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工业物联网应用开发中使用最多的15种传感器类型

2019-12-5 15:17:44 显示全部楼层
通过将一组传感器和一个通信网络结合在一起,设备可以彼此共享信息,并正不断的改善其有效性和功能性。以特斯拉汽车为例。汽车上的所有传感器都会记录他们对周围环境的感知,然后将信息上传到庞大的数据库中。这是一个持续的过程,整个特斯拉的车辆每天都在变得越来越智能。
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工业领域已经长期使用各种传感器,但是物联网的发明将传感器的发展带到了完全不同的水平。物联网平台可以使用各种传感器运行并提供各种信息数据。它们用于收集数据,推送数据并与连接的设备的整个网络共享数据。所有这些收集的数据使设备能够自主运行,并且整个生态系统每天都在变得“更智能”。通过将一组传感器和一个通信网络结合在一起,设备可以彼此共享信息,并正不断的改善其有效性和功能性。


以特斯拉汽车为例。汽车上的所有传感器都会记录他们对周围环境的感知,然后将信息上传到庞大的数据库中。然后处理数据,并将所有重要的新信息发送到所有其他车辆。这是一个持续的过程,整个特斯拉的车辆每天都在变得越来越智能。下面让我们看一下在IoT世界中广泛使用的一些关键传感器。

温度传感器
“一种用于测量热能的设备,该设备允许检测特定来源的温度的物理变化并为设备或用户转换数据,被称为温度传感器。”
这些传感器已经在各种设备中部署了很长时间。但是,随着物联网的出现,他们发现更多设备中存在更多空间。
仅在几年前,它们的用途主要包括A / C控制、冰箱、用于环境控制的类似设备。但是,随着物联网世界的到来,他们已经在制造过程,农业和健康行业中找到了自己的角色。在制造过程中,许多机器需要特定的环境温度以及设备温度。通过这种测量,制造过程始终可以保持最佳状态。另一方面,在农业中,土壤温度对于作物生长至关重要。这有助于植物的生产,使产量最大化。

以下是温度传感器的一些子类别:


热电偶:这些是电压设备,可指示随电压变化而进行的温度测量。随着温度升高,热电偶的输出电压升高。


电阻温度检测器(RTD):设备的电阻与温度成正比,当温度上升时电阻沿正方向增加。


热敏电阻:这是一个对温度敏感的电阻,会随着温度的变化而改变其物理电阻。


IC(半导体):它们是线性器件,其中半导体的电导率线性增加,并且利用了半导体材料的可变电阻特性。它可以提供数字形式的直接温度读数,尤其是在低温下。


红外传感器:它通过拦截物体或物质发射的一部分红外能量并检测其强度来检测温度,仅可用于测量固体和液体的温度,由于其透明性,因此无法在气体上使用。

接近传感器
可检测附近物体的存在与否或该物体的属性,并将其转换为信号无需与它们接触即可,用户或简单的电子仪器轻松读取。
接近传感器广泛用于零售行业,因为它们可以检测运动以及客户与他们可能感兴趣的产品之间的相关性。立即向用户通知附近产品的折扣和特价。
车辆是另一个很大且相当古老的用例。您正在倒车,并在倒车时对障碍物感到不适,这就是接近传感器的工作。
它们还用于在购物中心,体育馆或机场等地方提供停车位。

以下是一些子类别的接近传感器:


感应传感器:感应接近传感器用于非接触式检测,以利用电磁场或电磁辐射束找出金属物体的存在。
它可以比机械开关更高的速度运行,并且由于其坚固性而显得更加可靠。


电容式传感器:电容式接近传感器既可以检测金属目标,也可以检测非金属目标。几乎所有其他材料的介电常数与空气不同。它可用于通过很大一部分目标感应很小的物体。因此,通常用于困难和复杂的应用程序中。


光电传感器:光电传感器由光敏部件组成,并使用光束检测物体的存在或不存在。它是电感式传感器的理想替代品。并用于远距离感测或感测非金属物体。


超声波传感器:超声波传感器还用于检测目标的存在或测量与雷达或声纳相似的目标的距离。这为恶劣和苛刻的条件提供了可靠的解决方案。


压力传感器
压力传感器是一种感测压力并将取决于所施加的压力水平转换为电信号的设备。
有许多设备依靠液体或其他形式的压力。这些传感器使创建物联网系统成为可能,该物联网系统监视受压力推动的系统和设备。在偏离标准压力范围的情况下,设备会将应解决的任何问题通知系统管理员。
部署这些传感器不仅在制造中非常有用,而且在整个水系统和加热系统的维护中也非常有用,因为它很容易检测到压力的任何波动或下降。


