国产传感器和仪器仪表的未来发展重点

时间:2011-08-26

 

  传感器和仪表元器件仪器仪表与自动化系统基础元器件之一。传感器和仪表元器件具有服务面广、品种繁多、需求量大等特点,其技术水平和产品质量的提高,将为我国制造业信息化奠定基础。

  现状与问题

  我国传感器和仪器仪表的技术和产品,经过发展,有了较大的提高。全国已经有1600多家企事业单位从事传感器和仪表元器件的研制、开发、生产。但与国外相比,我国传感器和仪表元器件的产品品种和质量水平,尚不能满足国内市场的需求,总体水平还处于国外上世纪90年代初期的水平。存在的主要问题有:

  (1)科技创新差,制造技术严重滞后于国外,拥有自主知识产权的产品少,品种不全,产品技术水平与国外相差15年左右。

  (2)投资强度偏低,科研设备和生产工艺装备落后,成果水平低,产品质量差。

  (3)科技与生产脱节,影响科研成果的转化,综合实力较低,产业发展后劲不足。

  战略目标

  到2020年,传感器及仪表元件领域应争取实现三大战略目标:

  ---以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域,以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象,发展具有自主知识产权的原创性技术和产品;

  ---以MEMS工艺为基础,以集成化、智能化和网络化技术为依托,加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发,使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平;

  ---以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标,加速产业化,使国产传感器和仪表元器件的品种占有率达到70%~80%,产品达60%以上。

  发展重点

  仪表元器件

  (1)弹性元件开发和完善新型成型工艺:电沉积成型工艺,焊接成型工艺;重点开发航空、航天用的低刚度、大位移、长寿命的微小型精密波纹管,高温高压阀用波纹管;研制波纹管高效成型工艺设备和性能检测仪器。

  (2)光学元件开发先进工艺:非球面光学元件设计、制造技术、光学多层测射镀膜技术和新型离子辅助镀膜技术。

  开发光纤通讯和数字成像用新型光学元件,如:微型变密度滤光片、超窄带滤光片,微透镜阵列、大面积偏振元件、非球面玻-塑混合透镜。

  (3)专用电路提高专用电路集成度和个性化服务的设计技术和制造工艺;

  应用软件固化技术,开发适合智能化、网络化传感器和仪表的信号变换、补偿、线性化、通讯、网络接口等专用电路。

  传感器技术

  随着社会的进步,科学技术的发展,特别是近20年来,电子技术日新月异,计算机的普及和应用把人类带到了信息时代,各种电器设备充满了人们生产和生活的各个领域,相当大一部分的电器设备都应用到了传感器件,传感器技术是现代信息技术中主要技术之一,在国民经济建设中占据有极其重要的地位。人的五管是功能非常复杂、灵敏的"传感器",例如人的触觉是相当灵敏的,它可以感知外界物体的温度、硬度、轻重及外力的大小,还可以具有电子设备所不具备的"手感",例如棉织物的手感,液体的粘稠感等。然而人的五官感觉大多只能对外界的信息作"定性"感知,而不能作定量感知。而且有许多物理量人的五官是感觉不到的,例如对磁性就不能感知。视觉可以感知可见光部分,对于频域更加宽的非可见光谱则无法感觉得到,象红外线和紫外线光谱,人类却是"视而不见".借助温度传感器很容易感知到几百度到几千度的温度,而且要做到1℃的分辨率轻而易举。同样借助红外和紫外线传感器,便可感知到这些不可见光,所以人类才制造出了具有广泛用途的红外夜视仪和X光诊断设备,这些技术在军事、国防及医疗卫生领域有着极其重要的作用。

  (1)MEMS工艺和新一代固态传感器微结构制造工艺:深反应离子刻蚀(DRIE)工艺或IGP工艺;封装工艺:如常温键合倒装焊接、无应力微薄结构封装、多芯片组装工艺;新型传感器:如用微硅电容传感器、微硅质量流量传感器、航空航天用动态传感器、微传感器,汽车专用压力、加速度传感器,环保用微化学传感器等。

  (2)智能化技术与智能传感器信号有线或无线探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯、自诊断等智能化技术;智能多变量传感器,智能电量传感器和各种智能传感器、变送器

  (3)集成工艺和多变量复合传感器微结构集成制造工艺;工业控制用多变量复合传感器,如:压力、静压、温度三变量传感器,气压、风力、温度、湿度四变量传感器,微硅复合应变压力传感器,陈列传感器。

  (4)网络化技术和网络化传感器、传感器网络化技术;网络化传感器,使传感器具有工业化标准接口和协议功能。

 



  
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