时适当,则有利于兰花的生长、开花;如果浇水不当,轻者兰花水少根枯,水大黑根;重者诱发腐病,全盆报销。 而兰花浇水涉及问题很多。在浇水之外的问题,例如如何选择浇水时的天气,环境温度,通风,光照与遮阴等等。浇水之内的问题,如浇水的水温,浇水的方式,盆内植料湿度的判断。今天主要讲盆内湿度判断的问题之一,最有效的方法---竹签法。一、竹签法判断湿度的原理。竹签插入植料里面,兰根也生长这植料里面。可以理解为竹签测试植料里面湿度,也是测试兰根的湿度。竹签湿的时候,兰根也是湿的;竹签是干的时候,兰根也是干的,这是一种替代方法。二、竹签的制作。竹签插入盆内一般占整个盆体的三分之二,所以要选择好竹签长度,竹签外面还要套上一个塑料管。塑料管的头部纵向剪开两道,将塑料管端部向外掰开,这样可以防止塑料管塌陷到植料里面。塑料管的两头露出竹签二至三厘米。上面的竹签露出,有利于插拔竹签;下面的竹签露出,有利于直接接触植料测量植料湿度。 三、竹签上盆方法。兰花上盆时,要事先挑选好兰根空隙处,然后插好竹签和塑料管。这样可以避免插坏兰根,以后插拔竹签的位置是固定的,也不会伤到兰根。 四、竹签法湿度的判断。浇水后湿度有一个过度。我用六个状态形容,水淋淋、湿漉漉、潮乎乎、微潮、微干、干燥。在潮乎乎和微干之间浇水是安全的。 五、干湿法浇水的选择。在竹签潮乎乎时浇水是湿法,在微干时浇水是干法。干法浇水有利于兰花萌发新芽、新根和花苞。湿法浇水有利于兰花已经长出的新芽、新根和花苞快速生长。在干燥的季节可以湿法浇水,在潮湿的季节可以偏干一点,取其中庸。 六、湿度选择的度。浇水的湿度也有度,刚才已经说了。在潮乎乎和微干之间浇水是安全的,如果超过兰花能承受的范围就会出现问题。水大会出现兰叶焦尖,根部出现黑根,芦头甚至诱发腐病。水小了,兰叶出现褶皱、干枯退叶,花苞消苞,根部空根等问题。 七、浇水后的处理。无论兰花什么时候浇水,都是一个原则。尽快将兰花盆内湿度降低,由水淋淋的状态尽快到潮乎乎的状态。在湿度降低以后,兰花就不怕升温或降温了。浇完水第二天,要检查湿度情况,久湿不干就要得病,可以加大通风或用农用链霉素灌盆预防。

那要看你用的什么植料了如果是传统养兰(用土)现在就要一个月浇一次如果盆土的含水量,对不同种类的兰花应当有所区别。冬季及早春开花的寒兰和墨兰

给你一道例题:100亩葡萄园一次灌水用量。要求灌水深度为1m,测得灌前土壤湿度为15%,土质为壤土。查得壤土的土壤容重为立方厘米,其最大持水量为25%,则需水量为:(100亩×平方米/亩)×1/2×1m×立方米×()=。注:1/2指葡萄园实际灌水面积比例,地埂和路及架下部分未灌溉面积约占1/2。做盆载时,怎么浇水到最大田间持水量的70%?称取一定量的土壤,采用从土壤下方加水的方式加水至饱和状态,(不破坏土壤结构),在土壤上覆盖一层塑料薄膜,在控制蒸发的条件下平衡12小时?后测定土壤含水量,为田间持水量.乘70%再减去所用风干土壤含水量,为需要加水的量。最大持水量方法步骤:1.用取环刀采取自然状态土样2-3个,两端切齐,将一端垫上滤纸,并直立放在盛水的大烧瓶中,使杯中水面几乎与环刀筒面一样高度(但不能淹没环岛筒面),放置4-12小时,直至土壤表面现水为止。2.从贝内取出环刀,擦干称重,再放入盛水的烧杯内2-4小时,在取出称重,直至恒重。3.将环刀内的土样全部取出,仔细混合,然后从中取出一部分平均土样,用烘干法测定出含水量,即为最大持水量。比较乱,你自己整理一下,再好好理解一下。因为实在太忙,只能简单回答你的问题了。

已有数据:目前盆内 土重 12500g盆内 风干土重 12000g (24斤) 田间持水量 24% 风干土在烤箱中烘干8小时后得出,风干土/烘干土=计算出 烘干土重 11765g需保持的土壤含水量 24%*70%=目前的土壤含水量: (12500-11765)/11765=需要补的含水量为: 设加水量为x时,含水量才能达到,则:(12500+x-11765)/11765=补水量x=500g 得出:土壤含水量保持在田间持水量的70%,需加500g水即可。

土壤温湿度传感器检测仪论文

参考下: 进入21世纪后,特别在我国加入WTO后,国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业,温湿度是影响纺织品质量的重要因素,但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙,十分落后,绝大多数仍在使用干湿球湿度计,采用人工观测,人工调节阀门、风机的方法,其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里,则基本上凭经验,很少有人使用湿度传感器。值得一提的是,随着农业向产业化发展,许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式,采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战,并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚,种植反季节蔬菜,花卉;养殖业对环境的测控也日感迫切;调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座,自动化程度较高,成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术,一般先搞调温、调光照,控通风;第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外,国家粮食储备工程的大量兴建,对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前,在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”!例如在上面提到纺织印染行业,食品行业,耐高温材料行业等,都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下,印染行业在纱锭烘干中,温度能达到120摄氏度或更高温度;在食品行业中,食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右;耐高温材料,如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下,普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极,再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中,因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化,此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性,除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外,还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点,液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T=5℃时为,在T=20℃时为。有机物ε与温度的关系因材料而异,且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势,某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为:高分子聚合物具有较小的介电常数,如聚酰亚胺在低湿时介电常数为一。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后,由于水分子偶极距的存在,大大提高了吸水异质层的介电常数,这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化,使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器,高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升,介质膜厚d增加,对C呈负贡献值;但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加,即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配,在不同的湿度范围温漂不同;在不同的温区呈不同的温度系数;不同的感湿材料温度特性不同。总之,高分子湿度传感器的温度系数并非常数,而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%。虽然,测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想,在工业领域使用,寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温,湿度滞后,响应速度快,体积小,便于批量生产,但由于多孔型材质,对尘埃影响很大,日常维护频繁,时常需要电加热加以清洗易影响产品质量,易受湿度影响,在低湿高温环境下线性度差,特别是使用寿命短,长期可靠性差,是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中,电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域,其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆,以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高,产品性能不断得到改善,氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的,也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中,经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向,生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器,自动化仪表等产品,在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时,努力克服传统产品存在的各项弱点,取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底,基片面积大大缩小,采用特殊的工艺处理,耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺,在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极,氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后,湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高,特别是耐温性达到了-40℃-120℃,以多片湿敏元件组合的独特工艺,是传感器感湿范围为1%RH-98%RH,具备了15%RH范围以下的测量性能,漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平,使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统,先对对被测气体采样,然后降温检测并确保绝对湿度的恒定,使探头耐温范围提高到600℃左右,大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在,不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干,高低温试验箱等系统中。同时,JCJ200Y产品能耐温高达600度,也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面,并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白,为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文: 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要:水位测量施测简单直观,易于为广大用水户所接受而且便于自动观测,因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下,通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示: 这个电压和磁场及控制电流成正比: VH=K╳|H╳IC| 式中VH为霍尔电压,H为磁场,IC为控制电流,K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著,故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件,可以进行非接触式电流测量,众所周知,当电流通过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,这一磁场可以通过软磁材料来聚集,然后用霍尔器件进行检测,由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系,因此可利用霍尔器件测得的讯号大小,直接反应出电流的大小,即: I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流,B为导线通电流后产生的磁场,VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时,可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体,并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内,做成一个探头,将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来,构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器,(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数,黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置,完成所需的位置控制,加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品,它的外形如图20所示,其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器,广泛用于新一代的汽车智能发动机,作为点火定时用的速度传感器,用于ABS(汽车防抱死制动系统)作为车速传感器等。 在ABS中,速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中,1是车速齿轮传感器;2是压力调节器;3是控制器。在制动过程中,控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理,得到车辆的滑移率和减速信号,按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令,调节器及时准确地作出响应,使制动气室执行充气、保持或放气指令,调节制动器的制动压力,以防止车轮抱死,达到抗侧滑、甩尾,提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中,霍尔传感器作为车轮转速传感器,是制动过程中的实时速度采集器,是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中,用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度,以提供更准确的点火时间,其作用是别的速度传感器难以代替的,它具有如下许多新的优点。 (1)相位精度高,可满足°曲轴角的要求,不需采用相位补偿。 (2)可满足度曲轴角的熄火检测要求。 (3)输出为矩形波,幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时,会降低成本。 用齿轮传感器,除可检测转速外,还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体,将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后,磁体每经过霍尔电路一次,便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此,可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体,用流体(气体、液体)去推动叶轮转动,便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体,在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路,可制成车速表,里程表等等,这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮,磁体旁装有霍尔开关电路,被测流体从管道一端通入,推动叶轮带动与之相连的磁体转动,经过霍尔器件时,电路输出脉冲电压,由脉冲的数目,可以得到流体的流速。若知管道的内径,可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见,经过简单的信号转换,便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路,不仅可检测转速,还可辨别旋转方向,如图27所示。 曲线1对应结构图(a),曲线2对应结构图(b),曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理(例如可控核聚变)试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制,既可满足测量准确的要求,又不引入插入损耗,还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ-D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器,可检测高达到300kA的电流。 图9(a)为G-10安装结构,中心为电流汇流排,(b)为电缆型多霍尔探头,(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变,而使其在一个均匀梯度磁场中移动,它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线,将它们固定在被测系统上,可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见,结构(b)在Z<2mm时,VH与Z有良好的线性关系,且分辨力可达1μm,结构(C)的灵敏度高,但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多:惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础,可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件,磁系统和霍尔元件等部分组成,如图16所示。在图16中,(a)的弹性元件为膜盒,(b)为弹簧片,(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统,如图29中的(a)、(b),也可采用单一磁体,如(c)。加上压力后,使磁系统和霍尔元件间产生相对位移,改变作用到霍尔元件上的磁场,从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p~f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M,片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H,H的上下方装上一对永磁体,它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上,当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时,惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移,产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段,正越来越受到人们的重视,应用日益广泛。

