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环境监测仪器仪表的发展 [原创 2010-05-06 10:44:31]   

  近年来,传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统仪器仪表产业的改造,而且可导致建立新型工业和军事变革,是21世纪新的经济增长点。

微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,目前已成功应用在硅器件上形成硅压力传感器(如上述EJX变送器)。微电子机械加工技术,包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、L1GA技术(X光深层光刻、微电铸和微复制技术)、激光微加工技术和微型封装技术等。MEMS的发展,把仪器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。传感器和多通道检测仪表,在微电子技术基础上,内置微处理器,或把微传感器和微处理器及相关集成电路(运算放大器、A/D、D/A、存贮器、网络通讯接口电路)等封装在一起完成了数字化、智能化、网络化、系统化。网络化方面,目前主要是指采用多种现场总线和以太网(互联网),这要按各行业的需求,选择其中的一种或多种,近年内{zlx}的有FF、Profibus、CAN、LonWorks、AS-I、Interbus、TCP/IP等。
    除MEMS外,新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术,如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈列红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新型量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能变送器、模糊传感器、多功能传感器等。

     多传感器数据融合技术正在形成热点,它形成于20世纪80年代,它不同于一般信号处理,也不同于单个或多个传感器的监测和测量,而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高,在信息获取基础上,多种功能进一步集成以至于融合,这是必然的趋势。多传感器数据融合技术也促进了显示仪表技术的发展。多传感器数据融合的定义概括为:把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合,采用计算机技术对其进行分析,xx多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确定性,获得对被测对象的一致性解释与描述,从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性,使系统获得更充分的信息。其信息融合在不同信息层次上出现,包括数据层(像素层)融合、特征层融合、决策层(证据层)融合。由于它比单一传感器信息有如下优点,即容错性、互补性、实时性、经济性,所以数字压力表逐步得到推广应用。应用领域除军事外,还适用于自动化技术、机器人、海洋监视、地震观测、建筑、空中交通管制、医学诊断、遥感技术等方面。

 

环境监测仪器仪表是在环境保护的基础上衍生出来的。而今社会,环保已经越来越受到世界人的重视。所以,具有环保功能的仪器仪表的研发与使用也理所当然的受到重视。但是,我国的投入力度还不够,造成了本身还满足不了社会发展的需求

    环保仪器仪表市场潜力十分巨大

    环境保护已经越来越受到各国人民的重视,我国在集中精力发展经济的同时,也将环境保护列为一项基本国策,因此,环保仪器的研发与使用也越来越多的受到重视。业内专家认为,着眼于加强环保执法力度、加快环保建设步伐、加大环保建设投资、培育环保产业这一国民经济新增长点的需要,今后环保仪器仪表工业产品市场将有大幅度增长。尤其是环保仪器仪表中,对大气环境、水环境的环保监测自动化控制系统产品的需求将十分旺盛。

    但是由于我国环境管理的基础比较薄弱,在资金的投入力度上也还不够大,致使环保产业的现实需求与潜在需求存在较大差距,作为环境保护基础的环境监测仪器仪表设备还远远满足不了发展的需求。随着我国在环保方面投资的持续增加,环保产业将成为国民经济新的增长点。据有关方面不xx统计,1998年我国环保仪器仪表及监控系统产值约为11.7亿元,到2005年增加到42亿元,而到2010年将增至110亿元。可见预见,环保仪器仪表工业将迎来前所未有的发展良机,其市场前景十分广阔。

    环保仪器仪表的主要市场需求

    环保仪器仪表主要用在环境质量监测和污染源监测等方面。针对我国的具体国情,环保主要是解决我国水环境、大气环境两个战略性和全局性的大环境生态污染问题。具体说来,环保仪器仪表的主要需求如下:

    (1)环境质量监测。目前全国环保系统及各部门、行业、企业已建监测站4000多个,从业人员6万多人,还有众多环境科研院所等。近几年正是环境科学和监测分析仪器、装备更新换代和提高水平时期。国家环保局计划在在全国装备400多个国家网络监测站;350多个环境信息中心:100个城市空气地面自动监测系统。初步计划投资15亿人民币,其中国家投资三分之二,地方投资三分之一。这不包括行业、地方和企业的监测站能力建设的投资,各部门、各地方根据环境保护任务的需要另有自己的投资计划。

    (2)污染源监测:国家要对全国1.8万个重点污染企业实施主要污染物排放总量控制和消减,以改善环境质量,因此要求1.8万个污染大户要逐步安装在线连续自动监测系统。成熟的国产仪器系统很少,而需求量比环境质量监测要大得多,主要由污染企业购买。行业主要是电力、石油化工、建材、冶金、造纸、食品和城市污水处理厂等,潜在的市场有数十亿至数百亿元。

    (3)遥感遥测仪器仪表:国家提出环境污染防治与生态环境保护并重的方针,要加强生态环境保护,必须对我国生态环境进行监测。包括对荒漠、草原、森林、海洋、农业生态环境进行监测,也需要对大气污染、水域污染(如海洋赤潮、溢油污染)及污染源进行遥感遥测,还要建立卫星地面接受系统及卫星图片解析系统,对环境生态质量现状及变化趋势进行分析,为国家环境生态保护与建设提供决策的科学依据。

    目前国内急需的环保仪器仪表主要包括:大气环境质量监测仪器及自动监测系统;以燃煤电站或锅炉为代表的烟气分析仪表监控系统;地面水环境质量检测仪表及监控系统;以城市污水处理厂和高浓度有机废水为代表的污染源监测仪表及自控系统等。

 

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