水质传感器
水质传感器主要用于水分配系统中的水质检测和离子监测。实际上到处都使用水。这些传感器在监测不同用途的水质方面起着重要作用。它们用于各种行业。
以下是使用中最常见的水传感器类型的列表。
余氯传感器:它测量水中的余氯(即游离氯,一氯胺和总氯),由于其效率高而被广泛用作消毒剂。
总有机碳传感器:TOC传感器用于测量水中的有机元素。
浊度传感器:浊度传感器可测量水中的悬浮固体,通常用于河流和溪流表计,废水和污水测量中。
电导率传感器:电导率测量主要在工业过程中进行,以获取有关水溶液中总离子浓度(即溶解的化合物)的信息。
pH传感器:用于测量溶解水中的pH值,指示其酸性或碱性(碱性)程度。
氧还原电位传感器:ORP测量可洞察溶液中发生的氧化/还原反应的水平。


化学传感器
化学传感器应用于许多不同的行业。他们的目标是指出液体的变化或找出空气中的化学变化。它们在较大的城市中发挥着重要作用,在这些城市中,有必要跟踪变化并保护人口。
化学传感器的主要用例可以在工业环境监测和过程控制中找到,有意或无意释放的有害化学物质检测,爆炸和放射性检测,空间站,制药业和实验室的回收过程等。
以下是最常用的化学传感器:
化学场效应晶体管
Chemiresistor
电化学气体传感器
氯化氯传感器
硫化氢传感器
非分散红外传感器
pH玻璃电极
电位传感器
氧化锌纳米棒传感器


气体传感器
气体传感器与化学传感器相似,但专门用于监视空气质量的变化并检测各种气体的存在。像化学传感器一样,它们被广泛用于制造业,农业和健康等行业,并用于空气质量监测,有毒或可燃气体的检测,煤矿中的有害气体监测,石油和天然气工业,化学实验室研究,制造–油漆,塑料,橡胶,制药和石化等
以下是一些常见的气体传感器:
二氧化碳传感器
呼吸分析仪
一氧化碳检测仪
催化珠传感器
氢气传感器
空气污染传感器
氮氧化物传感器
氧气传感器
臭氧监测仪
电化学气体传感器
气体检测仪
湿度计


烟雾感应器
烟雾传感器是一种感测烟雾(空气中的微粒和气体)及其水平的设备。
它们已经使用了很长一段时间。但是,随着物联网的发展,它们现在更加有效,因为它们已插入系统中,该系统可立即通知用户有关不同行业中发生的任何问题。
烟雾传感器广泛用于制造业,HVAC,建筑物和基础设施,以检测火灾和气体事故。这样可以保护在危险环境中工作的人,因为与旧系统相比,整个系统要有效得多。
常见的烟雾传感器类型
烟雾传感器会检测周围烟雾,气体和火焰的存在。可以通过光学方法或物理方法或使用这两种方法进行检测。
光学烟雾传感器(光电):光学烟雾传感器使用光散射原理触发乘员。
电离烟雾传感器:电离烟雾传感器基于电离原理(一种化学物质来检测引起触发警报的分子)而工作。


红外传感器
红外传感器是用于通过发射或检测红外辐射来感测周围环境的某些特征的传感器。它还能够测量物体散发的热量。
它们现在用于各种IoT项目中,尤其是在医疗保健领域,因为它们使对血流和血压的监视变得简单。它们甚至还用于各种常规的智能设备中,例如智能手表和智能手机。其他常见用途包括家用电器和遥控器,呼吸分析,红外视觉(例如,可视化电子设备中的热泄漏,监测血液流动,艺术史学家可以查看油漆层以下),可穿戴电子设备,光学通讯,基于非接触的温度测量,汽车盲角检测。
它们的用途不止于此,它们还是确保您家中高安全性的好工具。此外,它们的应用还包括环境检查,因为它们可以检测各种化学物质和热泄漏。它们将在智能家居行业中扮演重要角色,因为它们具有广泛的应用范围。


