传感器调研报告(3)

传感器的介绍

一、发展历史

在人类社会全面进入信息电子化时代的21世纪，作为信息科技技术最前端技术的传感器与检测技术，将成为本世纪信息科学技术领域争夺的一个制高点，传感与检测技术即传感器，主要研究力、压力、压变、位移、容量、液位、流量、温度、湿度、转速、加速度、角度、厚度、胀差、荷重等各种非电量，故也称为非电量的电测技术，它是工程信息检测领域中的应用技术，在微电子技术和计算机高速发展的今天，这种非电量的检测技术呈现出许多明显的优势，是现代检测技术的主体。

传感器技术在近30多年获得了前所未有的高速发展，欧美等发达国家早在20世纪80年代就将传感器列为优先发展的新技术，目前世界上规模化从事传感器研究和生产的厂家在欧洲、美国、俄罗斯各有1000余家，日本有800余家，全球共有5000多家。近十几年来，持续稳定的增长之势向前发展，每年的增长率达到10%以上。全球传感器在2008年的总销售额已经超过500亿美元，并且此销售额会持续增长。

我国也在20世纪80年代末将传感器列入国家高新技术发展的重点，近30年来，经过技术攻关和产业化建设，目前全国从事传感器研制和生产的单位有2000余家，传感器产量年增长率超过15%，2009年销售额达430亿元。但我国在此行业总体技术水平与几个发达国家相比还是相对落后，规模较小，且传感器的应用有一定的狭隘性，应用领域不够广泛。而且从各学科技术平衡发展的角度看，我国的传感器技术仍落后于通信技术和计算机技术的发展速度，在很多科学领域尚不能满足要求，为了我国信息科学技术的高速发展，为了在未来世界的物联网中有话语权，我国传感器技术的发展至关重要。

近年来，电涡流检测技术越来越多的受到无损检测工作者的青睐，同其他无损检测技术相比，它具有非接触、无污染、操作方便等特点。这项基于电磁感应原理的一种新兴检测技术，通过利用麦克斯韦方程及其边界条件对处于敏感探头形成的电磁场中的被测金属导体及其周围空间区域列出方程并进行求解，对探头线圈的阻抗特性的变化与被测体各影响因素之间的关系加以确定。

电涡流现象的发现可追溯到1831年，法拉第发现了电磁感应现象，1879年，休斯记录下了当线圈靠近具有不同电导率及磁导率的金属导体时，其本身特性的变化情况，但直到第二次世界大战，电涡流效应才被实际用于金属导体材料的探测，如地雷的探测。20世纪50及60年代，工业应用，尤其是航，空及原子能应用方面的需求，带动了电涡流传感器技术的快速发展。期间美国本特利公司和德国的Rentique研究所相继研究了电涡流传感器原理，并逐步发展出了产品及仪器。目前，电涡流检测方法及传感器已经成为一种精确度高、应用广泛的传感器。

上世纪60年代，我国就开始发展涡流检测技术。当时，冶金、航空和有色金属等行业就已经开始采用涡流来检测成型金属管材的表面缺陷，但因涡流检测技术发展不足，在分辨率和可靠性及抑制干扰等方面存在缺陷，检测仅仅局限于导电材料的表面，使得涡流检测在各工业部门的应用一度不如超声、射线和磁粉等方法。直到80年代后期，才取得一定突破，90年代以来，国内涡流检测生产单位已达到十余家，其应用领域更是扩展到航空航天、核工业、电力、石油、化工、机械、冶金等部门。随着工业生产和科学技术发展对电涡流检测技术的要求日益增高，电涡流检测技术及传感器的应用将会越广泛。