传感器技术论文5000字

室内空气质量检测与传感器的应用 　　 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 　　[关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 　　 　　一、空气对于人的重要性 　　人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 　　二、室内环境污染背景 　　当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 　　三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 　　着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 　　了解并着手引进室内空气质量检测设备。 　　进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 　　对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 　　四、空气检测仪的强力武器——传感器 　　检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 　　金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 　　催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 　　定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 　　迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 　红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 　　PID光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 　　五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 　　近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达5%;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 9亿元,同比增长8%,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 　　科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 　　从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 　　六、对未来空气质量检测的展望 　　随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 　　 　　参考文献: 　　[1]陈艾敏感材料与传感器[M]北京:高等教育出版社 　　[2]高晓蓉传感器技术[M]成都:西安交通大学出版社 　　[3]彭军传感器与检测技术[M]北京:高等教育出版社 　　[4]王元庆新型传感器原理及应用[M]北京:机械工业出版社 　　[5]赵茂泰智能仪器原理及应用[M]北京:电子工业出版社

前言第1章绪论1定义2发展概况3框架结构4标准体系5关键技术和难点6应用领域本章小结习题与思考题参考文献第2章EPC和RFID技术1EPC编码1EPC编码协议2EPC系统结构3条形码技术4条形码、RFID和EPC的区别2RFID系统1应答器原理2阅读器部分3RFID天线部分4RFID中间件本章小结习题与思考题参考文献第3章传感器技术1传感器基础知识1传感器的概念2传感器的作用3传感器的组成4传感器的分类5传感器的基本特性2几种常用传感器介绍1温度传感器2湿度传感器3超声波传感器4气敏传感器3智能传感器1智能传感器的基本概念2智能传感器的组成3智能传感器的功能与特点4基于IEEE1451的网络化智能传感器5智能传感器标准体系6智能传感器的应用7智能传感器发展趋势4MEMS技术1MEMS概述2MEMS特点3MEMS应用4常用的MEMS传感器5传感器接口技术1传感器接口特点2常用传感器接口电路3传感器与微机接口的一般结构4接口电路应用实例本章小结习题与思考题参考文献第4章无线传感器网络技术1无线传感器网络概述1无线传感器网络介绍2传感器网络体系结构3传感器网络的发展2无线传感器网络的技术体系1自组网技术2节点定位技术3时间同步技术4安全技术3无线传感器网络的通信协议1无线传感器网络的路由协议2无线传感器网络的MAC协议4无线传感器网络的技术标准1IEEE4标准2ZigBee协议规范5多传感器网络的信息融合1无线传感器网络数据融合2无线传感器网络数据融合分类模型本章小结习题与思考题参考文献第5章M2M技术1概述1M2M起源及现状2M2M标准化工作2M2M的体系结构、协议、内容1M2M系统架构2M2M关键技术3M2M应用模式4WMMP介绍3M2M模块1几种M2M模块介绍2华为的M2M模块——MC4M2M应用1医疗保健2电力系统3智能家居5M2M的前景和挑战1M2M市场的前景预测2当前M2M应用模式所存在的问题本章小结习题与思考题参考文献第6章云计算技术1云计算简介1云计算的起源2云计算的基本概念3云计算的特点4云计算与相关技术的关系2云计算与物联网3云计算实现技术1云计算工作原理2云计算体系结构3云计算服务层次4云计算关键技术5云计算的派生技术本章小结习题与思考题参考文献第7章智能处理技术1开放复杂智能系统2知识的获取、表达与推理1知识概述2信息与知识获取3知识表示4知识推理5知识与智能涌现3数据库技术1数据库概述2数据模型3分布式数据库4移动数据库5数据仓库、数据挖掘与知识发现6常见数据库产品4分布智能1分布智能概述2智能A3多智能A4移动Agent本章小结习题与思考题参考文献第8章物联网安全技术1物联网安全性概述1物联网的安全技术分析2RFID标签安全性概述2物联网身份识别技术1电子ID身份识别技术2个人特征的身份证明3基于零知识证明的识别技术4物联网密钥管理技术1对称密钥的管理2非对称密钥的管理5物联网密钥管理系统1密钥的分配2物联网密钥分配方法3密钥注入4密钥存储5密钥更换和密钥吊销6物联网密钥产生技术1密钥产生的硬件技术2密钥产生的软件技术7密钥的分散管理与托管8物联网中的消息鉴别和数字签名1消息一致性2数字签名3数字签名的应用例子9信息隐藏概述10信息隐藏基本原理11数字水印12物联网IP安全13密钥交换（IKE）协议本章小结习题与思考题参考文献第9章物联网的理论基础1物联网下的控制理论基础1经典控制理论2现代控制理论3几种常见的控制方式4基于网络的控制理论基础2信息论基础1信息论分类及发展2信息论基础3物联网语境下的信息论——感知信息论3网络科学基础1研究网络科学的三个阶段2研究网络科学的工具和方法3无尺度网络和Barabasi?Albert模型4CPS理论基础1CPS—物联网的技术内涵2CPS的体系结构3CPS发展的科学技术瓶颈分析5物联网关键的科学问题6物联网建模探究本章小结习题与思考题参考文献缩略语

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