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智能傳感器技術(shù)應(yīng)用
智能傳感器在制造工藝中的典型應(yīng)用之一，在機(jī)械制造業(yè)的數(shù)控機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代化的 CNC機(jī)床配置了高性能傳感器來檢測位移、位置、速度和壓力，可以實(shí)時監(jiān)測加工狀態(tài)、刀具狀態(tài)、磨耗以及能耗等過程，從而實(shí)現(xiàn)具有靈活性的誤差補(bǔ)償與自校正功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床智能化的發(fā)展趨勢?；谝曈X傳感器的可視化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，使數(shù)控機(jī)床的智能監(jiān)控更加方便。
智能傳感器在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用也比較多。本文以基于光學(xué)傳感的機(jī)器視覺為例，工業(yè)領(lǐng)域三大主要應(yīng)用領(lǐng)域是視覺測量、視覺引導(dǎo)和視覺檢測。通過對產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸、表面質(zhì)量、裝配效果等的測量，視覺測量技術(shù)可以確保產(chǎn)品出廠合格；視覺導(dǎo)引技術(shù)是通過引導(dǎo)機(jī)器完成自動搬運(yùn)、最佳匹配裝配、精確制孔等，從而使產(chǎn)品達(dá)到最大程度的一致性。
在高端設(shè)備行業(yè)，傳感器應(yīng)用較多的是設(shè)備維護(hù)和健康管理。作為航空發(fā)動機(jī)裝備的智能傳感器，使控制系統(tǒng)具有故障自診斷和故障處理能力，提高了系統(tǒng)應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境和精確控制的能力。以智能傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合多領(lǐng)域建模技術(shù)和新型信息技術(shù)，建立了能夠準(zhǔn)確模擬物理實(shí)體的數(shù)字孿生體，該模型能夠反映系統(tǒng)的物理特性和應(yīng)對環(huán)境的變化特性，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)性能評估、故障診斷、壽命預(yù)測等，同時基于全生命周期多維反饋數(shù)據(jù)源，在行為狀態(tài)空間快速學(xué)習(xí)和自主模擬，預(yù)測對安全事件的響應(yīng)，并通過物理實(shí)體與數(shù)字實(shí)體的交互數(shù)據(jù)對比，及時發(fā)現(xiàn)問題，激活自修復(fù)機(jī)制，減輕損傷和退化，有效避免具有致命損傷的系統(tǒng)行為。
在工業(yè)電子領(lǐng)域，生產(chǎn)、搬運(yùn)、檢測、維修等都涉及機(jī)械臂、 AGV導(dǎo)航車、 AOI探測等智能傳感器。智能傳感器在消費(fèi)類電子和醫(yī)療電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。比如智能手機(jī)中最常見的智能傳感器有距離傳感器、光線傳感器、重力傳感器、圖像傳感器、三軸陀螺儀、電子羅盤等。其最基本的功能是通過傳感器來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動傳感，通常有 MEMS加速度計、心率傳感器、脈搏傳感器、陀螺儀、 MEMS麥克風(fēng)等。智能化家庭(如掃地機(jī)器人、洗衣機(jī)等)涉及位置傳感器、接近傳感器、液位傳感器、流速控制、環(huán)境監(jiān)測、安全感應(yīng)等傳感器。
與離散行業(yè)相比，流程行業(yè)尤其在石化、冶金等行業(yè)應(yīng)用傳感器的環(huán)節(jié)和數(shù)量要多得多，整個生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、使用環(huán)節(jié)都會排放大量危險、污染氣體，需要對一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氨氣、環(huán)氧乙烷、丙烯、氯乙烯、乙炔等有毒氣體以及苯、醛、酮等有機(jī)蒸氣進(jìn)行檢測，需要大量氣體傳感器應(yīng)用于安全防護(hù)，以防止中毒與爆炸事故。另外，還需要配置大量的傳感器，包括原料配比管理、過程參數(shù)控制、設(shè)備運(yùn)行和健康管理等。