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倾角传感器原理及市场现状浅析

2016-10-01

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今年七月,上海大悦城摩天轮在运营中,20号吊舱发生倾斜和摇摆现象,经查,故障原因为20号吊舱倾角传感器发生故障,致使吊舱朝一个方向倾斜,倾斜角度约10度,触发吊舱安全保护功能,吊舱伺服驱动系统断电,吊舱在复位过程中由于重力作用产生摆动,对乘客产生了影响。倾角传感器作为一种安全保障元件,能在发生异常时自动检测、发出警报,以免危险进一步可扩大。那么倾角传感器究竟是什么?它是怎么工作?又有何应用呢?今天,小编带你了解下。

倾角传感器迈出新步伐 中国市场潜力无穷

倾角传感器是什么?

倾角传感器,又名为水平传感器、水平仪、倾角仪,是角度传感器的一种,用于检测系统的水平度,由于双轴倾角传感器可同时完成两个方向的水平度测量,因此可用于检测整个被测面的水平度。

倾角传感器工作原理

倾角传感器根据工作原理的不同可分为“液体摆”式、“固体摆”式和“气体摆”式三种,但这三种倾角传感器都是基于牛顿第二定律的基本理论来完成的。牛顿第二定律告诉我们,我们无法在一个系统内部对速度进行测量,但我们可以对其加速度进行测量,在初速度已知的情况下,可以通过积分的方法得出线速度,进而求得其直线位移,因此倾角传感器实际上是一种利用惯性原理的加速度传感器。而当倾角传感器处于静止状态时,它只受重力的作用,因此其重力垂直轴与传感器灵敏轴间的夹角便为所求倾角。

倾角传感器应用

倾角传感器在各领域都有着广泛的应用。应用于农用翻斗车可为驾驶员在坡度道路上的安全行驶提供可靠数据;应用于塔式起重机可为防倾翻监控提供数据支持;应用于板式传送机可直接对传送机当前倾斜角度进行测量,从而大大简化了安装过程;应用于数控机床可实现对其几何精度的准确控制;除此之外,倾角传感器在高空作业车、汽车四轮定位、卫星通讯车姿态检测、船舶航行姿态测量等过程中都有着相当重要的应用。

而在现代安防中,无人机、智慧井盖也有倾角传感器的应用。在无人机中,倾角传感器,集成了陀螺仪和加速度计为飞行控制系统提供保持水平飞行的数据。这是在易碎品运输和投递过程中最重要的稳定性监测应用程序。这类传感器和陀螺仪,结合加速度计,能够测量到细微的运动变化,使得倾角传感器能够应用于移动程序,如汽车或无人驾驶飞机的陀螺仪补偿。

在智慧井盖中,采用行程开关或倾角传感器的井盖被偷后,系统会马上发出报警信息,管理人员只需打开手机,就能在电子地图上实时查看井盖的具体位置与异常状态,第一时间安排工程人员查看、维修。今年,北京亦庄,3500个这样的智慧井盖式上岗。

倾角传感器市场趋势

倾角传感器相对于其他传感器而言数量少,科学技术领域先进,所以价格较高,前几年中国的市场需要的传感器大多数通过外国进口的,可价格高,所以设备的成本较高,随着中国科学技术的发展,越来越多的研发人员投身于倾角传感器的研发中,导致现在中国的倾角传感器技术迈出了崭新的一步,中国自2005年需要8-10亿直传感器,到今天的14亿,每年的倾角传感器的需求量都要递增21%。可见倾角传感器在中国的市场是存在着无穷的潜力。

一、利用新发现的现象、效应

倾角传感器本来就是基于一系列效应制造出来的,目前应用的效应很多,比如压电效应、压阻效应等等,还有一些效应是我们未知的,等着我们去认识。

二、采用高新技术

随着计算机、电子技术以及制造加工技术的发展,倾角传感器也进入高速发展时期,这些技术都是开发和设计倾角传感器的基础。高科技含量的倾角传感器是未来产业化的一个方向。

三、新材料的开发

倾角传感器的感应元件、传感器保护的基础都是各种材料,随着人们对新材料性能的掌握,将大大促进倾角传感器的发展。近年,广泛应用的材料有陶瓷、光纤、高分子有机材料等。

四、不断提高传感器的性能

影响倾角传感器的性能因素很多,有系统的,还有检测的。随着检测技术跟精密制造的发展,这方面也将得到大大提高。

五、传感器应用的扩展

物联网的横空出世,倾角传感器应用也在不断拓展。近些年,地震灾害、海啸灾害、食品危机不断,对研究人员来说,也是个挑战,开发出各种传感器检测这些现象的发生,及早预警。

六、传感器的集成化和多功能化

以前的倾角传感器一般只能检测一种物理量,一个系统光传感器就需要很口。现在,已经出现了多功能和集成化的传感器,比如温湿度和检测各种气体的集成传感器,这也将是以后发展的一个趋势。

七、微型与低功耗化

有些精密仪器或设备,体积本身就小,还需要接上各种倾角传感器进行感知和控制,这也对倾角传感器提出了更高的要求。



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