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        未來這6大領域,對傳感器技術的需求大

        2021-04-06 08:42:48來源:傳感器專家網 閱讀量:481

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          【物流設備網 行業動態傳感器技術正在為智能設備和系統帶來令人難以置信的新功能。從用于抗擊流行病的醫療產品到為物聯網注入活力的傳感設備,利用傳感器,各行各業創新的應用層出不窮。
         
          在過去的五年里,隨著連接趨勢越來越多地影響到幾乎每個細分市場的新型智能產品的設計,傳感器市場已經成倍擴大。如今的傳感器功能更強大,也更容易為產品設計師所接受。傳感器技術的尺寸、重量和價格也在迅速下降,同時傳感器在各大設備中的封裝也變得更容易,其功能范圍也在不斷擴大,使得傳感器成為先進互聯系統的重要組成部分和創新的關鍵驅動力。
         
          在這個自動化、電氣化、互聯化程度越來越高的世界里,這些傳感器設備已經成為關鍵的連接技術。
         
          "傳感器技術將幫助我們實現圍繞更清潔的能源和更低碳的環境目標,包括車輛的電氣化;服務于自主車輛和智能城市基礎設施;用于收集管理、控制和安全所需的大數據;被廣泛應用于醫療市場,等等。如今,全球人口老齡化正在推動家庭醫療的趨勢,且隨著大流行病的發生,市場對遠程病人監測和診斷設備(包括醫療可穿戴設備)的需求越來越大,當中,傳感器捕獲遠程管理病人所需的數據。"TTI公司產品和供應商營銷副總裁Lew LaFornara表示。
         
          LaFornara還表示,事實上,我們只是處于傳感器時代的開端。傳感器的未來還有很長~
         
          一、傳感器制造商如何脫穎而出?
         
          這是一個好問題。
         
          大多傳感器制造商一開始都是專注于特定的終端市場,通過特定類型的傳感器進入市場。但隨著發展,很多制造商采取了擴張產品種類的方法,試圖通過廣泛的產品供應來解決廣泛的應用。
         
          大多數擁有連接性、無源性和半導體產品系列的大型元件制造商都積極開發或收購專門的傳感器技術和公司。在過去的10年里,制造商重點增加技術的專業化,以拓寬他們現有的傳感器組合,或者為特定的終端市場增加一些專業化的產品。
         
          霍尼韋爾就是一個例子,10多年前,霍尼韋爾將其automotive board-mount sensor technology(汽車板載傳感器技術)出售給了Sensata Technology公司,當時該公司決定專注于工業、醫療和越野車市場。Sensata Technology是這兩家連接器傳感器的主要供應商。霍尼韋爾還收購了City Technology,將其二氧化碳顆粒傳感范圍擴展到環境監測的氣體顆粒傳感和醫療市場的氧氣傳感。
         
          TE Connectivity的收購能力也很強,收購了Measurement Specialties,最近又收購了SMI和First Sensor,分別為醫療和HVAC市場拓展低壓和封裝壓力范圍。
         
          安費諾在傳感器收購方面也極為活躍,包括收購SGX Sensortech公司以補充其室內空氣質量傳感的濕度傳感器Telaire系列,收購All Sensors公司專注于醫療市場的低壓系列,收購SSI公司、Piher公司,以及最近收購精密傳感器的MTS公司。
         
          Sensata工業解決方案專注于暖通空調、制冷、壓縮機和泵市場,提供一系列惡劣環境傳感器。該公司還通過收購Cynergy3進入預測性維護領域,后者為流體應用提供無線振動監測和液位傳感。
         
          二、未來五年內,哪里對傳感器技術的需求最大?
         
          我們看到很多市場的需求都在增加,包括:
         
          工業IIoT,智能工廠自動化,以及機器人和機器人,包括用于預測性維護和電機驅動的傳感器。
         
          環境系統,包括空氣質量、暖通空調以及智能和垂直農業。
         
          家庭醫療、醫療可穿戴設備和遠程手術。
         
          智慧城市、智能家居和物聯網連接的建筑設備,包括用于安全保障的建筑監控系統。
         
          綠色能源,包括風能和太陽能的遠程操作、維護和儲能。
         
          電動汽車和自動駕駛,包括激光雷達和電池管理系統。
         
          1、傳感器如何助力工業4.0與工業IIoT?
         
          未來工業將需要支持無線的傳感器和支持以太網的傳感器。自動化系統需要機器視覺和光電傳感器。
         
          而用于特定功能的傳感器,如用于惡劣環境和空氣質量的氣體傳感器,也會非常有針對性地服務物聯網。還有慣性傳感的傳感器與加速度計、速度傳感器和陀螺儀一起服務于機器人技術。
         
          工業預測性維護應用還會采用主動傳感器,可以測量包括壓力、溫度、力和振動在內的傳感器。這些產品不僅能收集數據,還能根據數據做出主動反應和控制。
         
          2、隨著汽車技術的互聯程度越來越高,汽車傳感器將如何變化?
         
