传感器是一个极其特殊的行业,它的产值不算高。它集机械、光、电于一身,能精确衡量压力、温度、浓度、速度等,却又受制于芯片、材料、电路的发展瓶颈。它的原理透明,但工艺却非常复杂,是制造业中少见的带有“手艺”气息的工业品,技术诀窍深藏在工艺之中。
工业物联网场景中,传感器无处不在,是物联网不可或缺的一部分。第一个恒温器于19世纪80年代末问世,而红外传感器自20世纪40年代末开始出现。物联网及其对应的工业物联网(IIoT)正在将传感器的使用提升到一个新的水平。
广义上讲,传感器是检测和响应环境变化的设备。输入可以来自各种来源,如光、温度、运动和压力。传感器输出有价值的信息,如果它们连接到网络,它们可以与其他连接的设备和管理系统共享数据。物联网传感器的类型很多,应用和用例的数量更多。以下是10种比较流行的物联网传感器类型及其一些用例。
温度传感器
温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类繁多的传感器中,温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一工业生产自动化流程,温度测量点要占全部测量点的一半左右。
湿度传感器
湿度传感器用于测量空气或其他气体中的水蒸气量,常见于工业和住宅领域的加热、通风和空调(HVAC)系统中。它们可以在许多其他领域发现,包括医院,和气象站报告和预测天气。
压力传感器
压力是指发生在两个物体接触表面的作用力,同时包含不同形态下的作用力,一般可分为气压、液压、固压三种情况。压力传感器通过感受压力信号,将压力信号转换成可用的输出的电信号器件或装置,以便辅助机器完成判断,因而成为IOT感知层技术的基石。
在过去几十年中,汽车行业一直是推动压力传感器需求的主要行业,迄今为止,压力传感器已广泛应用在管道液压、消防、智能汽车、智慧医疗、航空航天等众多领域。2020年全球压力传感器市场规模已达16.5亿美元,合计人民币104亿元,据新思界产研中心报告显示,压力传感器的份额约占20%,仅次于流量传感器。
近距离传感器
近距离传感器是通过红外线进行测距,当手机用户接听电话或者装进口袋时,传感器可以判断出手机贴近了人的脸部或者衣服而关闭屏幕的触控功能,这样就可以防止误操作。同样,这功能可以用在所有应用触摸屏的便携设备上。
除了在手机上,在汽车上的应用也是为大家所熟知的,现在高档轿车都有倒车报警系统 ,它可以在车距离后面物体很近的时候发出报警 并随着距离的变近,而报警频率越高,以此来帮 助那些新手停车,此外还可以测试车与车的距离等等。
液位传感器
液位是指密封容器(池子)或开口容器(池子)中液体位置的高低。科技发展到今天,从古老的标尺,发展到现代的光电、超声波,雷达测量仪……人类发明了无数种液位测量的方法。在日常生活和工业生产经营中,经常需要了解容器内的液位情况,而由于罐体过大、不便进入和罐内有有害物质等种种因素,必须采用传感器进行测量。
而今,液位传感器已成为石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等领域的“一把好手”,在工业领域发挥着重要作用。
加速度计
加速度计是测量运载体加速度的器件。从本质上说,加速度计其实是一个一自由度的振荡系统,按检测质量的位移方式分类有线性加速度计和摆式加速度计。近年来,随着5G和人工智能等科技的飞速发展,无人驾驶汽车纷纷涌现街头,但是涉及驾驶安全的防抱死制动系统(简称ABS)、安全气囊和安全带依然沿用至今。其中,保证ABS和安全气囊正常使用的关键,就是加速度计的应用。
陀螺仪
陀螺仪,又叫角速度传感器,是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置,同时,利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的装置也称陀螺仪。使用案例包括汽车,如汽车导航和电子稳定控制(防滑)系统。其他的使用案例包括视频游戏的运动传感,以及相机抖动检测系统。
气体传感器
气体传感器是 一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置,气体传感器通常是用来检测气体的类别、浓度和成份。在工业生产的过程中,许多原 料和产物是以气体的形态存在,对其温度、湿度、压力、流量、浓度等指标进行检测与控制尤为关键,所以相应的设备必须配置气体传感器;在日常生活中,气体传感器也为我们的健康安全提供了保障。
红外线传感器
可以说,一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发射红外能量。而红外传感器,就是能感受物体的红外能量并将其转换成电信号的元器件。
光学传感器
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。