液位传感器
用于确定在打开或关闭的系统中流动的液体,液体或其他物质的液位或数量的传感器称为液位传感器。
像IR传感器一样,液位传感器也存在于众多行业中。它们主要用于测量燃油量,但也用于处理液体材料的企业。例如,回收行业以及果汁和酒精行业都依靠这些传感器来测量其拥有的液体资产的数量。
液位传感器的最佳用例是,打开或关闭容器中的电量监测和液位,海平面监测和海啸预警,储水罐,医疗设备,压缩机,液压储罐,机床,饮料和制药工艺,高或低液位检测等
由于传感器可以随时收集所有重要数据,因此有助于更好地简化业务。使用这些传感器,任何产品经理都可以精确地看到准备分配多少液体以及是否应加快生产。
基本的液位测量类型有两种:
点液位传感器:点液位传感器通常会检测特定的特定液位,并在感测对象高于或低于该液位时对用户做出响应。它集成到单个设备中以获取警报或触发
连续液位传感器:连续液位传感器测量指定范围内的液体或干燥物料液位,并提供连续指示液位的输出。最好的例子是车辆中的油位显示。


影像感应器
图像传感器是用于将光学图像转换成电子信号以电子方式显示或存储文件的仪器。
图像传感器的主要用途是在数码相机和模块,医学成像和夜视设备,热成像设备,雷达,声纳,媒体室,生物识别和IRIS设备中。
传感器主要使用两种类型:CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)成像器。尽管每种类型的传感器使用不同的技术来捕获图像,但
CCD和CMOS成像器均使用金属氧化物半导体,对光的敏感度相同,并且没有固有的质量差异
普通消费者会认为这是一台普通的相机,尽管事实并非遥不可及,但图像传感器却与各种不同的设备连接在一起,从而使它们的功能更加完善。
汽车行业是最著名的用途,图像在其中起着非常重要的作用。使用这些传感器,系统可以识别驾驶员通常会在道路上注意到的标志,障碍物和许多其他东西。它们在物联网行业中起着非常重要的作用,因为它们直接影响无人驾驶汽车的发展。
它们也在改进的安全系统中实现,在该系统中,映像可帮助捕获有关犯罪者的详细信息。
在零售行业中,这些传感器用于收集有关客户的数据,帮助企业更好地了解谁在实际访问他们的商店,种族,性别,年龄等只是零售所有者通过使用这些IoT传感器获得的一些有用参数。


运动检测传感器
运动检测器是一种电子设备,用于检测给定区域中的物理运动(运动),并将运动转换为电信号。任何物体的运动或人类的运动
运动检测在安全行业中起着重要作用。企业在始终不应检测到运动的区域中使用这些传感器,并且很容易注意到安装了这些传感器的任何人的存在。这些主要用于入侵检测系统,自动门控制,动臂屏障,智能摄像机(即基于运动的捕获/视频记录),收费广场,自动泊车系统,自动水槽/马桶冲洗器,干手器,能源管理系统(即自动照明,交流电,风扇,电器控制等)。
另一方面,这些传感器还可以解密不同类型的运动,从而使其在某些行业中非常有用,在这些行业中,客户可以通过挥手或执行类似操作来与系统进行通信。例如,某人可以向零售商店中的传感器挥手,以请求协助做出正确的购买决定。
尽管它们的主要用途与安全行业相关,但是随着技术的进步,这些传感器的可能应用数量只会不断增加。
以下是广泛使用的关键运动传感器类型:
被动红外(PIR):它可检测人体热量(红外能量)以及家庭安全系统中使用最广泛的运动传感器。
超声波:发出超声波脉冲并通过跟踪声波的速度来测量运动物体的反射。
微波:发出无线电波脉冲并测量移动物体的反射。与红外和超声波传感器相比,它们覆盖的面积更大,但它们容易受到电干扰并且价格更高。