          溫度、壓力、速度、位置和液位傳感器已經在汽車上使用了很長時間。現在它們正變得更小、更輕、更有效。
         
          傳感器也同樣在快速發展,以更好地服務于更多的汽車新技術,如激光雷達、雷達傳感、內部測量單元(IMU)和先進的駕駛輔助系統。這些傳感器可以實現自主導航和提高安全性。
         
          隨著電氣化的發展,用于電池管理系統的溫度和氣體傳感器也在迅速發展,以提供更強大的功能,同時在緊湊的系統架構中占用更少的空間。隨著車輛的自主化程度越來越高,慣性傳感器和位置傳感器也在不斷涌現,我們將看到這些技術不斷完善。
         
          3、傳感器將如何滿足醫療需求?
         
          是的,最初的疫情大流行病產生了對呼吸機中的壓力、氣流和氧傳感器的極端需求。此外,用于監測員工和學生群體情況的非接觸溫度測量工具,包括額溫槍、低成本熱電堆等的需求也迅速上升。
         
          在家庭環境中監測血壓、脈搏血氧飽和度、溫度和心率的需求也在增加,以便將數據無線傳輸給護理提供者。這就催生了對低成本壓力傳感器的需求。同樣的,家庭的呼吸治療需要更多的氧氣監測設備,并將數據傳輸給護理團隊。
         
          疫情使我們對引起呼吸系統疾病的疾病有了更高的認識。于是,現在監測家庭、公共建筑、學校和智能城市基礎設施中空氣質量的新產品被不斷開發出來。
         
          最后,隨著新疫苗的開發,疫苗需要在極低的溫度下儲存和運輸,也需要開發更多的極低溫、低溫友好型溫度傳感器和監測器。
         
          4、電纜和連接器產品如何發展以滿足傳感器技術的需求?
         
          隨著傳感技術的發展,現在產生的數據越來越多,這意味著需要支持更快的數據速率。電纜將需要EMI/RFI屏蔽,以確保可靠的數據傳輸。
         
          需要更惡劣的環境,戶外連接器可能需要IP67或更高的防護等級。在醫療環境中,連接器可能需要IP68防水密封,以及易于清潔、易于安全配接和鎖定系統。一般來說,傳感器正在使連接器和電纜更接近物理環境,比如安裝在電機軸上的傳感器。這種類型的連接器可以承受更高的溫度、振動和惡劣的環境,包括化學品。在電動汽車中,傳感器被放在電池中,以測量電池溫度和出氣量。隨著高電壓和電流的循環,需要連接器外殼的特殊塑料。
         
          同時,現在大約有10%的傳感器連接是無線的,在未來三年內可能會增加到20-30%。無線傳感器設備為風力渦輪機、遠程發電機和汽車市場等遠程應用提供了便利。
         
          目前,連接器有許多不同的接口協議。創建IEC標準的努力正在進行中,TE Connectivity、Amphenol、Molex和其他公司積極參與,為傳感器輸入電纜開發新的快速鎖定推拉系統,如用于M12連接器的系統。
         
          還有一種趨勢是轉向單對以太網(SPE),它提供全雙工、高速的10/100/1000 BASE-T,最長可達305米。其成本低、重量輕,是連接智能工廠機器人中使用的傳感器的靈活選擇。
         
          5、未來會出現哪些新類型的傳感器或傳感器的新用途?
         
          我們將看到更多用于監測污染、臭氧、一氧化碳和空氣質量等環境因素的傳感器。同時,更多具備傳感和控制能力(包括自主控制)的集成式、組合式傳感器也將會到來。還有用于物聯網應用的低功耗傳感器將出現,以及具有更多功能的傳感器,如嵌入式睡眠模式。
         
          隨著安全技術的普及,我們會看到傳感器在光學成像和面部識別中的應用。更多提供六自由度(6DF)的IMU也會出現,我們會看到RFID的持續小型化和更廣泛的應用。
         
          總的來說,我們預計新的傳感器將具有越來越多的更高層次的功能,如功能安全完整性、冗余和故障檢測,以及內置監控和報告功能。
         
          6、為了制造這些未來的產品,傳感器設計人員正在努力解決哪些與材料、設計或功能有關的技術挑戰?
         
          封裝、尺寸、能耗以及在惡劣環境下工作的能力是傳感器設計者持續面臨的挑戰。他們還在努力開發能以更快的數據處理速度處理更高的數據速度的產品,將EMI干擾問題降到最低,并提供更高的分辨率。
         
          其他挑戰還包括處理晶圓幾何形狀、實現更多的集成和小型化、納米工程和生物相容性,特別是用于可穿戴設備的傳感器。
         
          傳感器在提供更多功能的同時,也變得更加緊湊。它們現在采用微機電系統(MEMS)架構,即插即用的傳感器被集成到封裝中,以適應各種市場和應用需求。
         
          原標題:未來這6大領域,對傳感器技術的需求大

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