傳感器行業(yè)未來發(fā)展呈五大趨勢
傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。人類社會(huì)對傳感器提出的越來越高的要求是傳感器技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力,而現(xiàn)代們學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)則提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。隨著科技的發(fā)展,傳感器也在不斷的更新發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的拓寬,未來技術(shù)發(fā)展將會(huì)呈五大趨勢。
第一大趨勢,開發(fā)新型傳感器。新型傳感器大致應(yīng)包括:采用新原理;填補(bǔ)傳感器空白;仿生傳感器等諸方面。它們之間是互相聯(lián)系的。結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展得較早,目前日趨成熟。結(jié)構(gòu)型傳感器,一般說它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積偏大,價(jià)格偏高。物性型傳感器大致與之相反,具有不少誘人的優(yōu)點(diǎn),加之過去發(fā)展也不夠。世界各國都在物性型傳感器方面投入大量人力、物力加強(qiáng)研究,從而使它成為一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。其中利用量子力學(xué)諸效應(yīng)研制的低靈敏閾傳感器,用來檢測微弱的信號(hào),是發(fā)展新動(dòng)向之一。
第二大趨勢,新材料的開發(fā)。傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ),是傳感器技術(shù)升級的重要支撐。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,傳感器技術(shù)日臻成熟,其種類越來越多,除了早期使用的半導(dǎo)體材料、陶瓷材料以外,光導(dǎo)纖維以及超導(dǎo)材料的開發(fā),為傳感器的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在敏感材料中,陶瓷材料、有機(jī)材料發(fā)展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密調(diào)配化學(xué)成分的基礎(chǔ)上,經(jīng)過高精度成型燒結(jié),得到對某一種或某幾種氣體具有識(shí)別功能的敏感材料,用于制成新型氣體傳感器。
美國NRC公司已開發(fā)出納米ZrO2 氣體傳感器,控制機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放,對凈化環(huán)境效果很好,應(yīng)用前景比較廣闊。由于采用納米材料制作的傳感器,具有龐大的界面,能提供大量的氣體通道,而且導(dǎo)通電阻很小,有利于傳感器向微型化發(fā)展,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步將有更多的新型材料誕生。
第三大趨勢,新工藝的采用。在發(fā)展新型傳感器中,離不開新工藝的采用。新工藝的含義范圍很廣,這里主要指與發(fā)展新興傳感器聯(lián)系特別密切的微細(xì)加工技術(shù)。該技術(shù)又稱微機(jī)械加工技術(shù),是近年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的,它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技術(shù),目前已越來越多地用于傳感器領(lǐng)域,例如濺射、蒸鍍、等離子體刻蝕、化學(xué)氣體淀積(CVD)、外延、擴(kuò)散、腐蝕、光刻等,迄今已有大量采用上述工藝制成的傳感器的國內(nèi)外報(bào)道。
第四大趨勢,集成化、多功能化、智能化。隨著集成化技術(shù)的發(fā)展,各類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn),有的已經(jīng)成為商品。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式、等類型,其中壓阻式集成化傳感器發(fā)展快、應(yīng)用廣。傳感器的多功能化也是其發(fā)展方向之一。多功能化不僅可以降低生產(chǎn)成本,減小體積,而且可以有效的提高傳感器的穩(wěn)定性、可靠性等性能指標(biāo)。傳感器與微處理機(jī)相結(jié)合,使之不僅具有檢測功能,還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、以及“思維”等人工智能,就稱之為傳感器的智能化。
第五大趨勢:智能材料。智能材料是指設(shè)計(jì)和控制材料的物理、化學(xué)、機(jī)械、電學(xué)等參數(shù),研制出生物體材料所具有的特性或者優(yōu)于生物體材料性能的人造材料。生物體材料的最突出特點(diǎn)是具有時(shí)基功能,因此這種傳感器特性是微分型的,它對變分部分比較敏感。反之,長期處于某一環(huán)境并習(xí)慣了此環(huán)境,則靈敏度下降。一般說來,它能適應(yīng)環(huán)境調(diào)節(jié)其靈敏度。除了生物體材料外,最引人注目的智能材料是形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物。智能材料的探索工作剛剛開始,相信不久的將來會(huì)有很大的發(fā)展。