浅谈传感器的现状以及发展趋势2007-1-25 16:39:00 转:中国工控展览网 供稿1 微型化(Micro)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。 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化目前,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。对于微机电系统(MEMS)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,MEMS技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对大量不同应用领域,如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量,如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等2 智能化(Smart)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。 智能化传感器的特点智能化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。如智能化压力传感器,主传感器为压力传感器,用来探测压力参数,辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。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,而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正;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.智能化传感器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.智能化传感器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.智能化传感器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.智能化传感器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。 智能化传感器的发展与应用现状目前,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的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及另外一些含有微处理器(MCU)的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器(SSIS)等。与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。指出的一点是:目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的,但其通信协议却仍需借助于4~20 mA的标准模拟信号来实现。一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准;不过,在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器(HART)协议,即Highway Addressable Remote Transducer。这是一种适用于智能化传感器的通信协议,与目前使用4~20mA模拟信号的系统完全兼容,模拟信号和数字信号可以同时进行通信,从而使不同生产厂家的产品具有通用性。能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量,如美国霍尼韦尔公司的ST3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。另外,智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。3 多功能传感器(Multifunction)如前所述,通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。 多功能传感器的执行规则和结构模式概括来讲,多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括:(1) 多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成,可以用来同时测量多种参数。譬如,可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起(即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上)制造成一种新的传感器,这样,这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。(2) 将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中,从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的,它们无论何时都工作在同一种条件下,所以很容易对系统误差进行补偿和校正。(3)借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。以线圈为例,它所表现出来的电容和电感是各不相同的。(4)在不同的激励条件下,同一个敏感元件将表现出来不同的特征。而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下,由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的千差万别!有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样,其多功能特征可谓名副其实。 多功能传感器的研制与应用现状多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器,如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。又如,为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号,微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件;这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号,而且还能够输出频率信号和数字信号.从目前的发展现状来看,最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了,而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。从实用的角度考虑,多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一,这种传感器系统由PVDF材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。据悉,美国MERRITT公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功,其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。与其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的,其中总是混合着成千上万种化学物质,这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的Electronic nose(电子鼻),近10多年来,该技术的发展很快,目前已有数种商品化的产品在国际市场流通,美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成,并配以恰当的模式识别系统,具有识别简单和复杂气味的能力,主要用来解决一般情况下的气味探测问题。根据应用对象的不同,“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同,其中,构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等,配置数量则从几个到数十个不等。总之,“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物,其气体传感器的体积很小,功耗也很低,能够方便地捕获并处理气味信号。气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中,最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。美国Cyranosciences公司生产的Cyranose 320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一,该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成,其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列,然后采用标准的数据分析技术,通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。据称,Cyranose 320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。4 无线网络化(wireless networked)无线网络对我们来说并不陌生,比如手机,无线上网,电视机。传感器对我们来说也不陌生,比如温度传感器、压力传感器,还有比较新颖的气味传感器。但是,把二者结合在起来,提出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)这个概念,却是近几年才发生的事情。这个网络的主要组成部分就是一个个可爱的传感器节点。说它们可爱,是因为它们的体积都非常小巧。这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降。更让人感兴趣的是,每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机,它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号,进行编码,然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器 传感器网络传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式,因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统SOC(system-on-chip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合,以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化,特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为进入2000 年以来公认的新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。 传感器网络研究热点问题和关键技术传感器网络以应用为目标,其构建是一个庞大的系统工程,涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话,将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。其中,基础层以研究新型传感器和传感系统为核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。 传感器网络的应用研究传感器网络有着巨大的应用前景,被认为是将对21 世纪产生巨大影响力的技术之一。已有和潜在的传感器应用领域包括:军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善,各种传感器网络将遍布我们生活环境,从而真正实现“无处不在的计算”。以下简要介绍传感器网络的一些应用。(1)军事应用传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值,可以应用于如下一些场景中:▉监测人员、装备等情况以及单兵系统:通过在人员、装备上附带各种传感器,可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。通过在敌方阵地部署各种传感器,可以了解敌方武器部署情况,为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。▉监测敌军进攻:在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器,从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。▉评估战果:在进攻前后,在攻击目标附近部署传感器网络,从而收集目标被破坏程度的数据。▉核能、生物、化学攻击的侦察:借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染,提供快速反应时间从而减少损失。不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。(2)环境应用应用于环境监测的传感器网络,一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置,可以观察到微观的环境因素,为环境研究和环境监测提供了崭新的途径传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。这些应用实例包括:对海岛鸟类生活规律的观测;气象现象的观测和天气预报;森林火警;生物群落的微观观测等▉洪灾的预警:通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器,可以在洪灾到来之前发布预警信息,从而及时排除险情或者减少损失。▉农田管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器,可以更好地对农田管理微观调控,促进农作物生长。(3)家庭应用建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内,获取室内环境参数,从而为居室环境控制和危险报警提供依据。▉ 智能家居:通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器,感知居室不同部分的微观状况,从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制,提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。▉建筑安全:通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器,发现异常事件及时报警,自动启动应急措施。▉智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器,监测交通流量等信息,为出行者提供信息服务,发现违章能及时报警和记录[17]。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器,特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息,最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。(4)结论无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来还将在许多新兴领域体现其优越性,如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见,将来无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连,实现远距离跟踪,家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。但是,我们还应该清楚的认识到,无线传感器网络才刚刚开始发展,它的技术、应用都还还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。5 结语当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后,随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会,作为现代科学“耳目”的传感器系统,作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础,必将进一步得到社会各界的普遍关注。微波传感器依靠微波的很多优点,将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯,和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。

