[转帖]新型传感器研发的重点领域

基于MEMS技术的新型传感器
   
   　　微传感器(尺寸从几微米到几毫米的传感器总称)特别是以MEMS(微电子机械系统)技术为基础的传感器已逐步实用化，这是今后发展的重点之一。
   　　微机械设想早在1959年就被提出，其后逐渐显示出采用MEMS技术制造各种微型新型传感器、执行器和微系统的巨大潜力。这项研发在工业、农业、国防、航空航天、航海、医学、生物工程、交通、家庭服务等各个领域都有巨大的应用前景。MEMS技术近十年来的发展令人瞩目，多种新型微传感器已经实用化，微系统研究已处于突破前夜，创新的空间很大，已成为竞争研究开发的重点领域。
   　　MEMS器件主要分为惯性测量、压力测量、微流量、光MEMS、射频MEMS以及其它MEMS器件等多种类型及品种，而目前市售的MEMS器件主要有5种：压力传感器、加速度传感器、微型陀螺、喷墨头、硬盘驱动头。销售最多的是IT领域的喷墨头、硬盘驱动头和汽车领域中的压力传感器、加速度传感器、微型陀螺。而用于生物、化学测试系统的Lab-onchip和其他类型生物芯片则刚刚显露出巨大的潜力。
   　　预测认为，MEMS器件在21世纪初，其年销售额将以20%-30%的速度增长，2003年销售额将达到115亿美元。
   
   　　生物、医学研究急需的新型传感器
   
   　　21世纪是生命科学世纪，特别是人类基因组计划的研究大大促进了对生物学、医学、卫生、食物等学科研究以及现代科学仪器制造所急需的各种新型传感器的研究开发。不仅要求多种生物量传感器如：酶、免疫、微生物、细胞、DNA、RNA、蛋白质、嗅觉、味觉和体液组份等传感器，也需要诸如：血气、血压、血流量、脉搏等生理量传感器的出现和实用化；还要进一步实现这些功能的集成化、微型化、研制出“Lab-onChip”微分析芯片，使许多不连续的分析过程连续化、自动化，完成实时、在位分析，实现高效率、快速度、少耗样、低成本、无污染、大批量生产的目标。
   
   　　新型环保化学传感器
   
   　　保护环境和生态平衡是目前我国的重点任务之一，实现这一目标必须对江河湖海进行水质检测，这就需要测量污水的流量、自动比例采样、PH、电导、浊度、COD、BOD、TP、TN、矿物油、氰化物、氨氮、总氮、总磷以及金属离子浓度特别是重金属离子浓度等，而这些参量检测的多数传感器我们尚不能实用化，甚至尚未研制。
   　　大气监测是环保重要方面，主要监测内容有：风向、风速、温度、湿度、工业粉尘、烟尘、烟气、SO2、NO、O3、CO等，这些传感器中大多数亟待开发。
   　　目前全国已建检测站4000多个，环境科研院所几百个，“十五”期间要装备400多个国家网络监测站，350多个环境信息中心，100多个城市空气质量地面自动监测系统，时刻监测着大气污染；有100多个国控水质监测系统，需要监测水质；国家要对18000个重点污染企业安装在线连续自动监测系统。这些说明研究开发环保新型化学传感器的任务是多么迫切和艰巨。
   
   　　工业过程控制和汽车传感器
   
   　　我国工业过程控制技术水平还很低，汽车工业也正在迅速发展，为适应这一形势，重点开发新型压力、温度、流量、位移等传感器，尽快为汽车工业解决电喷系统、空调排污系统和自动驾驶系统所需的传感器都是十分迫切的任务。
   　　我国的汽车工业发展加快，估计2010年将达600万辆的生产能力，若每辆车用10只传感器，将需6000万套传感器及其配套变送器和仪表。
   　　一个现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用传感器的水平和数量。通常达30余种，多则达百种。对温度、压力、位置、距离、转速、加速度、姿态、流量、湿度、电磁、光电、气体、振动等等各种信息进行实时准确测量和控制不可缺少。随着我国汽车工业发展、开发和应用汽车传感器，实现汽车传感器国产化势在必行。