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感測器/MEMS  

感測器推動工業網際網路革命

上網時間: 2016年03月07日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:感測器  物聯網  濁度  樓宇自動化  LVDT/RVDT 

作者:Angelo Bosoni,Avnet Abacus行銷總監

無論物聯網(IoT)是否會發展成像宣傳的那樣,這個概念都已經深入人心了。各種提案層出不窮,從「萬物聯網」(Internet of Everything)到一些更加專業的概念,如工業網際網路。工業物聯網(IIoT)一詞最先是由電子巨擘通用電氣(GE)公司提出,如今已被普遍理解為使用感測器網路和機器對機器(M2M)通訊的工業環境自動化。

市場分析公司Nano Markets在2014年11月發表的《工業網際網路的感測器市場》(Markets for Sensors in the Industrial Internet)報告中,已經將工廠自動化、建築物自動化、智慧電網與公共運輸等列為工業網際網路的應用,並預測到2019年以前這一領域每年耗用的感測器將超過200億美元。

根據VDC Research的《2014年工業自動化和感測器策略觀察》(2014 Strategic Insights for Industrial Automation and Sensors)報告指出,未來的技術人員和維護人員將越來越依賴強大的平板電腦收集和處理來自工業機械中整合的感測器資訊。VDC還估計到2018年,全球僅定位感測器市場就將超過80億美元。

全球定位感測器市場將在2018年突破80億美元的市場規模
VDC估計,全球定位感測器市場將在2018年突破80億美元的市場規模

工業感測應用

使用電位計、光學、磁力、霍爾效應、磁阻和電感等技術都可以實現定位檢測。市場上有各種不同的電感式感測器,包括能夠測量位移和位置的線性和旋轉可變差動變壓器(LVDT/RVDT)。

電感式感測器的體積非常小,而且不需要使用電路,因此非常適合諸如渦輪氣閥、軍事和航空設備以及部署於惡劣環境中的工業製程控制器等應用。

另外,具有內建預校準訊號調節功能的LVDT和RVDT有助於簡化外部電路和系統整合。可相容的控制與儀表模組則可進一步簡化設計,加速產品上市時程。

另一方面,光學-微型感測器是非接觸式光學近接或定位檢測應用的理想選擇。市場上的這種感測器有各式各樣的配置,例如具備或不具備致動器,或是提供客製致動器的安裝點。

此外,還有其它多種選項可以用來滿足不同的要求,例如帶有原始光電電晶體輸出或內建放大器的感測器、採用螺絲或推合安裝的、透過PCB接腳或微型纜線連接器實現電氣連接的,以及提供light-ON/dark-ON開關極性的感測器等等。另外,設備設計師還必須選擇孔徑大小和檢測距離來滿足目標應用的需求。

濁度測量是光學感測技術的另一項有趣應用,因為它可以用來量化液體中懸浮的固體微粒。這些應用包括控制各種工業過程,如釀造、裝瓶、製藥生產、淨化或在水產養殖中用於監控海水品質或研究水生動物的棲息環境。

透過觀察液體以及測量模糊光源所需的液體深度,即可量化濁度指標。濁度單位可以使用Jackson Turbidity Units(JTU)或Nephelometric Turbidity Unit(NTU)來表示,在此用例以JTU表示濁度。NTU則是一種更加現代的測量方法,它使用沿光源佈置的檢測器來評估被液體中的小顆粒散射的光線。

濁度表結合了一個或多個感測器、資料擷取和使用者介面子系統,市場上有各式各樣的類型,如實驗室使用的掌上型或桌上型儀表,或用於廠房和製程等應用的內建儀表等。

下圖顯示整合型光學濁度感測器和溫度檢測模組,使用光電電晶體和二極體測量光線在液體樣本中的傳輸。這種基本的感測器非常適於家用電器,並且有助於降低能耗,如檢測衣服何時乾淨,從而縮短洗衣時間。


整合型光學濁度感測器和溫度檢測模組,使用光電電晶體和二極體測量光線在樣本液體中的傳輸

(下一頁繼續:建築物自動化中的感測器)


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