传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是我为大家整理的传感器技术论文 范文 ,仅供参考!传感器技术论文范文篇一 传感器及其概述 摘 要 传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。 【关键词】传感器 种类 新型 1 前言 传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。 2 传感器的分类 按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。 3 常见传感器介绍 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。 电感式传感器 电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。 电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达~。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 磁电式传感器 磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为N的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。 压电式传感器 压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。 4 新型传感器 生物传感器 生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测 方法 与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。 激光传感器 激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。 5 结束语 随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。 作者简介 杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。 作者单位 郑州大学机械工程学院 河南省郑州市 450001 传感器技术论文范文篇二 温度传感器 摘 要:温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查,早在1990年,温度传感器的市场份额就大大超出了 其它 传感器。从17世纪初,伽利略发明温度计开始,人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的,也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后,铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、PN结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。 关键词:温度传感器;温度;摄氏度 中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章 编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01 温度传感器(temperature transducer),利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 一、温度的相关知识 温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化,温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标是把标准大气压下,沸水的温度定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏度,在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份,每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的,以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文 总结 出来的,所以又称为开尔文温标。 二、温度传感器的分类 根据测量方式不同,温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触,从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。 非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线,从而测量物体的温度,可以进行遥测。 三、温度传感器的工作原理 (一)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用最广泛的温度传感器。 热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属A、B组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。 热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体A、B称为热电极,总称热电偶。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电偶的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。 从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电偶的分度表。 为了保证温度测量结果足够精确,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。 (二)电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单,测量准确,但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体,就要用到电阻式温度传感器。 电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时,电阻值要增加到。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化,再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。 (三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高,体积小,反应快,它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型:(1)NTC热敏电阻,主要是Mn,Co,Ni,Fe等金属的氧化物烧结而成,具有负温度系数。(2)CTR热敏电阻,用V,Ge,W,P等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体,它也是具有负温度系数的。(3)PTC热敏电阻,以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。也正是因为PTC热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。 (四)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是:可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可用来测量温度场的温度分布,但受环境温度影响比较大。 四、温度传感器的应用举例 (一)温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU.对于所有的汽油机电控系统,进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数,而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中,水温传感器则布置在发动机冷却水路,汽缸盖或机体上上的适当位置.可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式,扩散电阻式,半导体晶体管式,金属芯式,热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型,目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。 (二)利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度,尤其是在洗澡的时候,能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节,而普通家庭的卫生间都还是人工操作,尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化,随着未来人们的进一步了解,普通家庭的卫生间也能实现自动调节。 参考文献: [1]周琦.集成温度传感器的设计[D].西安电子科技大学,2007.

湿度检测浇花器论文

如何让专利加分在高校自主招生过程中发挥最大价值?如何在自主招生的面试环节应对自如?一、不是所有专利证书都能在高校自主招生中发挥作用纵观2016高校自主招生政策,主要是招收学科特长或者是具有创新潜质的考生,很多的人可能会想到理科类竞赛、文科类竞赛或者是科创类竞赛,但是专利发明其实也是创新潜质的一种非常有利的表现。2016年有31所高校在其自主招生简章中明确说明,招收具有专利发明的考生。除了学科竞赛这个必备条件之外,专利发明也频频出现在自主招生报名条件中。记者梳理发现,90所高校中有大约七成高校提及“专利”、“发明创造”、“科技创新”等字眼。比如,合肥工业大学在报名类别中设置了科技创新类,要求在全国或省级科技创新大赛获奖者;或具有发明专利或在正式刊物发表过科技创新题材论文者。在对专利发明的要求方面,大连理工大学等多所高校明确,外观专利、实用新型专利以及未正式取得专利证书者除外,而且须为第一发明人。以下详细整理了高校的具体要求,2017/2018届考生可重点参考。在我国,专利主要分为三大类:发明专利、实用新型专利,外观型专利,其中高校普遍认可的是发明专利,但是其申请时间最长。专利保护期:发明专利权20年;实用新型专利权10年;外观设计专利权10年;均自申请日起计算。因此,2017-2018届自主招生报名注意事项:1、部分高校不认可实用新型和外观型专利,在报考时如果没有其他奖项支持,尽量排除此类高校,发明专利授权周期较长,一般为2年左右,因此需要早日准备和消化。实用新型是6个月左右,外观设计是3个月左右。2、一定要有专利证书。众多高校明确提出,已经受理但是没有专利证书的专利,高校并不认可。只有获得专利证书才是拥有了这项专利的专利权。3、确定是否为第一申请人(第一授权人)。二、专利申报并非想象中的困难,掌握创新方法,即可成功申请在我国,专利是否能授权需要考量的是三个性质:实用性、新颖性和创新性,说的简单一些:实用性考量的是技术方案是否可行、实用,例如永动机、长生不老药等就不具有实用性;新颖性考量的是技术方案之前是否出现过、方案本身是否新颖,即使方案与现有方案只具有一个新颖的技术特点也是满足新颖性的;创新性考量的是专利是否具有突出的实质性、具有显著的进步性,是否带来出乎意料的技术效果。发明专利要授权必须同时满足实用性、新颖性和创新性;实用新型专利和外观专利需要授权只需满足实用性和新颖性即可。举个实用新型授权的例子:如上图所示,一种装配板材,包括火山岩石板1,火山岩石板1内部设置有通孔2,火山岩石板1顶面雕刻有图纹层3,图纹层3外部设置有涂层4,火山岩石板1侧面设置有环形凹槽5,环形凹槽5内设置有环箍6,其中通孔或通槽内填充有膨胀珍珠岩。本技术方案可以授权的原因在于,存在多个技术特点:通孔、图纹层、环形凹槽等,上述特点与现有的装配板材相比,具有新颖性和实用性,特别是该装配板材可以直接在火山岩版表面进行精加工,使火山岩石材与室内环境有效接触,改善室内环境的空气质量和调节室内湿度,该呼吸板材集建筑、装饰、环境改善等多功能于一体。举个发明授权的例子:本发明是为了克服现有卫生防预检测装置中体积大、灵敏度低等缺点,满足小型化和高精度的要求,提出一种温度控制系统。方案看似复杂,其实创新点很简单:就是采用了红外线加热原理对取样液体直接加热、同时采用红外线传感器检测温度。具体的,采用红外线发射专用LED发射管可以迅速的对取样液体加温,没有时间延续,而且由于不需要采用电阻式的靠热传导来加热取样液体所以检测室可以采用非导热材料制成,这样加热所需能量就可以非常小而且升温迅速,另外由于温度控制的检测系统采用了红外线传感器,由于红外线传感器具有低耗能精度高的特点,使得采用本发明的系统组成温度控制系统比现有的方式大大降低了能耗,使得手持式现场检测系统可以真正做到及时高效。因为上述技术特点满足了实用性、新颖性和创新性,因此获得了国家发明专利!综上所述,专利技术要能顺利授权,一定要基于“待技术问题”去考虑和构思。三、拥有专利证书后,还需理解其中原理,明确解决的技术问题目前,很多家人通过不同的专利代理机构、专利交易平台购买专利,这种简单的交易往往存在诸多问题:1、专利内容过于复杂、专业性太强,孩子无法消化吸收;2、专利非定制化撰写,无法做成样机,对孩子能力的提高并无帮助。存在上述问题的原因也很简单,绝大数专利代理机构、专利交易平台编写的专利都脱离了实际的生活问题,为了投机都选用了专业领域非常强的冷门去申请,虽然容易授权但是对于高中生来说难度太大,不真实!因此,在进入面试环节,这些专利往往会起到副作用,给面试老师留下作假、不诚信的印象。如何在实际生活中,发现真实的技术问题、学习解决技术问题的方法才是最终的意义。我的建议是:了解孩子、家庭的基本情况,与孩子、家长共同沟通后,再确定出定制化的专利培优方案。例如孩子本身就对机械感兴趣、同时父亲又在某某零件厂工作,此时可以根据家庭资源进行针对性的创新辅导,例如如何才能进一步减少传动器件的体积、使用空心、带有特定缺口的传动件是否具有意义?或者,孩子本身对计算机感兴趣,同时父亲在IT行业工作,此时可以把创新的重点放到物联网,例如能够实现定时浇花、补光,能否实现宠物狗的远程喂食,等等。四、让孩子学会创新、具备知识产权意识才是该政策推广的意义中国政府高度重视知识产权的推广和普及,未来中国社会要进一步发展一定是基于整个社会知识产权意义的全面提高。对于知识产权的先知先觉一定会给孩子的未来带来更具优势的竞争力。理工帮知从事专利编写工作已有10年,擅长引导、发掘客户的创新点,能够发现真实的技术问题,从而提出相应的技术方法。一般情况,定制件案子从递交申请到授权下证,如果是发明专利需要2年左右时间,实用新型需要8个月左右时间,外观专利需要6个月左右时间。定制案子一定要提前准备,才能及时拿到证书。

