致远软件 > 新闻中心 > 技术新闻 >

传感器

传感器为机器增添了“五官”,极大增强了机器对环境的状态感知能力,物理空间信息加速数字化。

 

没有“状态感知”机器无法成为智能机器(即使实现了“状态感知”,还要同时具备其它条件才能实现)。要实现“状态感知”,就需要各种各样的“感应器件”。无论是智能制造、工业4.0、工业互联网还是物联网,都离不开形形色色的传感器。

 

传感器由国标GB7665-87加以规范和定义:“能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。其中的“可用输出信号”是指便于加工处理、便于传输利用的电信号。一般传感器都是由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。

 

敏感元件,就是“具有感应功能的物质”作为“感应器件”的“效应物质”。因此,传感器是由有“具有感应功能的物质”的“效应物质”发展而来的。没有科学效应(物理效应、化学效应等)物质作为感应器件,就没有传感器的存在。

 

常见的传感器有热敏传感器、光敏传感器、温敏传感器、力敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器、声敏传感器、磁敏传感器、味敏传感器、放敏传感器共计十大类。各式各样传感器如图2所示。

重磅深度|智能制造的五个基本特征

图2 各式各样传感器(图片来自网络)

 

近年来工业互联网/工业物联网的发展实践证明,高性能机器设备、低成本传感器、工业网络、因特网、工业大数据采集及分析技术的组合,可以有效提高现有产业的效率和效益,产生新技术、新模式和新业态。其中的关键因素之一,就是低成本的传感器。近年来,传感器技术取得了跨越式的发展,新型传感器层出不穷,成本不断降低,性能不断提升,已经成为了传感器行业的研发常态。正是因为传感器成本的不断降低,降到了可以大规模部署的成本线上,传感器的大规模应用才能成为企业的选择。

 

GE公司在传感器的应用方面有很多可以借鉴的经验。早在2005年,GE旗下飞机发动机公司改组为GE航空,就开始了经营模式的转变。公司原有业务只是生产航空发动机,后来通过在飞机上安装众多的传感器,实时采集飞机的各种参数,通过大数据分析技术为航空公司提供运维管理、能力保证、运营优化和财务计划的整套解决方案,以及提供安全控件、航行预测等各类服务,为企业产生了很好的经济效益。

 

以意大利航空为例,GE为他们每架飞机上安装了数百个传感器,可以实时采集发动机的运转情况、温度和耗油量等许多数据,利用GE的软件进行海量分析后,精准地给出理想的操控方法,只此一项,意大利航空145架飞机一年就节约了1500万美元的燃油成本。通过这些数据,还可提前预测发动机故障的可能,做出前瞻性的预防维护,避免因为机器故障造成航班延误、成本增加,甚至是更大的安全事故。

2013年1月,GE在纽约一家电池生产企业里共计安装了1万多个传感器,用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据,而工厂的管理人员可以通过iPad获取这些数据,从而对生产进行监督,有效地优化生产资源的配置。

传感器低价普及,无疑为新工业革命降下了一个巨大的成本门槛,架起了从物理空间顺畅抵达数字空间的彩虹桥,让时空信息源源不断地化作比特数据流。