傳感器技術(shù)在安全監(jiān)測系統(tǒng)中的應用

摘 要：近年來，企業(yè)安全生產(chǎn)事故屢有發(fā)生，給人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失和極大威脅。這些事故也從另一個角度反映出企業(yè)對于自身的可持續(xù)發(fā)展還是不夠重視。伴隨著政府對企業(yè)的安全監(jiān)督工作不斷加大，落后產(chǎn)能淘汰政策持續(xù)推行，因此推廣企業(yè)運用信息自動化舉措便顯得尤為必要。伴隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷進步，近年來傳感器技術(shù)在安全監(jiān)測系統(tǒng)中的應用作用日益顯著。作者根據(jù)個人安全行業(yè)的實際工作經(jīng)驗，先對傳感器技術(shù)在安監(jiān)系統(tǒng)中的應用進行論述，繼而再針對性分析傳感器技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，希望能夠引起大家對傳感器技術(shù)的重視，通過推廣應用的方式，有效改善企業(yè)的安全現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：傳感器；安全監(jiān)測系統(tǒng)；引用；發(fā)展

前言

作為大量先進技術(shù)的綜合體，傳感器技術(shù)處于科學界的前沿，代表著現(xiàn)今最先進的安全監(jiān)測技術(shù)。在大量的實際應用過程中，傳感器均能夠快速、準確的提供所需要的信息，替代了大量操作人員的實際操作，不僅保證了信息數(shù)據(jù)的采集精度，還保證了傳遞速度，以便更好地對生產(chǎn)中的各項參數(shù)進行測量、控制?，F(xiàn)階段，傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛應用在醫(yī)藥、冶金、電力能源、石油化工、礦山等相關(guān)行業(yè)，并在主要崗位或重要裝置上扮演著極其重要的角色。作為一個國家數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的重要標志，傳感器技術(shù)的成熟發(fā)展已經(jīng)得到了各行各業(yè)的肯定，其在各行業(yè)發(fā)揮的作用還在不斷的迅速擴大。

1 傳感器技術(shù)

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中為了檢查、監(jiān)督和控制某個生產(chǎn)過程或運動對象，使它們處于所選工況最佳狀態(tài)，就必須掌握描述它們特性的各種參數(shù)，這就首先要測量這些參數(shù)的大小、方向、變化速度等等。傳感器是感知被測量（多為非電量），并把它轉(zhuǎn)化為電量的一種器件或裝置。其通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是傳感器中直接感受被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件是將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換為合適的電信號部分。傳感器組成如圖1：

2 傳感器技術(shù)在安全監(jiān)測系統(tǒng)中的主要應用

2.1 傳感器在安全監(jiān)測系統(tǒng)中應用的必要性

由于傳感器大多使用光纖，因此說具有抗干擾能力強、抗輻射性能好、體小質(zhì)輕、易彎曲等特點，因此更適合在受限空間、易燃易爆區(qū)域以及強電磁干擾等環(huán)境中應用。因此說現(xiàn)階段傳感器適用于絕大多數(shù)的惡劣作業(yè)環(huán)境中，能夠提供高效、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。例如，在石化企業(yè)成品油罐區(qū)這種高危環(huán)境中，可以通過傳感器來進行溫度、壓力、液位、氣體濃度等信息的采集，能夠迅速將信號上傳至主控室，繼而實現(xiàn)對生產(chǎn)的安全、高效控制。

2.2 安全監(jiān)測系統(tǒng)地重要組成

現(xiàn)階段傳感安全監(jiān)測系統(tǒng)主要由網(wǎng)卡、監(jiān)測系統(tǒng)采集機、二次儀表以及傳感器等網(wǎng)絡(luò)部件組成，具體如圖2：

2.3 傳感器的工作方式

傳感器系統(tǒng)地工作流程是，先通過傳感器將采集到的參數(shù)轉(zhuǎn)化為光脈沖信號，并將其通過光纖傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器，光脈沖信號通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成為點脈沖信號的同時，再進行放大整形，傳給二次儀表，通過二次儀表對電脈沖信號的線性化處理，進行儀表的靈敏度、量程調(diào)節(jié)，以數(shù)字的形式將被測數(shù)據(jù)顯示出來。

現(xiàn)階段絕大多數(shù)的二次儀表都采取串行通信方式與監(jiān)測系統(tǒng)采集機相連的方式，監(jiān)測系統(tǒng)采集機再對二次儀表傳送過來的信息進行加工處理，繼而實現(xiàn)被監(jiān)測參數(shù)的顯示、計量、處理以及報警等功能，從而實現(xiàn)自動監(jiān)測的目的。最后，監(jiān)測系統(tǒng)采集機還能夠通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)中，進而實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)、情況的信息共享以及自動匯報。

