傳感器技術在安全監測系統中的應用

摘 要：近年來，企業安全生產事故屢有發生，給人民群眾生命財產造成重大損失和極大威脅。這些事故也從另一個角度反映出企業對于自身的可持續發展還是不夠重視。伴隨著政府對企業的安全監督工作不斷加大，落后產能淘汰政策持續推行，因此推廣企業運用信息自動化舉措便顯得尤為必要。伴隨著網絡通信技術的不斷進步，近年來傳感器技術在安全監測系統中的應用作用日益顯著。作者根據個人安全行業的實際工作經驗，先對傳感器技術在安監系統中的應用進行論述，繼而再針對性分析傳感器技術的未來發展趨勢，希望能夠引起大家對傳感器技術的重視，通過推廣應用的方式，有效改善企業的安全現狀。

關鍵詞：傳感器；安全監測系統；引用；發展

前言

作為大量先進技術的綜合體，傳感器技術處于科學界的前沿，代表著現今最先進的安全監測技術。在大量的實際應用過程中，傳感器均能夠快速、準確的提供所需要的信息，替代了大量操作人員的實際操作，不僅保證了信息數據的采集精度，還保證了傳遞速度，以便更好地對生產中的各項參數進行測量、控制?，F階段，傳感器技術已經廣泛應用在醫藥、冶金、電力能源、石油化工、礦山等相關行業，并在主要崗位或重要裝置上扮演著極其重要的角色。作為一個國家數字化、網絡化、智能化的重要標志，傳感器技術的成熟發展已經得到了各行各業的肯定，其在各行業發揮的作用還在不斷的迅速擴大。

1 傳感器技術

在現代工業生產中為了檢查、監督和控制某個生產過程或運動對象，使它們處于所選工況最佳狀態，就必須掌握描述它們特性的各種參數，這就首先要測量這些參數的大小、方向、變化速度等等。傳感器是感知被測量（多為非電量），并把它轉化為電量的一種器件或裝置。其通常由敏感元件和轉換元件組成。敏感元件是傳感器中直接感受被測量的部分，轉換元件是將敏感元件的輸出轉換為合適的電信號部分。傳感器組成如圖1：

2 傳感器技術在安全監測系統中的主要應用

2.1 傳感器在安全監測系統中應用的必要性

由于傳感器大多使用光纖，因此說具有抗干擾能力強、抗輻射性能好、體小質輕、易彎曲等特點，因此更適合在受限空間、易燃易爆區域以及強電磁干擾等環境中應用。因此說現階段傳感器適用于絕大多數的惡劣作業環境中，能夠提供高效、可靠的監測數據。例如，在石化企業成品油罐區這種高危環境中，可以通過傳感器來進行溫度、壓力、液位、氣體濃度等信息的采集，能夠迅速將信號上傳至主控室，繼而實現對生產的安全、高效控制。

2.2 安全監測系統地重要組成

現階段傳感安全監測系統主要由網卡、監測系統采集機、二次儀表以及傳感器等網絡部件組成，具體如圖2：

2.3 傳感器的工作方式

傳感器系統地工作流程是，先通過傳感器將采集到的參數轉化為光脈沖信號，并將其通過光纖傳輸到光電轉換器，光脈沖信號通過光電轉換器轉化成為點脈沖信號的同時，再進行放大整形，傳給二次儀表，通過二次儀表對電脈沖信號的線性化處理，進行儀表的靈敏度、量程調節，以數字的形式將被測數據顯示出來。

現階段絕大多數的二次儀表都采取串行通信方式與監測系統采集機相連的方式，監測系統采集機再對二次儀表傳送過來的信息進行加工處理，繼而實現被監測參數的顯示、計量、處理以及報警等功能，從而實現自動監測的目的。最后，監測系統采集機還能夠通過網絡將監測數據傳輸到局域網中，進而實現相關數據、情況的信息共享以及自動匯報。

