壓力傳感器有哪些應(yīng)用領(lǐng)域？

壓力傳感器是指利用壓力差來(lái)測(cè)量壓力的傳感器。從物理學(xué)角度講，壓強(qiáng)（Pa）是指質(zhì)量在空間上分布的分量，單位為牛頓，用N表示。從化學(xué)角度講，壓強(qiáng)（Pa）是構(gòu)成元素分子鏈中各原子間作用力與斥力的乘積。

1、汽車電子

汽車電子在近幾年得到了迅猛的發(fā)展，并逐漸取代了機(jī)械制造行業(yè)，成為汽車工業(yè)發(fā)展的一個(gè)新領(lǐng)域。目前，汽車已從簡(jiǎn)單地滿足人們出行、生活所需轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩⑹孢m、環(huán)保的交通工具，因此汽車電子成為當(dāng)今世界最具活力的新興產(chǎn)業(yè)之一。

據(jù)了解，汽車電子設(shè)備在整個(gè)工業(yè)中所占的比重越來(lái)越大，而這些設(shè)備都要通過(guò)傳感器來(lái)檢測(cè)。傳統(tǒng)的傳感器一般由一個(gè)或多個(gè)微型繼電器、微電阻和電容等組成，但隨著人們對(duì)汽車安全要求的不斷提高，傳感器逐漸向小型化、智能化和集成化發(fā)展，目前已發(fā)展到多種類型。這些傳感器可分為四大類：壓力傳感系統(tǒng)（包括加速度傳感器、力傳感器和位置傳感）；聲/光傳感器；壓力傳感系統(tǒng)（主要包括活塞式和凸輪軸式）。目前在轎車上使用最多的有四種類型：加速度傳感系統(tǒng)、力感應(yīng)系統(tǒng)、位置感應(yīng)系統(tǒng)以及加速度/力矩傳感器。

2、工業(yè)控制

工業(yè)控制中的壓力傳感器主要應(yīng)用于：

①工業(yè)設(shè)備和過(guò)程控制：如汽輪機(jī)、軋鋼、煉油、化工、紡織、鋼鐵冶金等機(jī)械設(shè)備的壓力控制，如液壓系統(tǒng)的壓力平衡閥和節(jié)流裝置等；

②機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)：如各種自動(dòng)變速器、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、起重機(jī)等等；

③食品加工系統(tǒng)：如各種肉類切片機(jī)等；

④自動(dòng)化生產(chǎn)線和自動(dòng)化過(guò)程控制：如各種包裝設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械的壓力傳感器；

⑤工業(yè)過(guò)程測(cè)量與保護(hù)系統(tǒng)：如工業(yè)用水流量測(cè)定儀等。

3、農(nóng)業(yè)

利用壓力傳感器進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉水計(jì)量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水的有效利用和控制，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量。通過(guò)壓力傳感器測(cè)得的土壤含水狀況可以直接顯示在計(jì)算機(jī)上，還可以為灌溉、節(jié)水提供依據(jù)。對(duì)于作物生長(zhǎng)而言，通過(guò)壓力傳感器獲得的植物壓力參數(shù)與其生長(zhǎng)量直接相關(guān)。在中國(guó)的許多農(nóng)田里，由于土壤水分過(guò)多或過(guò)少都會(huì)導(dǎo)致作物根部土壤的含水狀況不佳甚至出現(xiàn)死苗現(xiàn)象。所以通過(guò)安裝壓力傳感器來(lái)測(cè)量土壤含水量可以有效地減少水分浪費(fèi)及對(duì)土壤的直接傷害。同時(shí)，也可以利用壓力傳感器采集作物的生長(zhǎng)狀況數(shù)據(jù)，為作物的管理提供依據(jù)和決策參考。

