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未來這6大領(lǐng)域，對傳感器技術(shù)的需求大

2021-04-02 13:57:49來源：傳感器專家網(wǎng) 閱讀量：156 評論

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導讀：傳感器技術(shù)正在為智能設(shè)備和系統(tǒng)帶來令人難以置信的新功能。從用于抗擊流行病的醫(yī)療產(chǎn)品到為物聯(lián)網(wǎng)注入活力的傳感設(shè)備，利用傳感器，各行各業(yè)創(chuàng)新的應用層出不窮。

　　傳感器技術(shù)正在為智能設(shè)備和系統(tǒng)帶來令人難以置信的新功能。從用于抗擊流行病的醫(yī)療產(chǎn)品到為物聯(lián)網(wǎng)注入活力的傳感設(shè)備，利用傳感器，各行各業(yè)創(chuàng)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(chǎn)品的設(shè)計，傳感器市場已經(jīng)成倍擴大。如今的傳感器功能更強大，也更容易為產(chǎn)品設(shè)計師所接受。傳感器技術(shù)的尺寸、重量和價格也在迅速下降，同時傳感器在各大設(shè)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*互聯(lián)系統(tǒng)的重要組成部分和創(chuàng)新的關(guān)鍵驅(qū)動力。
 
　　在這個自動化、電氣化、互聯(lián)化程度越來越高的世界里，這些傳感器設(shè)備已經(jīng)成為關(guān)鍵的連接技術(shù)。
 
　　"傳感器技術(shù)將幫助我們實現(xiàn)圍繞更清潔的能源和更低碳的環(huán)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(chǔ)設(shè)施；用于收集管理、控制和安全所需的大數(shù)據(jù)；被廣泛應用于醫(yī)療市場，等等。如今，*人口老齡化正在推動家庭醫(yī)療的趨勢，且隨著大流行病的發(fā)生，市場對遠程病人監(jiān)測和診斷設(shè)備(包括醫(yī)療可穿戴設(shè)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(shù)據(jù)。"TTI公司產(chǎn)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(fā)展，很多制造商采取了擴張產(chǎn)品種類的方法，試圖通過廣泛的產(chǎn)品供應來解決廣泛的應用。
 
　　大多數(shù)擁有連接性、無源性和半導體產(chǎn)品系列的大型元件制造商都積極開發(fā)或收購專門的傳感器技術(shù)和公司。在過去的10年里，制造商重點增加技術(shù)的專業(yè)化，以拓寬他們現(xiàn)有的傳感器組合，或者為特定的終端市場增加一些專業(yè)化的產(chǎn)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(shù))出售給了Sensata Technology公司，當時該公司決定專注于工業(yè)、醫(yī)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(huán)境監(jiān)測的氣體顆粒傳感和醫(yī)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(yī)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(nèi)空氣質(zhì)量傳感的濕度傳感器Telaire系列，收購All Sensors公司專注于醫(yī)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(yè)解決方案專注于暖通空調(diào)、制冷、壓縮機和泵市場，提供一系列惡劣環(huán)境傳感器。該公司還通過收購Cynergy3進入預測性維護領(lǐng)域，后者為流體應用提供無線振動監(jiān)測和液位傳感。
 
　　二、未來五年內(nèi)，哪里對傳感器技術(shù)的需求*？
 
　　我們看到很多市場的需求都在增加，包括：
 
　　工業(yè)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(qū)動的傳感器。
 
　　環(huán)境系統(tǒng)，包括空氣質(zhì)量、暖通空調(diào)以及智能和垂直農(nóng)業(yè)。
 
　　家庭醫(yī)療、醫(yī)療可穿戴設(shè)備和遠程手術(shù)。
 
　　智慧城市、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)連接的建筑設(shè)備，包括用于安全保障的建筑監(jiān)控系統(tǒng)。
 
　　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(tǒng)。
 
　　1、傳感器如何助力工業(yè)4.0與工業(yè)IIoT？
 
　　未來工業(yè)將需要支持無線的傳感器和支持以太網(wǎng)的傳感器。自動化系統(tǒng)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(huán)境和空氣質(zhì)量的氣體傳感器，也會非常有針對性地服務物聯(lián)網(wǎng)。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(shù)。
 