土壤湿度传感器

1,传感器适用于土壤的湿度检测;

2,模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节,

顺时针调节,控制的湿度会越大,逆时针越小

3,数字量输出D0可以与单片机直接相连,通过单片机来检测高低电平,由此来检测土壤湿度;

4,小板模拟量输出AO(0~1023)可以和AD模块相连,通过AD转换,可以获得土壤湿度更精确的数值;

主要技术参数

1,因为长期与水锈蚀,一般寿命在1年左右,真实情况还要看具体的加工工艺

2,通过电位器调节控制相应阀值,

湿度低于设定值时,DO输出高电平,模块提示灯亮;

湿度高于设定值时,DO输出低电平,模块提示灯灭。

3,比较器采用LM393芯片,工作稳定;

4,工作电压。

3V时,在空气中AO读取的值最大为695 , 浸泡在水里的 最小值245;

5V时,在空气中AO读取的值最大为1023 ,浸泡在水里的最小值 245。

BOM表

Ardunio Uno        *1

土壤湿度传感器   *1

跳线                       若干

引脚说明

1 VCC  --- 外接

2 GND  --- 外接GND

3 DO     --- 小板数字量输出接口(0和1)

4 AO     --- 小板电压模拟量输出

接线方式

注意:模块(小板)连接传感器的两条线不分正负,随便接。

程序实现

把程序上传到板子后,点开串口监视器,查看数值的变化。

//LingShun Lab

#define Moisture A0 //定义AO 引脚 为 IO-A0

#define DO 7 //定义DO 引脚 为 IO-7

void setup() {

pinMode(Moisture, INPUT);//定义A0为输入模式

pinMode(DO, INPUT);

(9600);

}

void loop() {

//串口返回测量数据

('Moisture=');

(analogRead(Moisture));//读取AO的数值

('|DO=');

(digitalRead(DO));//读取DO的数值

delay(1000);

}

实例效果

传感器浸泡在水中和提起的来的数据变化,

Moisture数值越小,湿度越高,反之越低。

————————————————

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原文链接:

和温度控制是一样的原理,不过现在你检测是要检测土壤的湿度,这个传感器不好弄啊,要么买专门的传感器(有点贵),要么就自己设计个电容式的,测电容后再转化为湿度,控制就不用我说了吧。要实现早晚浇水的话还得有个计时的,加个时钟芯片。

主要看你想去哪个学校,有的学校是可以的。

土壤湿度传感器论文

生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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参考下: 进入21世纪后,特别在我国加入WTO后,国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业,温湿度是影响纺织品质量的重要因素,但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙,十分落后,绝大多数仍在使用干湿球湿度计,采用人工观测,人工调节阀门、风机的方法,其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里,则基本上凭经验,很少有人使用湿度传感器。值得一提的是,随着农业向产业化发展,许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式,采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战,并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚,种植反季节蔬菜,花卉;养殖业对环境的测控也日感迫切;调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座,自动化程度较高,成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术,一般先搞调温、调光照,控通风;第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外,国家粮食储备工程的大量兴建,对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前,在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”!例如在上面提到纺织印染行业,食品行业,耐高温材料行业等,都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下,印染行业在纱锭烘干中,温度能达到120摄氏度或更高温度;在食品行业中,食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右;耐高温材料,如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下,普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极,再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中,因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化,此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性,除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外,还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点,液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T=5℃时为,在T=20℃时为。有机物ε与温度的关系因材料而异,且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势,某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为:高分子聚合物具有较小的介电常数,如聚酰亚胺在低湿时介电常数为一。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后,由于水分子偶极距的存在,大大提高了吸水异质层的介电常数,这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化,使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器,高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升,介质膜厚d增加,对C呈负贡献值;但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加,即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配,在不同的湿度范围温漂不同;在不同的温区呈不同的温度系数;不同的感湿材料温度特性不同。总之,高分子湿度传感器的温度系数并非常数,而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%。虽然,测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想,在工业领域使用,寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温,湿度滞后,响应速度快,体积小,便于批量生产,但由于多孔型材质,对尘埃影响很大,日常维护频繁,时常需要电加热加以清洗易影响产品质量,易受湿度影响,在低湿高温环境下线性度差,特别是使用寿命短,长期可靠性差,是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中,电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域,其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆,以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高,产品性能不断得到改善,氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的,也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中,经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向,生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器,自动化仪表等产品,在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时,努力克服传统产品存在的各项弱点,取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底,基片面积大大缩小,采用特殊的工艺处理,耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺,在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极,氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后,湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高,特别是耐温性达到了-40℃-120℃,以多片湿敏元件组合的独特工艺,是传感器感湿范围为1%RH-98%RH,具备了15%RH范围以下的测量性能,漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平,使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统,先对对被测气体采样,然后降温检测并确保绝对湿度的恒定,使探头耐温范围提高到600℃左右,大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在,不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干,高低温试验箱等系统中。同时,JCJ200Y产品能耐温高达600度,也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面,并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白,为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文: 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要:水位测量施测简单直观,易于为广大用水户所接受而且便于自动观测,因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下,通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示: 这个电压和磁场及控制电流成正比: VH=K╳|H╳IC| 式中VH为霍尔电压,H为磁场,IC为控制电流,K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著,故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件,可以进行非接触式电流测量,众所周知,当电流通过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,这一磁场可以通过软磁材料来聚集,然后用霍尔器件进行检测,由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系,因此可利用霍尔器件测得的讯号大小,直接反应出电流的大小,即: I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流,B为导线通电流后产生的磁场,VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时,可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体,并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内,做成一个探头,将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来,构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器,(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数,黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置,完成所需的位置控制,加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品,它的外形如图20所示,其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器,广泛用于新一代的汽车智能发动机,作为点火定时用的速度传感器,用于ABS(汽车防抱死制动系统)作为车速传感器等。 在ABS中,速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中,1是车速齿轮传感器;2是压力调节器;3是控制器。在制动过程中,控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理,得到车辆的滑移率和减速信号,按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令,调节器及时准确地作出响应,使制动气室执行充气、保持或放气指令,调节制动器的制动压力,以防止车轮抱死,达到抗侧滑、甩尾,提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中,霍尔传感器作为车轮转速传感器,是制动过程中的实时速度采集器,是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中,用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度,以提供更准确的点火时间,其作用是别的速度传感器难以代替的,它具有如下许多新的优点。 (1)相位精度高,可满足°曲轴角的要求,不需采用相位补偿。 (2)可满足度曲轴角的熄火检测要求。 (3)输出为矩形波,幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时,会降低成本。 用齿轮传感器,除可检测转速外,还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体,将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后,磁体每经过霍尔电路一次,便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此,可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体,用流体(气体、液体)去推动叶轮转动,便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体,在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路,可制成车速表,里程表等等,这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮,磁体旁装有霍尔开关电路,被测流体从管道一端通入,推动叶轮带动与之相连的磁体转动,经过霍尔器件时,电路输出脉冲电压,由脉冲的数目,可以得到流体的流速。若知管道的内径,可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见,经过简单的信号转换,便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路,不仅可检测转速,还可辨别旋转方向,如图27所示。 曲线1对应结构图(a),曲线2对应结构图(b),曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理(例如可控核聚变)试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制,既可满足测量准确的要求,又不引入插入损耗,还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ-D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器,可检测高达到300kA的电流。 图9(a)为G-10安装结构,中心为电流汇流排,(b)为电缆型多霍尔探头,(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变,而使其在一个均匀梯度磁场中移动,它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线,将它们固定在被测系统上,可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见,结构(b)在Z<2mm时,VH与Z有良好的线性关系,且分辨力可达1μm,结构(C)的灵敏度高,但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多:惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础,可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件,磁系统和霍尔元件等部分组成,如图16所示。在图16中,(a)的弹性元件为膜盒,(b)为弹簧片,(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统,如图29中的(a)、(b),也可采用单一磁体,如(c)。加上压力后,使磁系统和霍尔元件间产生相对位移,改变作用到霍尔元件上的磁场,从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p~f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M,片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H,H的上下方装上一对永磁体,它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上,当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时,惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移,产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段,正越来越受到人们的重视,应用日益广泛。