加速度传感器
加速度计是一种传感器,用于测量物体由于惯性力而经历的物理或可测量的加速度,并将机械运动转换为电输出。定义为速度相对于时间的变化率
这些传感器现在存在于数百万种设备中,例如智能手机。它们的用途通常涉及振动,倾斜和加速度的检测。这非常适合监视您的驾驶团队或使用智能计步器。在某些情况下,它被用作防盗保护的一种形式,因为如果移动了应保持静止的物体,则传感器可以通过系统发送警报。
它们广泛用于蜂窝和媒体设备,振动测量,汽车控制和检测,自由落体检测,飞机和航空工业,运动检测,体育学院/运动员行为监测,消费电子产品,工业和建筑工地等。
加速度计的种类繁多,以下主要用于物联网项目:
霍尔效应加速度计:霍尔效应加速度计使用霍尔原理来测量加速度,它测量由其周围磁场变化引起的电压变化。
电容式加速度计:电容式加速度计根据两个平面之间的距离来感应输出电压。电容式加速度计也较不容易受噪声和温度变化的影响。
压电加速度计:压电传感原理正在发挥压电效应。基于压电膜的加速度计最适合用于测量振动,冲击和压力。
每种加速度计传感技术都有其自身的优点和折衷之处。在选择之前,重要的是要了解各种类型的基本差异以及测试要求。


陀螺仪传感器:
用于测量角速度或角速度的传感器或设备称为陀螺仪传感器,角速度简单定义为绕轴旋转速度的度量。该设备主要用于在3轴方向上导航和测量角速度和旋转速度。最重要的应用是监视对象的方向。
它们的主要应用领域包括汽车导航系统,游戏控制器,蜂窝和摄像头设备,消费类电子产品,机器人控制,无人机和RC控制直升机或无人机控制,车辆控制/ ADAS等。
陀螺仪传感器有几种,分别根据其工作机理,输出类型,功率,感应范围和环境条件进行选择。
旋转(经典)陀螺仪
振动结构陀螺仪
光学陀螺仪
MEMS(微机电系统)陀螺仪
这些传感器始终与加速度计结合使用。这两个传感器的使用仅向系统提供更多反馈。在安装陀螺仪传感器后,许多设备可以帮助运动员提高运动效率,因为他们可以在运动过程中接触运动员的运动。
这只是其应用的一个示例,但是,由于此传感器的作用是检测旋转或扭曲,因此它的应用对于某些制造过程的自动化至关重要。


湿度传感器
湿度定义为空气或其他气体气氛中水蒸气的量。最常用的术语是“相对湿度(RH)
这些传感器通常遵循温度传感器的使用,因为许多制造过程都需要完美的工作条件。通过测量湿度,可以确保整个过程平稳进行,并且在发生任何突然变化时,可以立即采取措施,因为传感器几乎可以立即检测到变化。它们的应用和用途可在工业和住宅领域中用于加热,通风和空调系统控制。它们也可以在汽车,博物馆,工业空间和温室,气象站,油漆和涂料行业,医院和制药行业中找到,以保护药品


光学传感器
测量光线的物理量并将其转换为用户或电子仪器/设备易于读取的电信号的传感器称为光学传感器。光学传感器受到物联网专家的喜爱,因为它们可以同时测量不同物体。该传感器背后的技术使其能够监视电磁能,其中包括电,光等。
由于这个事实,这些传感器已用于医疗保健,环境监测,能源,航空航天和许多其他行业。有了石油公司,制药公司和矿业公司的存在,他们可以更好地跟踪环境变化,同时保持员工安全。
它们的主要用途可以在环境光检测,数字光开关,光纤通信中找到,这是因为最适合于石油和天然气应用,民用和运输领域,高速网络系统,电梯门控制,装配线零件计数器和安全系统。
以下是光学传感器的主要类型:
光电探测器:它使用光敏半导体材料(例如光电管,光电二极管或光电晶体管)作为光电探测器。
光纤:光纤不带电流,因此它不受电和电磁干扰的影响,甚至在损坏的情况下也不会产生火花或发生电击危险。
高温计:它通过感测光的颜色来估计物体的温度,并且物体根据其温度辐射光并在相同温度下产生相同的颜色。
接近和红外:接近使用光感应附近的物体,而在可见光不方便的地方使用红外。

显然,物联网已经变得非常受欢迎,并且当前的趋势表明它是未来。它只是简单地帮助实现各种流程的自动化,使这些系统对于普通消费者和企业都非常有用。
随着整个平台通过融合上述所有传感器而变得更加智能,我们尚未看到该技术的全部潜力。考虑到所有测量数据均已收集并可以分析的事实,很明显,物联网在未来将变得更加智能。

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