/ 發布日期：2017/10/31/ 瀏覽次數：130

本篇將延續Frost & Sullivan對創新技術發展對工業感測器應用影響的論述，下列將分述三種感測器：氣體感測器、聲波與震動感測器以及加速器與傾斜感測器的發展。

三、氣體感測器發展
(一) 奈米氣體與微機電系統(MEMS)氣體感測器將影響工業發展：
為了保護暴露在有害氣體環境工作的人員(如石油或石化產業)，需要監測氣體濃度與辨認洩漏氣體。運用無線感測網絡蒐集相關數據，並整合石油與天然氣等產業參數，以大數據進行分析以降低環境風險與提高安全性。
傳統的電化學感測器或金屬氧化物半導體較龐大，且多用於偵測特定幾種類別的氣體，為能加速工業應用，需要更小、能偵測多種氣體個別濃度、低能耗與高準確度的氣體感測器。
(二) 關鍵發展與創新：
1.鉿(Hafnium)感測器：荷蘭Delft University研發出以鉿為材料的感測器，能在10−7大氣壓力下偵測到氫。
2.非分散式紅外線(NDIR)感測器：BAS Holdings LLC開發一款非分散式紅外線感測器可監測氣體洩漏情況，其低功率(<1 mW)讓使用期限可超過10年。
3.低耗能感應器：英國Monicon公司推出的S500L氣體感測器能提供處在可燃氣體環境的警告，可結合半導體非分散式紅外線技術，且僅需4-20mA電壓。
4.多氣體感測：美國AerNos開發AerCNT專利技術以奈米技術偵測多重氣體，濃度可達十億分之一(ppb)。
5.聚合物感測器：瑞士Pewatron開發的極小型ES1固態高分子電解質(Solid Polymer Electrolyte)感測器能偵測氧氣、氫氣與揮發性有機化合物等氣體，其電化電池由聚合物與化學物質組合而成。
6.天然氣感測：瑞士Bright Sensors的微機電系統感測器可偵測天然氣的動態黏度(dynamic viscosity)，以量測目標物的燃燒特性。

四、聲波與震動感測器發展
(一) 預測分析與智慧感測器將影響工業發展：
具有分析功能的智慧型感測器能利用網路通知工作人員機器的情況，搭配無線感測器，將能進行遠端監測，可減少汰換與停機監測的成本。
約82%老舊機器設備的故障是無法預測的，透過監測老舊生產設備(如馬達與轉軸)的振動情形，並將資料傳輸至中央系統分析，可進行預防性的維護與排程規劃。此外，超音波與聲音感測器在非破壞性測試、液體檢測與變壓器監控等方面的工業應用，可較傳統設備有更高的準確度且能在惡劣環境下運作。加以精巧的微機電系統，將可減少設置空間與提高準確度。
(二) 關鍵發展與創新
1.無線感測：美國TDG Technologies開發的無線振動與溫度感測器martHAWK可進行維護預測，此儀器能傳輸工業設備的資料並提供從業人員應採取進一步行動的警告。
2.分散式聲音感測：OptaSense開發出特有的聲音感測光纖電纜，以網絡方式運作的感測器能偵測與傳輸溫度、壓力與地震等資訊，並能以DxS視覺化軟體即時觀測發生的異常情況。
3.微機電系統：飛利浦公司的超音波微機械電容轉換器可在-40至+250℃溫度與500 kHz至50 MHz頻率下運作，這些設備具有抗摩損特性與化學堅固性。當設備檢測到超音波時，薄膜就會振動，並改變電阻。
4.非接觸式感測：瑞士公司Baumer設計一系列用於量測距離的超音波感測器，能量測卷軸直徑的厚度與辨認物體堆疊高度，並能在溼度高與能見度低的環境下辨認物體的相關資訊。

五、加速器與傾斜感測器發展
(一) 感測器整合與需求成長驅動發展機會：
傳統設備較難準確量測磁場方向與強度的變動，可運用磁力(magnetic)感測器量測不同磁場條件下的角度。依3D加速度器、3D陀螺儀與3D磁力儀各自特性，透過線性動態感測與角速度(Angular Velocity)感測，可作為提高動態追蹤的精準度、機器控制與虛擬實境的工業訓練。微機電系統加速器與陀螺儀能在各種溫度下運轉，正逐漸替代傳統的大型加速器與陀螺儀。異磁阻(Anisotropic Magneto-Resistance)感測器能應用於自動化引擎管理、防鎖死剎車系統(ABS)、液體與角度感測，巨磁阻(Giant Magneto-Resistive)感測器則能應用於工業角度、速度與定位感測，穿隧式磁阻(Tunneling Magneto-Resistance)感測器則感測角度與位置，以及旋轉速度。
(二) 重要發展與創新：
1.非接觸式感測器：Piher Sensors & Controls開發非接觸霍爾效應(Hall effect)角度位置感測器，量測角度達360度。
2.高靈敏度儀器：Hansford Sensors Ltd.開發三軸振動監測器HS-173R，可同時測量三個方向的振動。
3.低電壓感測器：日本村田製作所(Murata Manufacturing Co., Ltd)開發超小型模擬輸出異磁阻感測器，能運用於旋轉與位置偵測。
4.磁性感測器：德國Sick AG公司開發的磁性感測器能偵測120mm距離的磁性變化，可應用於爆炸等惡劣環境。
5.微機電系統儀器：美國Analog Devices Inc公司開發的三軸ADXL344加速器可作為傾斜感測應用，該設備使用串列週邊介面(SPI)或積體電路匯流排(I2C)數位界面進行通訊，能在機器故障或電源故障期間偵測物體移動。