传感技术的发展与微粒检测技术

传感技术的发展与微粒检测技术目录1传感器技术的发展历史2传感器技术的发展现状3传感器新技术的发展4微粒检测技术1.传感器技术的发展历史在20世纪中期传感器技术才刚刚问世。当时的传感器技术远远落后于数字控制技术和计算机技术，大部分先进的传感器技术仍处在实验研究阶段，并没有应用到当时的实际生产和应用中去，转化率相对较低，后来随着各国信息化产业的迅速发展带动了传感器的研发水平，传感器技术水平得到了不断的提高，并快速发展，其大体经历结构型传感器、固体传感器、智能传感器三个历程。在国外，传感器技术的发展一般经历了两条不同的途径：一条是以发达国家美国为首的先军后民的道路，即先先提高后普及的路子，由国家出资对传感器技术进行研发，传感器技术则主要用于军事技术、国家级项目研发等研究中等，待技术成熟后然后在用于民间用途；另一条道路则是以日本为代表的走的是商品化道路，先将研发出来的传感器技术投入到老百姓日常生活中去，通过大量用户的不断测试和实际使用，不断的对传感器技术与功能进行更新换代，进而促进传感器技术的进一步发展，投资回报时间也更快。1.传感器技术的发展历史在我国，传感器技术的研发起步较发达国家晚，20世纪60年代我国的传感器技术在设计、研发、及制造等方面已经取得了长足的进步，已经初步形成了传感器设计、研发、制造的发展体系，但与发达国家相比在技术研发与创新上也存在着一定得差距。针对我国传感器技术的发展现状，评估专家一致认为：我国在传感器技术领域和其他发达国家相比，在上要落后10年，而在生产成品的技术上更是落后15年。从总体上来看，我国的传感器技术还是很难适应我国现有的科技与经济发展速度，我国常用的传感器，无论在识别系统还是在信号处理上，仍以主要国外进口产品为主。2.传感器技术的发展现状（国内）近30年来，经过“六五”到“九五”的国家攻关，传感器的制造技术与敏感元件开发设计有了很大的进步，在产品设计、关键工艺、可靠性技术的发展、产品的开发等方面均有不同程度的突破与创新。但是由于国民经济发展水平相对于发达国家还有一段差距及资金的限制等因素，传感器行业技术的发展速度较其他发达国家相比较为缓慢。目前我国传感器产品的改进与革新速度缓慢，传感技术产品的市场竞争力优势尚未形成，不能适应我国经济与科技的迅速发展，需要进口的传感器技术相关的产品还有很多。因此，对传感器技术研究、开发的投人，缩短与国外同类技术的差距迫在眉睫。建议我国传感器技术的发展向着以下几个方面发展：（1）加速开发新型敏感材料。（2）研制灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器。（3）向高可靠性、微型化、微功耗及无源化、智能化数字化、宽温度范围发展。整个传感器行业在我国分布不均，企业分散，实力不强，市场开拓不力。在第十届中国国际传感器、测试测量展览会上，中国传感器协会副理事长谷荣祥提供了以下情况：国内的传感器生产厂家主要集中在东南沿海等经济发达地区，而对于经济欠发达的西部等地区，类似的企业就比较少，而即使是传感器企业，往往规模也比较小。谷荣祥先生说“未来国内传感器厂商的数量会先增后减”，从而使中国传感器产业走向规范化发展的轨道。2.传感器技术的发展现状（国外）据统计，目前全世界大约有个40国家从事传感器的研制、开发和生产，研发机构多达600余家，其中以美、德、日、俄等国实力较强。欧洲和北美地区最大和最权威的传感器和传感器系统集成展会要数“SENSOR+TEST”传感器展览会与“SENSORSEXPO”传感器展览交流会，在那汇集欧州与美国的绝大部分传感器与仪表制造厂商，其展出产品在很大程度上代表了当下全球范围内先进传感器的发展趋势。国外在传感器的研究、开发、生产的应用方面发展速度十分迅速，其主要表现为：①十分重视对传感器技术开发与研究：例如：美国霍尼威尔公司其固态传感器发展中心每年用于研究设备的投资就高达5000万美元或更多，并且大约每隔三年左右就会更新其中大部分仪器设备。②重视传感器制作工艺的研究：其实传感器的原理不难、也不保密，而最保密的是传感器的工艺，国外的传感器公司普遍不惜重金加强对工艺研究，依靠工艺突破来保持其技术的领先。③重视质量管理与市场分析。在2011年的“SENSOR+TEST”传感器展览会和2012年的“SENSORSEXPO”上传感器展出的传感器种类主要有：MEMS传感器、光纤传感器、气体传感器和无线传感器等。从目前各类传感器的应用领域范围和市场销售增长情况可以预测出：在未来10年甚至更长的时间，MEMS传感技术、光纤传感技术、气体传感技术及无线传感技术仍将是传感器领域的发展重点，而且其应用将渗透各个领域。3、传感器新技术的发展世界许多发达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得了极大的突破。如今传感器新技术的发展，主要有一下几个方面：（1）开发新型传感器（2）开发新材料（3）新工艺的采用（4）集成化、多功能化（5）智能化3.1开发新型传感器新型传感器包括：①采用新原理；②填补传感器空白；③仿生传感器等方面。他们之间是相互联系的。传感器的工作机理是基于各种效应和定律，由此启发人们进一步探索具有新效应的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型传感器件，这是发展高性能、多功能、低成本和小型化传感器的重要途径。世界各国都在物性型传感器方面投入大量人力、物力加强研究，从而使它成为一个值得注意的发展动向。3.2开发新材料传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学的进步，人们在制造时，可任意控制它们的成分，从而设计出用于各种传感器的功能材料。用复杂材料来制造性能更加良好的传感器是今后的发展方向之一。（1）半导敏感体材料（2）陶瓷材料（3）磁性材料（4）只能材料如，半导体氧化物可以制造各种气体传感器，而陶瓷传感器工作温度远高于半导体，光导纤维的应用是传感器材料的重大突破，用它研制的传感器与传统的相比有突出的特点。有机材料作为传感器材料的研究，引起国内外学者的极大兴趣。3.3新工艺的采用在发展新型传感器中，离不开新工艺的采用。新工艺的含义范围很广，这里主要指与发展新兴传感器联系特别密切的微细加工技术。该技术又称微机械加工技术，是近年来随着集成电路工艺发展起来的，它是离子束、电子束、分子束、激光束和化学刻蚀等用于微电子加工的技术，目前已越来越多地用于传感器领域。例如溅射、蒸镀、等离子体刻蚀、化学气体淀积、外延、扩散、腐蚀、光刻等，迄今已有大量采用上述工艺制成的传感器的国内外报道。3.4集成化、多功能化为同时测量几种不同的被测参数，可将几种不同的传感器元件复合在一起，做集成块。例如一种温、气、湿三功能陶瓷传感器已经研制成功。把多个功能不同的传感元件集成