2.4 傳感器的安全機理

現階段傳感器的安全機理在于：先將傳感器以及傳感器的測量單元高水準安裝在監測現場，再將計算機系統、二次儀表以及光電轉換器安裝在儀表操作室內部，并使用光纜將各個部件之間有效連接，繼而再通過光電轉換器將傳感器與二次儀表連接起來，最后再通過隔離信號安全柵、電源安全柵將觀點轉換器與二次儀表連接起來，做到被測現場無電流、電壓等電信號，實現安全監測系統的無電監測，保證監測安全、高效。

3 傳感器技術的未來發展方向

3.1 新技術、工藝以及材料的應用

隨著大量先進技術的研發成功，傳感器制造過程中應用了更多的精密加工技術，大幅度提升了傳感器的性能，與此同時，由于微電子、微機械以及超精密加工技術的逐漸成熟，在傳感器的開發與制造過程中不斷普及，促進了傳感器的微型化方向發展。

作為傳感器性能提升主要依靠傳感器材料的改進，因此說要提高傳感器的技術水平離不開材料的研發。雖然現階段應用的半導體材料具有體積小、質量輕、靈敏度高、響應速度快等優點，并且在傳感器制造中占有很大比例，但是生物、高分子、智能材料、陶等新型材料的開發與應用，也改善了傳感器的性能與應用范圍，使其在實際應用中的頻率越來越高。

3.2 傳感器的多維化

現階段的傳感器只能進行單一點的數據測量，而未來的傳感器則會突破現有的監測方式，從空間上實現擴張，從時間上實現廣延，實現監測量的多元化以及監測方式的模糊識別。通過電子掃描技術的應用，我們可以將多個傳感器組合在同一設備中，繼而實現多維空間測量的突破。

3.3 傳感器的集成化

隨著監測技術的不斷發展，未來的傳感器必然會具有多點監測、多功能監測的功能，從而實現一個平面和空間的測量。此外，再通過半導體技術的應用，可以實現傳感器組成部分的集成化，也可以通過將后續電路以及傳感器集成化的方式，提高靈敏度，實現傳感器的生產自動化。

3.4 傳感器的多功能

由于現階段對生產監控的力度不斷提升，我們需要同時進行大量數據的采集與監控，因此我們就需要采用多種類型與數量的傳感器來實現監測目標。傳感器的多功能化就是要將多種信息的監測功能匯集在一種傳感器上，因此能夠在不影響系統正常運轉的前提下降低采購成本，并且實現傳感器可靠性與穩定性的提升。

3.5 傳感器的智能化

現階段智能化已經成為了一種發展趨勢，在傳感器的研發中也開始應用智能技術，創造出高度智能傳感器，并且已經取得了一定的成果。智能化傳感器能夠將信息數據的采集、處理、傳輸實現一體化，并且還通過自帶微型計算機的方式實現自我診斷、遠距離通信等功能。我們堅信未來智能化傳感器在企業生產中的應用必然會日趨廣泛，有效改善當前企業的安全生產狀況。

4 結束語

綜上所述，面臨日益嚴峻的安全生產現狀，我們必須提高安全監測系統的穩定性與可靠性，傳感器的應用對于安全監測系統來說至關重要。因此我們要加大對傳感器技術的研發力度，通過不斷應用先進技術、材料、工藝等方式，實現傳感器性能指標的不斷提升，提高安全監測效果，為企業的安全穩定發展提供充分保障。

參考文獻

[1]李永利.淺析傳感器在化工企業中的應用現狀[J].廣西水利水電，2015（12）：19-20.

[2]張洪國.芻議我國傳感器技術的常見應用問題及對策[J].自動化技術與應用，2011（2）：54-55.

作者簡介：劉軍（1982-），男，漢族，寧夏銀川市人，本科，工程師，工作單位：寧夏回族自治區安全生產技術支撐體系專業中心（有限公司），主要研究安全生產檢測檢驗方向和安全自動化。