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电子传感器技术的发展趋势

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-08-29 1:03:47 * 浏览: 4
电子传感器技术的发展:众所周知,电子技术一出现,它就被用于制造摄像头和扬声器,从而扩展了人类的视觉和听觉功能。但是其他三种感官,气味,味道和触感却远远落后。但是,今天不再如此。实现气味,味道和触觉功能的电子系统正在迅速发展。同时,新技术的出现,特别是生物芯片的出现,有望大大扩展这三种感觉的能力。 [孝感高温熔体压力传感器有限公司15172194641]一,嗅觉系统nbspnbspnbspnbspnbsp嗅觉系统电子感测器广泛用于电子鼻的开发和应用,其中英国以其强大的人力资源和全球领先地位。作为英国基金会的苏格兰高地研究基金会,科学研究组的研究员乔治·多德(George Dodd)被公认为电子嗅觉系统的开拓者。他于1980年在华威大学首次开发了这样的系统。电子鼻由传感器阵列组成。阵列中的每个传感器都覆盖有不同的导电聚合物,该聚合物具有选择性吸附化学物质的能力。吸附将改变材料的电导率,从而产生可测量的电信号。阵列中所有不同传感器生成的信号模式代表特定的气味特征,可以通过与已知气味数据库进行比较来识别各种气味。大多数嗅觉系统使用类似的原理。英国的多家公司正在开发或销售该系统。例如,Osmetech已在英国新千年标记大楼中使用此系统来检测与小便池感染有关的六种细菌。 nbspnbspnbspnbsp英国Neotronics公司几年前开发了电子鼻产品eNose5000,现在推出了在线实时系统ProSAT,该系统标志着电子鼻已经走出实验室并进入了实际工作环境。 ProSAT可以适应各种不同的传感器技术,从导电聚合物到金属氧化物半导体(MOS)技术以及体声波和表面声波设备。它主要用于食品加工,发酵和酿造以及在线水监控,医疗系统和火灾探测等。nbsp英国诺丁汉大学食品科学系基于质量原理开发了一种新的电子嗅觉系统。光谱法。该系统可以分析一个人进食时鼻子里闻到的气味,并用于解决如何生产不同种类的好食物,例如,生产具有更好气味的低热量食物。该系统目前正在销售中。另一个最近开发的电子鼻是美国加利福尼亚理工学院开发的Cyranose230,它是一个由32个传感器组成的手持单元。经过“训练”后,它可以闻到特定类型的大米,不仅可以分辨出大米的类型,还可以表明其起源。二,味觉系统与气味密切相关的感觉是味觉。一些外国研究人员正在努力开发一种电子舌头,这种舌头可以尝尝各种解决方案。美国德克萨斯大学的研究结果已经开始转移到诊断仪器的商业化生产阶段。该电子舌由网状硅片组成,该硅片是通过微机械加工工艺制成的,内部带有一些小颗粒。与小颗粒接触的是化学传感器,它通过改变颜色对刺激做出反应。因此,硅芯片被放置在光源和成像传感器之间。该原型设计用于测试酸度和粘度。由于每个传感器可以响应不同的物质,因此会产生红色,绿色和蓝色的组合。它可以同时分析几种化学成分。正是这种传感器的多功能性使其适用于测量和分析包含各种生物和非生物化学成分(包括毒素,药物,代谢产物,细菌和血液制品等)的溶液。俄罗斯圣彼得堡大学开发的电子舌可以识别不同类型的软饮料和酒精h各种咖啡并分析血浆成分。处理由电子舌产生的数据与获得化学结果一样重要。由于电子舌矩阵中有多达40个传感器,因此在多组件环境中的每个传感器都会产生复杂的响应,因此必须进行多维数据处理和不同模式识别方法的实现,例如人工神经网络。网络或多变量校准系统等。每种数据处理方法都有其自身的优缺点和局限性,因此必须仔细考虑以获取可靠的食品和分析结果。电子测试的基本目的是对物质进行评估,幸运的是,我们可以闻闻和进食,就可以进行实时评估。这种类型的系统的潜在应用绝不限于食品卫生的明显领域,而是还可以用于医药,生物技术和许多其他工业领域。例如,普渡大学开发的新型生物芯片通过电子电路与生物材料结合。具有非常广泛的应用。孝感高温熔体压力传感器有限公司15172194641仅在几个月前发布的新生物芯片可能会改变过去的许多检测和诊断方法。基于这种蛋白质匹配技术及其首次非实验室应用,将开发出一类李斯特菌病原体,该病原体在1999年杀死了500人,并导致了数千种严重疾病。这种芯片可以在许多领域实现快速诊断,并可以实时检测食物中毒。它与当今需要人工种植食物样品的方法完全不同。其他应用包括发现空气中生化武器的释放,常见疾病的诊断,农作物疾病的检测以及民间药物中有益的生化成分的发现。蛋白质就像一把锁,只有一把钥匙才能打开它。静电吸引的方法可以将蛋白质固定到生物芯片上。在生物芯片内部,从通道中蚀刻出硅基板,以确保化学物质可以从输入端到达涂有蛋白质试剂的薄电极上。当所需的关键分子与蛋白质试剂接触时,电极阻抗会下降,并且触发的蛋白质试剂可以由计算机读出。该芯片包含一系列通过通道连接的孔。它由具有氧化表面的硅晶片通过光刻工艺制成,然后用玻璃密封。包含测试样品的液体通过连接到芯片的管子被泵入通道,通过该管子可以观察到荧光示踪剂分子。 nbspnbspnbspnbsp3。触觉系统nbspnbspnbspnbsp触觉也正在被人工模拟。美国伊利诺伊大学的研究人员正在开发一种像头发一样的触觉传感器。众所周知,许多动物和昆虫可以用头发区分许多不同的事物,包括方向,平衡,速度,声音和压力。该人造头发由柔性玻璃和多晶硅制成,并通过光刻工艺从硅基板上蚀刻出来。这种大型的人造毛发阵列可用于太空探测器,其探测周围环境的能力远远超过了当今的任何现有系统。 NASA目前正在积极参与这项研究。这种传感器的最大挑战是它生成的数据量。为了避免这个问题,研究人员首先研究并模仿了我们自己的触觉系统的工作。他们知道每个手指有大约200条神经和表皮的复杂纹理,因此它产生的数据量非常大,以至于大脑难以处理。但是由于皮肤的弹性就像一个低通滤波器,它可以过滤掉一些细节,因此简化了大脑的这个过程并且是可行的。他们正在从这一事实中学习,以解决人造头发数据量过大的问题。