4、環(huán)保

環(huán)境污染是當(dāng)今世界的熱點(diǎn)問題，各國(guó)都非常重視環(huán)境保護(hù)問題。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和城市化的同時(shí)，環(huán)境污染也成為一個(gè)亟待解決的問題。隨著社會(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)于生態(tài)保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展理念有了新的認(rèn)識(shí)，綠色經(jīng)濟(jì)、環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)。環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵在于控制污染源，就需要用到各種傳感器。例如：用于大氣污染監(jiān)測(cè)的壓差計(jì)、在線酸度計(jì)、煙氣溫度測(cè)量?jī)x、在線電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x、廢氣濃度及污染物含量測(cè)定儀、二氧化碳監(jiān)測(cè)儀等。另外還可用于各種污水處理設(shè)施和空氣凈化系統(tǒng)中，如曝氣池、氣浮池等設(shè)備中，以監(jiān)測(cè)污染物濃度為目的的各種壓力傳感器已得到廣泛應(yīng)用。

5、生物工程

生物技術(shù)在近年來(lái)有了很大的發(fā)展，但其研究與應(yīng)用還比較少，其中一個(gè)重要的原因是需要使用專門的設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)動(dòng)物，如生物傳感器等。這些設(shè)備都是用來(lái)監(jiān)測(cè)動(dòng)物體內(nèi)壓強(qiáng)、肌肉力量等物理參數(shù)，也有一些采用的是光學(xué)傳感器。隨著人們對(duì)健康與生命科學(xué)認(rèn)識(shí)的加深，對(duì)生物工程技術(shù)更是抱著一種狂熱的態(tài)度。這種情況下，為了保證設(shè)備正常運(yùn)行，需要定期測(cè)量生物工程裝置中相關(guān)參數(shù)如血氧飽和度、二氧化碳濃度、壓強(qiáng)、肌肉力量等等。但是這些傳感器也都不是什么好東西，有的用來(lái)監(jiān)測(cè)生物工程裝置中動(dòng)物的情況，有的則用來(lái)監(jiān)測(cè)生物工程裝置內(nèi)部壓力情況。因?yàn)檫@兩種傳感器都涉及到測(cè)量生物工程設(shè)備內(nèi)高壓環(huán)境及液體環(huán)境等物理參數(shù)。

6、建筑和土木工程行業(yè)

現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)中，不僅要求建筑物具有一定的強(qiáng)度和剛度，而且還要求建筑材料、結(jié)構(gòu)體系以及施工技術(shù)能適應(yīng)建筑物所承受的各種荷載，如重力、彎矩、剪力和摩擦力等。由于這些荷載在結(jié)構(gòu)中所占的比重很大，因此需要采用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)這些荷載。建筑材料中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)由于施工時(shí)需對(duì)其進(jìn)行整體澆筑，所以一般都會(huì)在其表面進(jìn)行壓力測(cè)量。由于水泥和混凝土等材料強(qiáng)度高，施工方法簡(jiǎn)便，但抗拉性能差或有收縮變形。而采用壓力傳感器就可以對(duì)這兩種材料進(jìn)行精確測(cè)量。例如鋼結(jié)構(gòu)中鋼筋和混凝土施工時(shí)，鋼筋用量會(huì)隨溫度變化而隨之變化，所以溫度測(cè)量也是一項(xiàng)很重要的指標(biāo)。

7、醫(yī)療保健行業(yè)

壓力傳感器在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用也是非常廣泛的。從醫(yī)療儀器、醫(yī)用儀表到手術(shù)器械，都離不開壓力傳感器的配合。例如：超聲波設(shè)備中，利用壓力傳感器檢測(cè)超聲波的大小和方向；超聲波清洗機(jī)、超聲顯像儀中，用壓力傳感器監(jiān)測(cè)探頭位置，以便對(duì)探頭進(jìn)行清洗、更換；手術(shù)器械上有高壓管道，用壓力傳感器監(jiān)測(cè)管道的壓力大小、方向；醫(yī)用X射線設(shè)備中使用了壓力傳感器等等。除此之外，我們還可以通過(guò)智能手機(jī) APP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控功能，比如：預(yù)約專家問診；遠(yuǎn)程給患者輸液；對(duì)病人進(jìn)行監(jiān)護(hù)、急救等。