传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是我为大家整理的传感器技术论文 范文 ,仅供参考!传感器技术论文范文篇一 传感器及其概述 摘 要 传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。 【关键词】传感器 种类 新型 1 前言 传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。 2 传感器的分类 按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。 3 常见传感器介绍 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。 电感式传感器 电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。 电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达~。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 磁电式传感器 磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为N的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。 压电式传感器 压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。 4 新型传感器 生物传感器 生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测 方法 与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。 激光传感器 激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。 5 结束语 随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。 作者简介 杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。 作者单位 郑州大学机械工程学院 河南省郑州市 450001 传感器技术论文范文篇二 温度传感器 摘 要:温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查,早在1990年,温度传感器的市场份额就大大超出了 其它 传感器。从17世纪初,伽利略发明温度计开始,人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的,也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后,铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、PN结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。 关键词:温度传感器;温度;摄氏度 中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章 编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01 温度传感器(temperature transducer),利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 一、温度的相关知识 温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化,温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标是把标准大气压下,沸水的温度定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏度,在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份,每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的,以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文 总结 出来的,所以又称为开尔文温标。 二、温度传感器的分类 根据测量方式不同,温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触,从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。 非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线,从而测量物体的温度,可以进行遥测。 三、温度传感器的工作原理 (一)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用最广泛的温度传感器。 热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属A、B组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。 热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体A、B称为热电极,总称热电偶。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电偶的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。 从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电偶的分度表。 为了保证温度测量结果足够精确,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。 (二)电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单,测量准确,但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体,就要用到电阻式温度传感器。 电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时,电阻值要增加到。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化,再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。 (三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高,体积小,反应快,它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型:(1)NTC热敏电阻,主要是Mn,Co,Ni,Fe等金属的氧化物烧结而成,具有负温度系数。(2)CTR热敏电阻,用V,Ge,W,P等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体,它也是具有负温度系数的。(3)PTC热敏电阻,以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。也正是因为PTC热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。 (四)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是:可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可用来测量温度场的温度分布,但受环境温度影响比较大。 四、温度传感器的应用举例 (一)温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU.对于所有的汽油机电控系统,进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数,而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中,水温传感器则布置在发动机冷却水路,汽缸盖或机体上上的适当位置.可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式,扩散电阻式,半导体晶体管式,金属芯式,热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型,目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。 (二)利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度,尤其是在洗澡的时候,能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节,而普通家庭的卫生间都还是人工操作,尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化,随着未来人们的进一步了解,普通家庭的卫生间也能实现自动调节。 参考文献: [1]周琦.集成温度传感器的设计[D].西安电子科技大学,2007.

土壤检测检测论文

浅谈垃圾填埋场的土地整理和利用论文

1某地垃圾填埋场现状

该垃圾填埋场地处沿海某地城郊,原为荒滩林地,现因当地经济快速发展,已经开发成工业开发区,填埋场距离市区30km左右,离最近的城镇8km左右,目前填埋场周围均有工厂分布。填埋场总面积约,其中填埋区为,管理区及渗沥液处理区约。整个库区由生活垃圾填埋区和拆解垃圾填埋区组成。生活垃圾填埋区占地面积,分为一期库区和二期库区。一期库区占地,自1998年启用,已于2006年封场,填埋量约33万t;二期库区占地,自2006年启用,于2012年底封场,填埋量52万t,生活垃圾填埋区已填埋的垃圾总量约为85万t。拆解垃圾填埋区位于填埋库区西面,占地面积约,填埋厚度,库容万m3,已填埋的垃圾总量约为15万t。至2012年底,填埋场库区均已达到设计库容,实行封场,目前已进入封场后管理维护阶段。

2当地工业发展和用地现状

按照工业新城区的定位,当地编制了工业集聚区各项规划和产业发展规划,投入资金建设园区的主干道路网及水、电、通信等基础设施,着力培育规模企业,提升区域经济竞争力,形成了以机电、汽摩配、塑料制品、五金、水产冷冻等五大特色行业为主导的产业结构。全镇亿元企业8家,千万元以上企业达20多家。根据当地国土资源局国有土地使用权招拍挂出让成交公示(2012年6月显示,当地近期的工业用地拍卖屡创新高,反映了其工业用地紧张的现实。城镇生活垃圾均采用焚烧方式处理,已封场的填埋场位于工业开发区核心区域,成为工业园区中的'“棕色地块”,制约了工业园区的发展。根据国家规范,若要对该块土地重新利用,则需要填埋场达到稳定安全期后方可进行土地使用,且不能建造永久性建筑物,为了使已封场填埋场的场地发挥更积极的土地效益和社会经济效益,减少填埋场维护费用,降低填埋场对周边区域环境污染的风险,可以利用填埋场距当地焚烧发电厂较近的优势,对填埋物采取“外运焚烧”的方式对土地进行整理,并对搬迁后的场地进行土壤修复、回填,使之达到GB15618—2008土壤环境质量标准(修订中第二级工业用地标准,让该地块恢复成工业用地,并从土地转让收益中抵扣掉土地整理的费用。

3方案实施的条件

交通运输条件。填埋场所属区块路网建设已经成熟,运输条件良好。填埋场距当地焚烧发电厂6km,运距合适,交通方便,具备了项目实施必须的交通条件。

处理场地条件。当地焚烧发电厂总占地面积61124m2,总投资近3亿元,装机容量25MW,上网电量1亿kW·h/a,处理规模一期1000t/d,年处理生活垃圾28万t。其二期工程预计在近2a内实施,届时会增加处理量800t/d,处理量将达到1800t/d。目前该焚烧发电厂日处理量为800t/d,有200t/d的余量垃圾可以提供给垃圾填埋场做二次处理;2a后,该公司二期工程实施,可提供给垃圾填埋场二次处理垃圾最大处理量约600t/d,能满足垃圾填埋场垃圾的二次处理要求。

4已填埋垃圾分析

生活垃圾。一期库区垃圾。生活垃圾填埋区一期库区自1998年启用,至2006年封场完毕,使用年限8a,已填埋垃圾约33万t。一期库区封场至今已有6a,部分垃圾在填埋场中填埋多年,垃圾中易降解物质降解已经完成,垃圾成分基本达到稳定化,矿化率较高。二期库区垃圾。生活垃圾填埋区二期库区自2006年启用,至2012年封场,使用年限6a,已填埋垃圾52万t。根据城区生活垃圾产生量的相关资料显示,从2009年开始,每天垃圾填埋量平均约500t,经计算,二期库区上层4m左右厚的垃圾基本是近1~2a填入的,其降解、矿化率较低甚至还未进入矿化阶段。2008—2009年垃圾产生量较初始填埋时有所增长,垃圾填埋龄3~4a,其有机物已部分或大部分降解,垃圾矿化率相对较高,降解后垃圾层有一定的沉降性,估计这部分垃圾层厚度在左右。最下层垃圾是2005—2007年填埋的垃圾,当时垃圾产生量较少,并经过5~6a的降解,绝大部分有机物已降解,矿化程度较高,并且矿化后垃圾沉降量较大,这部分垃圾层厚约。