2.4 傳感器的安全機理

現(xiàn)階段傳感器的安全機理在于：先將傳感器以及傳感器的測量單元高水準安裝在監(jiān)測現(xiàn)場，再將計算機系統(tǒng)、二次儀表以及光電轉(zhuǎn)換器安裝在儀表操作室內(nèi)部，并使用光纜將各個部件之間有效連接，繼而再通過光電轉(zhuǎn)換器將傳感器與二次儀表連接起來，最后再通過隔離信號安全柵、電源安全柵將觀點轉(zhuǎn)換器與二次儀表連接起來，做到被測現(xiàn)場無電流、電壓等電信號，實現(xiàn)安全監(jiān)測系統(tǒng)的無電監(jiān)測，保證監(jiān)測安全、高效。

3 傳感器技術(shù)的未來發(fā)展方向

3.1 新技術(shù)、工藝以及材料的應用

隨著大量先進技術(shù)的研發(fā)成功，傳感器制造過程中應用了更多的精密加工技術(shù)，大幅度提升了傳感器的性能，與此同時，由于微電子、微機械以及超精密加工技術(shù)的逐漸成熟，在傳感器的開發(fā)與制造過程中不斷普及，促進了傳感器的微型化方向發(fā)展。

作為傳感器性能提升主要依靠傳感器材料的改進，因此說要提高傳感器的技術(shù)水平離不開材料的研發(fā)。雖然現(xiàn)階段應用的半導體材料具有體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高、響應速度快等優(yōu)點，并且在傳感器制造中占有很大比例，但是生物、高分子、智能材料、陶等新型材料的開發(fā)與應用，也改善了傳感器的性能與應用范圍，使其在實際應用中的頻率越來越高。

3.2 傳感器的多維化

現(xiàn)階段的傳感器只能進行單一點的數(shù)據(jù)測量，而未來的傳感器則會突破現(xiàn)有的監(jiān)測方式，從空間上實現(xiàn)擴張，從時間上實現(xiàn)廣延，實現(xiàn)監(jiān)測量的多元化以及監(jiān)測方式的模糊識別。通過電子掃描技術(shù)的應用，我們可以將多個傳感器組合在同一設(shè)備中，繼而實現(xiàn)多維空間測量的突破。

3.3 傳感器的集成化

隨著監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的傳感器必然會具有多點監(jiān)測、多功能監(jiān)測的功能，從而實現(xiàn)一個平面和空間的測量。此外，再通過半導體技術(shù)的應用，可以實現(xiàn)傳感器組成部分的集成化，也可以通過將后續(xù)電路以及傳感器集成化的方式，提高靈敏度，實現(xiàn)傳感器的生產(chǎn)自動化。

3.4 傳感器的多功能

由于現(xiàn)階段對生產(chǎn)監(jiān)控的力度不斷提升，我們需要同時進行大量數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，因此我們就需要采用多種類型與數(shù)量的傳感器來實現(xiàn)監(jiān)測目標。傳感器的多功能化就是要將多種信息的監(jiān)測功能匯集在一種傳感器上，因此能夠在不影響系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的前提下降低采購成本，并且實現(xiàn)傳感器可靠性與穩(wěn)定性的提升。

3.5 傳感器的智能化

現(xiàn)階段智能化已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢，在傳感器的研發(fā)中也開始應用智能技術(shù)，創(chuàng)造出高度智能傳感器，并且已經(jīng)取得了一定的成果。智能化傳感器能夠?qū)⑿畔?shù)據(jù)的采集、處理、傳輸實現(xiàn)一體化，并且還通過自帶微型計算機的方式實現(xiàn)自我診斷、遠距離通信等功能。我們堅信未來智能化傳感器在企業(yè)生產(chǎn)中的應用必然會日趨廣泛，有效改善當前企業(yè)的安全生產(chǎn)狀況。

4 結(jié)束語

綜上所述，面臨日益嚴峻的安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，我們必須提高安全監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，傳感器的應用對于安全監(jiān)測系統(tǒng)來說至關(guān)重要。因此我們要加大對傳感器技術(shù)的研發(fā)力度，通過不斷應用先進技術(shù)、材料、工藝等方式，實現(xiàn)傳感器性能指標的不斷提升，提高安全監(jiān)測效果，為企業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展提供充分保障。

參考文獻

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作者簡介：劉軍（1982-），男，漢族，寧夏銀川市人，本科，工程師，工作單位：寧夏回族自治區(qū)安全生產(chǎn)技術(shù)支撐體系專業(yè)中心（有限公司），主要研究安全生產(chǎn)檢測檢驗方向和安全自動化。