　　工業(yè)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(nèi)的傳感器。這些產(chǎn)品不僅能收集數(shù)據(jù)，還能根據(jù)數(shù)據(jù)做出主動反應和控制。
 
　　2、隨著汽車技術(shù)的互聯(lián)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(jīng)在汽車上使用了很長時間?，F(xiàn)在它們正變得更小、更輕、更有效。
 
　　傳感器也同樣在快速發(fā)展，以更好地服務于更多的汽車新技術(shù)，如激光雷達、雷達傳感、內(nèi)部測量單元(IMU)和*的駕駛輔助系統(tǒng)。這些傳感器可以實現(xiàn)自主導航和提高安全性。
 
　　隨著電氣化的發(fā)展，用于電池管理系統(tǒng)的溫度和氣體傳感器也在迅速發(fā)展，以提供更強大的功能，同時在緊湊的系統(tǒng)架構(gòu)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(xiàn)，我們將看到這些技術(shù)不斷完善。
 
　　3、傳感器將如何滿足醫(yī)療需求？
 
　　是的，最初的疫情大流行病產(chǎn)生了對呼吸機中的壓力、氣流和氧傳感器的*需求。此外，用于監(jiān)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(huán)境中監(jiān)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(shù)據(jù)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(jiān)測設(shè)備，并將數(shù)據(jù)傳輸給護理團隊。
 
　　疫情使我們對引起呼吸系統(tǒng)疾病的疾病有了更高的認識。于是，現(xiàn)在監(jiān)測家庭、公共建筑、學校和智能城市基礎(chǔ)設(shè)施中空氣質(zhì)量的新產(chǎn)品被不斷開發(fā)出來。
 
　　最后，隨著新疫苗的開發(fā)，疫苗需要在極低的溫度下儲存和運輸，也需要開發(fā)更多的極低溫、低溫友好型溫度傳感器和監(jiān)測器。
 
　　4、電纜和連接器產(chǎn)品如何發(fā)展以滿足傳感器技術(shù)的需求？
 
　　隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來越多，這意味著需要支持更快的數(shù)據(jù)速率。電纜將需要EMI/RFI屏蔽，以確保可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
 
　　需要更惡劣的環(huán)境，戶外連接器可能需要IP67或更高的防護等級。在醫(yī)療環(huán)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(tǒng)。一般來說，傳感器正在使連接器和電纜更接近物理環(huán)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(huán)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(huán)，需要連接器外殼的特殊塑料。
 
　　同時，現(xiàn)在大約有10%的傳感器連接是無線的，在未來三年內(nèi)可能會增加到20-30%。無線傳感器設(shè)備為風力渦輪機、遠程發(fā)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(xié)議。創(chuàng)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(fā)新的快速鎖定推拉系統(tǒng)，如用于M12連接器的系統(tǒng)。
 
　　還有一種趨勢是轉(zhuǎn)向單對以太網(wǎng)(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(xiàn)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(jiān)測污染、臭氧、一氧化碳和空氣質(zhì)量等環(huán)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(lián)網(wǎng)應用的低功耗傳感器將出現(xiàn)，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(shù)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(xiàn)，我們會看到RFID的持續(xù)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(nèi)置監(jiān)控和報告功能。
 
　　6、為了制造這些未來的產(chǎn)品，傳感器設(shè)計人員正在努力解決哪些與材料、設(shè)計或功能有關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)？
 
　　封裝、尺寸、能耗以及在惡劣環(huán)境下工作的能力是傳感器設(shè)計者持續(xù)面臨的挑戰(zhàn)。他們還在努力開發(fā)能以更快的數(shù)據(jù)處理速度處理更高的數(shù)據(jù)速度的產(chǎn)品，將EMI干擾問題降到*，并提供更高的分辨率。
 
　　其他挑戰(zhàn)還包括處理晶圓幾何形狀、實現(xiàn)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(shè)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(xiàn)在采用微機電系統(tǒng)(MEMS)架構(gòu)，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(lǐng)域，對傳感器技術(shù)的需求大
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