拆解垃圾。拆解垃圾库区自2006年启用,至2012年封场,已使用6a,填埋垃圾约15万t。根据当地拆解垃圾的相关资料可知,垃圾主要成分为橡胶、沙子、砖块、塑料、线路板、铁、铜以及极少量的纸张等,经分选后的垃圾焚烧热值较高。

5外运焚烧工艺

工艺设计

工艺流程简介。根据焚烧厂接纳能力和筛分机处理能力制定垃圾挖掘计划,垃圾挖掘后,经过筛分机筛分,筛上物运至焚烧厂焚烧;筛下物作为矿化垃圾利用。

设备及人员配置。垃圾焚烧厂一期设计处理规模为1000t/d,近2a可接纳填埋场二次处理垃圾量约200t/d。人员及设备配备。根据焚烧发电厂的规划,其二期将在2014年建设运营,总设计处理规模将达到1800t/d,预估可接纳填埋场二次处理垃圾量最大约600t/d。人员及设备配备。

处理周期分析

已填垃圾成分分析。根据国内对已填埋垃圾筛分测定的相关研究,填埋场内垃圾筛分物随填埋年限各有不同。

垃圾总量分析。结合垃圾填埋场填埋种类和年限,垃圾填埋场中垃圾经筛分后,筛上物、筛下物分析结果。

垃圾处理周期分析。垃圾填埋场垃圾处理周期。

矿化垃圾的性质和用途。垃圾填埋数年后,垃圾中易降解物质完全或接近完全降解,垃圾填埋场表面沉降非常小,垃圾本身已很少或不产生渗沥液和填埋气,垃圾中可生物降解含量较小,渗沥液中COD浓度较低,垃圾填埋场达到稳定化状态即无害化状态,这部分垃圾称为矿化垃圾。根据矿化垃圾性质可知,矿化垃圾中有一定的有机质和营养元素,主要用途:①种植、绿化用的营养土;②建筑材料;③生物反应床的填料。

6场地修复及土地重新利用

场地土壤检测和修复目的。填埋场库区按区块搬空后,即可对搬空区块进行土壤检测,根据GB15618—2008(修订工业用地土壤污染物浓度控制要求取样、分析、给出调查报告,并制定修复方案进行场地修复,使之达到该标准中工业用地的要求,实现地块的重新利用。

常用修复技术根据。《污染场地土壤修复技术导则》(征求意见稿,常用的污染场地修复技术包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、电动、热处理、生物修复等。

土地重新利用。场址土方填筑完成并验收合格后,即可进行地块规划设计,然后进行场地平整、路网建设、通水、通电等基础建设,建设完成后即可进行土地的重新利用。

7投资收益分析

根据工艺各流程和设备配备,项目总投资约为万元(含土壤修复费用,其中垃圾焚烧按80元/t计,场地调查和修复按1300万元计,未计矿化垃圾的收益或处理成本。根据的统计,目前工业土地的均价近930万元/hm2,本项目完成后可整理出工业用地,考虑项目实施完成需,届时土地价格涨价按15%计,预计可以回收土地资金万元,故按本方案,该垃圾填埋场地块整理利用后,可以产生万元的净收益。

8结论

(1)垃圾填埋场封场后土地开发利用,要结合当地经济发展状况、环境保护意识及现状等方面进行综合分析,确定最合理的方案。

(2)根据某地垃圾填埋场的实际情况,经过整理技术和经济成本、收益的分析,外运焚烧+场地土壤修复方案是切实可行的。

(3)本方案给土地价值较高地区已封场的垃圾填埋场土地整理和利用提出了一个新的方案,也为垃圾堆场存量治理提供了一个新途径。

土壤重金属污染治理的策略与技术论文

在学习、工作生活中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是学术界进行成果交流的工具。相信许多人会觉得论文很难写吧,以下是我为大家收集的土壤重金属污染治理的策略与技术论文,欢迎大家分享。

摘要:

在我国社会经济快速发展的背景下,土壤污染问题十分严重,严重影响了人民群众的生命健康安全。为此在新时期要高度重视土壤重金属污染的有效治理,避免土壤结构被大量破坏造成土壤中的矿物质流失。通过对土壤重金属污染治理的原因和问题进行分析,制定科学高效的应对措施,保证土壤重金属污染治理的整体水平全面提高,确保土壤重金属污染治理的效率大幅度提高,保护土壤生态,为社会经济可持续发展做出重要贡献。

关键词:

士壤重金属污染;治理问题:对策

引言:

土壤作为社会发展重要基础,必须要高度重视对土壤生态环境的妥善保护与科学处理。重金属作为土壤环境最重要的指标,由于受到工业农业的快速发展,土壤中的重金属物质含量显着超标,对于整个土壤的破坏十分明显,严重影响了土壤安全,在新时期需要重点关注土壤重金属物质,并采取有效的处理措施,减少土壤重金属造成的破坏与损伤,确保土壤重金属得到有效控制。

1、土壤重金属危害

重金属是指通过自然环境难以有效降解的各种物质。包括铅汞等,这些重金属物质如果进入到人体会引发重金属中毒,对人体造成明显损伤,而在土壤和水源中会大量淤积,也会导致水生动物和植物的生长发育受限,不利于生态环境土壤污染的农田,如果种植农作物也会造成大量的重金属进入农作物内部,植物中含有大量重金属就会通过饮食进入人体而导致食品安全问题[1]。土壤重金属污染越来越严重,对人们的生活造成巨大的威胁。为此要有效处理重金属污染,降低土壤中重金属含量。

2、土壤重金属污染主要成因

目前对于土壤重金属污染的成因主要包括自然因素和人为因素两方面,其中自然因素是指在自然环境中发生的火山爆发和土壤自身形成的因素,而人为因素则涉及工业农业交通等多个领域,也是造成土壤重金属污染的关键因素。例如在干旱地区为了提高农作物的产量解决缺水问题,往往会采取大面积灌溉的方式造成土壤养分流失,或者在灌溉中所使用的水资源受到污染,导致金属含量超标等,必然会使土壤出现金属污染问题,此外在工业领域不断发展的背景下,金属冶炼对社会发展具有十分重要的作用,但在冶炼过程中也会产生大量的重金属废水,如果没有对重金属进行妥善无害化处理,而直接排放到自然环境中,会造成土壤的重金属污染[2]。在城市发展中人们的生活水平日益提高,汽车保有量显着增多,而车辆也会生成大量汽车尾气,这些汽车尾气会直接污染大气,经过雨水冲刷会导致重金属污染物渗入到土壤内部。

还有部分有机肥料来自城市建筑垃圾、河道淤泥等,这些原材料本身富含大量重金属元素。在进入到土壤后也会造成土壤重金属含量显着升高,对土壤结构造成破坏。我国地形复杂,面积范围广大,土壤种类丰富,这也使得土壤污染问题存在明显的区域性差异,在农业发达的西北地区具有良好的土壤环境,而在中南地区由于工业密集,所以土壤污染问题严重。在发达地区为了提高农作物,往往会使用大量的化肥农药,这样就会造成农业用地日积月累受到严重的污染,致使蔬菜粮食存在农药残留,而且农业用地污染问题大部分都以有机或无机复合为主,造成土壤无法复原。当土壤受到重金属污染以后,基本无法恢复,土壤之中也会富含大量的胶体致使重金属物质不断富集,长此以往重金属污染也会日益严重,在人类正常的生活与工作中,耕地的酸碱值会发生明显变化,而且化学反应也会使重金属的离子价态和形态会发生明显的变化,而且大多数的土壤重金属污染,无法通过人类的感官进行准确识别,往往需要经过长时间的沉淀以后才能发现,这样也就造成土壤重金属污染难治理难度不断增加。

3、土壤重金属污染的主要治理策略

目前在土壤污染防治中,需要高度重视对土壤环境的妥善监测,通过对土壤中的重金属指标进行快速准确监测,能够判断土壤内部重金属富集的具体情况,为此有关部门要高度重视。建设土壤监测监管机制,采取相应的设备,对土壤的组成成分进行全面分析,提高土壤检测数据的科学性,例如成立土壤监测部门,按照专业的监管机制,安排专业人员对土壤相关数据进行全方面检测,确保土壤环境得到妥善处理,在土壤数据监测完毕后,还要将有关数据上传至监管部门,明确各个地区土壤的重金属含量,确保土壤重金属污染得到有效控制,一旦发现异常超标情况,则需要采取科学的解决,确保土壤重金属物质处理的效率全面提升,满足土壤重金属污染监测的实际需求。由于我国对土壤污染防治工作开展的时间比较晚,为此在新时期要积极加强土壤污染的有效预防,制定高效目标,坚持以预防为主,保护优先,树立完善的风险监管意识,从而确保土壤污染治理的.整体水平全面提升[3]。

要主动采取分级风险管控措施探索土壤重金属污染治理的全新方案,提高控制管理的水平,同时要做好技术调查,在全国范围内对土壤污染的具体状况进行准确的排查,保证土壤污染问题得到清晰有效的控制与解决,建立土壤重金属污染相关信息化平台(表1),实现资源共享,通过设立全国规模的土壤污染监测管理网络,保证对土壤污染监测点覆盖到市县级,做到监管数据实时更新。确保土壤管理的效率全面提升。要逐步建立污染土地目录或者土地使用污染目录,严格控制土壤的实际使用途径。加强监管存量,对源头严格防控,有效提高农业污染的监督管理力度。要坚决从源头加强土壤保护,避免土地随意滥用。

表1基于GIS系统土壤环境风险控制管理体系

4、土壤重金属污染治理的主要技术

、生物治理

当前的土壤生物治理可以通过植物微生物等手段减少土壤重金属含量或降低其毒性。在植物治理中,需要积极培育能够吸附重金属物质的植物,有效去除土壤中的大量重金属物质。这种方案成本低廉,技艺简单,具有大范围推广应用的实际意义。另外可以通过微生物对土壤进行改良,但这种技术对微生物要求比较高,而且治理周期比较长,还会存在一定的风险问题[4]。

、化学防治

化学防治可以通过重金属改良剂,根据不同的金属特点采取相应的化学反应,确保对重金属进行有效抑制,使这些潜藏在土壤中的重金属能够快速凝聚,减轻土壤对重金属吸收,避免造成恶劣影响。还可以直接使用金属拮抗剂,因为金属之间存在许多的相互作用,金属的特性也并不会对人体造成明显的伤害,通过化学防治可以通过有益金属对重金属相互作用产生拮抗性,减轻重金属的活跃度[5]。

、生态修复技术

在农业生态修复中通过农艺修复或生态修复等不同的方法,可以保证土壤中的水分含量,耕作制度得到有效控制,技术人员可以通过对土壤中的水分进行控制,有效改善土壤的pH,而且有部分重金属在氧化还原下会不断迁移发生变化,此外造成土壤氧化还原的主要因素在于水含量增多,所以在修复的过程中要加强对水含量的有效调控,增强氧化还原整体效能,避免重金属的快速迁移,促进土壤修复的整体质量水平全面提高。生态修复能够对土壤的水分肥力进行快速还原,改善当地的环境气候条件,有效控制重金属污染物所处的环境介质。在土壤重金属污染治理时,生态修复技术的效率比较缓慢,在短时间内并不能看到显着的效果。

、工程治理技术

工程治理技术能够通过工程机械理论,加强对污染土地治理。目前常用工程治理技术包括换土法、克土法以及深耕翻土法等,是指被污染的土壤中增加干净土壤,并且快速将被污染土壤与外界隔离,减少土壤中的重金属污染物浓度。换土法则是直接将被污染的土壤快速挖掘,并搬运别处进行妥善处置,换上干净土壤。深耕翻地法是利用机械,使上部重金属污染物迅速向下部翻转,保证表土表面重金属污染浓度降低。在运用工程治理技术中,需要根据不同的技术要求选择科学的治理方法,通常污染程度比较轻的土地可以采用深耕翻土法,污染程度比较重的则需要采用换土法以及克土法,需要注意的是,在采用换土法时对被挖出的污染土壤要及时进行处理,避免对环境造成二次污染。

、联合修复技术

由于土壤重金属污染物的成分多样化,不同地区的污染类型,污染程度也各不相同,凭借单一的技术很难达到预期的修复效果,为此要积极针对土壤重金属污染的具体情况,采取联合修复的方式,通过对植物和微生物联合物理和化学联合等多样化的修复手段,能够促进土壤恢复效果,减轻土壤受污染的程度[6]。

、改良剂改性修复

改良剂改性修复,主要是在重金属污染土壤中加入固定配方的改良剂,使改良剂与重金属之间出现明显的吸附作用、抗结作用以及氧化还原作用,但这样的技术最终造成土壤重金属污染物活性显着下降。石灰石、碳酸钙、硅酸盐等各种改良剂相互作用还能够促进土壤的养分得到显着变化。

5、结束语

我国目前土壤重金属污染问题十分严重,而且防治工作起步晚、技术落后,给土壤重金属污染防控造成严峻挑战。针对污染物有效防治采取相应的措施加以治理,确保土壤重金属污染物的改良效果全面提高,促进我国土壤资源的安全。

参考文献

[1]赵瑞芬,程滨,滑小赞,等忻州市灌区土壤重金属污染评价及分布特征分析[J].北方园艺,2021(6):81-88.

[2]马叶,赵国梁,王晓凤,等添加螯合剂诱导栽培红叶荞菜(.)修复铅和镉污染土壤效果的研究[J].土壤通报,2021(2):416-424.

[3]薄录吉,李冰,张荣全,等.金乡县大蒜产区土壤重金属特征及潜在生态风险评价[J].土壤通报,2021(2):434-442.

[4]张启,吴明洲.某疑似污染农用地地块土壤调查布点及评价方法[J].安徽农业科学,2018(20)117-119.

[5]王海东,方凤满,谢宏芳,等芜湖市区土壤重金属污染评价及来源分析[J]2010(4):36-40.

[6]张仕军土壤中重金属污染治理存在的问题及对策研究[J]资源节约与环保,2020(9):93-94.

土壤污染隐患排查工作问题和关键技术论文

从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢?以下是我帮大家整理的土壤污染隐患排查工作问题和关键技术论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。

摘要:

本文通过阐述开展土壤污染隐患排查工作的意义,分析土壤污染隐患排查工作要点,提出当前隐患排查工作存在的问题并列举实例,建立隐患排查台账和整改问题清单,督促企业整改落实,使隐患排查成果得以应用发挥效果。

关键词:

意义;重点及方法;实例;应用;

1、对开展土壤污染隐患调查的重要意义

土壤是生态系统的基本要素之一,是人类生存的物质基础,是人类社会不可缺少的丰富资源,土壤污染具有累积性、隐蔽性、长期性的特点,且污染成分复杂、污染含量高,其空间变异性、不确定性因素较大,导致后期修复治理周期长、费用很高。“十四五”要深入打好污染防治攻坚战,其中就包括净土保卫战,其中一点就是要重点深化土壤污染重点监管单位监管,持续开展土壤污染隐患排查整治工作。隐患排查是一项有效的土壤污染预防措施,企业通过实施土壤污染隐患排查,可以及时发现土壤污染隐患或者土壤污染,及时采取措施消除隐患,提高风险管控,防止污染扩散对土壤和地下水造成的`不良后果,降低后期土壤和地下水修复的成本。土壤和地下水污染的预防和控制直接关系农产品的质量和安全、人民的健康以及经济和社会的可持续发展[1]。

2、当前隐患排查工作存在的问题

个别土壤污染重点监管单位未高度重视,排查工作停留在表面,敷衍了事,排查问题数量不仅少,而且质量不高,不能深层次地发现、挖掘存在的问题,导致对造成污染的生产设施、设备、工艺管线、储罐等做不到及时修复、管控、治理,日积月累加剧土壤和地下水污染,影响人们的身体健康。

3、排查工作要点

、排查原则

根据土壤和地下水隐患排查的内容及管理要求及企业实际情况,隐患排查工作遵循以下几点原则:

(1)针对性原则,针对厂区涉及的特征和潜在污染物特性进行排查,为场地的环境管理提供依据;

(2)规范性原则,采用程序化和系统化的方式规范场地调查过程,保证调查过程的科学性和客观性;

(3)可操作性原则,综合考虑调查方法、时间和经费等因素,结合当前科技发展和专业技术水平使调查过程切实可行。

、排查重点及方法

首先区分行业类别,再规范企业排查重点。一般从企业原始资料、管理制度等软环境着手,同时注重企业自行监测报告成果应用,综合分析确定排查重点场所、重点设施,形成排查清单;再从企业现场就重点场所、重点设施等内容,逐一开展全面排查。

、从企业原始资料下手开展隐患排查

重点从企业环评、生产工艺设计、项目建设工程验收、工程监理、生产设备、污水治理设施及地下管道、储罐、构筑物清单及其主要场所防渗、防腐设计等原始资料,开展书面资料全面检查核实,排查是否存在土壤污染隐患,并通过使用、涉及年限、寿命剖析、明确隐患排查方向和重点。以焦化行业为例,其焦炉生产区、熄焦塔、煤气净化的冷鼓区、初冷区、电扑焦油区、脱硫工段区、硫磺工区、硫氨工段区、粗苯工段区、成品罐区、脱硫废液提盐工段区、各类围堰、污水处理站、熄焦塔冷却池、厂区事故水池、厂区初期雨水收集池、煤气净化各工段地下槽水泥池、雨水收集沟等重点区域是否有防渗设计图纸、施工监理、工程验收等;地下管道、储罐是否有防腐设计以及截至目前使用年限;地上储罐是否防腐或双层罐、各储罐是否配齐围堰。逐一建立排查清单,根据原始资料排查出的缺陷,确定隐患重点。在此基础上,通过进一步资料收集、人员访谈,确定重点场所和重点设施设备,即可能或易发生有毒有害物质渗漏、流失、扬散的场所和设施设备,建立原始资料发现问题清单和整改台账。

、注重企业自行监测报告成果应用

紧紧结合上年度企业土壤和地下水自行监测报告,根据检测结果及结论分析,确定现场排查重点,将检测点位出现的污染趋势或超标情况,追根溯源到生产设备、设施、工艺管线和储罐,作为现场排查重点,建立自行监测发现问题清单和整改台账。

、现场排查重点场所、重点设施,形成排查清单

根据每个生产工艺确定的排查清单,全面开展现场排查,按照有毒有害物质产生、贮存、转运、处置等环节,逐点位确认企业是否存在土壤污染隐患。对现场排查出的问题,逐个建立问题整改清单和整改台账。

(1)肉眼可见隐患现象排查:现场检查各类设备、设施、地上地下储槽、储罐、地上地下管道、阀门以及各类泵体、风机等是否存在跑冒滴漏渗问题,现场地面是否有明显污染痕迹,防渗地面是否有肉眼可见裂纹、裂缝及破损、老化现象。

(2)制度建设方面排查:车间班组是否建立定期巡查、巡检制度;是否以车间班组为单位,建立相应土壤污染防治方面的岗位操作规程、岗位管理制度、相关奖惩制度、岗位责任制、月考核制度等。

(3)土壤污染防治措施方面排查:检查每个车间班组是否建立和完善日常运行、管理、设备巡检、维修活动及岗位操作,预防土壤污染的跑、冒、滴、漏、渗、洒、溅落等相关措施和配备了相关设施(如设备、设施的防止机油、液体物料洒落滴溅的底座托盘、检修托盘、接油桶、围堰等)。

(4)应急方面的排查:检查各车间班组是否建立应对突发泄漏、流失、扬散等紧急事故情况下的应急预案,是否配备相应应急物资及设施等。

(5)培训方面的排查。现场检查各车间班组是否对岗位工人建立和实施岗位操作、巡检、巡查、维修、事故应急方面,开展防止造成土壤污染的专业技能、专业知识培训,是否有培训记录、培训照片,培训内容是否翔实、实际、可操作性强。

(6)排查设备、管道、储罐等检漏、报警设施配备情况及是否运行有效,地下储罐、储槽、地下管线等是否按要求配备了泄漏检测及报警装置,是否能正常有效发挥作用。

4、列举现场排查问题实例

针对重点场所和重点设施设备,通过土壤污染预防设施设备(硬件)和管理措施(软件)的组合排查,排查土壤污染预防设施设备的配备和运行情况,有关预防土壤污染管理制度建立和执行情况,综合分析是否能有效防止和及时发现有毒有害物质渗漏、流失、扬散,并形成隐患排查台账。对现场排查出的问题,逐个建立问题整改清单和整改台账。

实例1:现场检查各类设备、设施、地上地下储槽、储罐、阀门以及各类泵体、风机是否存在液体、油类或油污水跑、冒、滴、漏问题,现场地面是否存有明显污染痕迹,防渗地面是否有肉眼可见的裂纹、裂缝及破损、老坏现象。如某生产区为砖沏地面,无防渗措施;某一区域现场可见混凝土地面存在较大缝隙,防渗效果无法保证,某液体泵和阀门日常滴漏无托盘等污染防治措施。

实例2:检查车间班组是否建立定期巡查、巡检制度;是否以车间班组为单位,建立相应土壤污染防治方面的岗位操作规程、岗位管理制度、相关奖惩制度、岗位责任制、月考核制度等。最大的隐患来源于制度、责任缺失。如,个别企业未建立定期巡查、巡检制度,日常漏油未及时采取防治措施;个别企业未建立土壤污染防治岗位操作规程及管理制度;无土壤污染防治奖惩制度、月考核制度等,对日常存在的污染隐患不重视,视而不见。部分企业在岗位操作、巡检、巡查、维修、事故应急方面,无土壤污染防治专业技能、专业知识培训内容,导致现场管理不到位。

实例3:检查应急预案及应急措施落实情况。如,个别企业应对突发泄漏、流失、扬散等紧急事故情况下的应急预案及相应应急物资及设施不完善;预案内容流于形式,无实际可操作内容,为了应付而应付;无相应的应急物质储备;部分企业地下储罐、储槽未配备泄漏检测设施等问题十分普遍。

5、编制问题清单和整改记录表,督促企业实施整改

(1)根据隐患排查台账,制定整改方案,针对每个隐患提出具体整改措施,以及计划完成时间。整改方案应包括必要的设施设备提标改造或者管理整改措施。重点监管单位应按照整改方案进行隐患整改,形成隐患整改台账。

(2)针对隐患问题,逐项建立整改制度,明确专人负责,建立长效整改管理机制。

(3)制定隐患排查整治计划,定期向属地生态环境部门报送开展情况,确保按时按质完成土壤污染隐患排查整治。

(4)实施销账管理,每个问题明确到责任车间班组、具体负责人员,明确整改措施、完成时限,完成一个,销号一个[2]。

6、加强隐患排查成果应用

(1)隐患排查活动结束后,建立隐患排查档案并存档备查。隐患排查成果用于指导重点监管单位优化、加强土壤和地下水污染防治日常管理、制度建立、污染防治措施落实、每年自行监测点位布设等相关工作。

(2)完善重点环节土壤污染防治管理制度和预防措施,如加强土壤污染防治岗位责任及岗位技能、土壤污染防治知识培训。

(3)通过定期开展土壤污染隐患排查,不断提高土壤污染重点监管点位土壤污染防治管理水平。

7、结语

土壤污染已成为我国突出的环境问题,因此土壤污染治理已经迫在眉睫。本文在落实土壤污染治理预防排查中,如何履行职责,对排查工作进行举例概括,分析土壤污染隐患排查工作要点,希望加以细化完善后期对土壤污染的治理。

参考文献

[1]刘小彬某垃圾焚烧厂土壤自行监测与污染隐患排查分析[J].广东化工,2021,48(7)-137-139.

[2]杨月犁构建现代化土壤污染防治体系守护黑土地的探讨[J].环境保护与循环经济,202040(11):1-3.

[3]孙新宗浅析土壤污染防治的难点与对策[J]环境与可持续发展,(3):140-142.

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