為什么說傳感器要實現智能化也要實現傳感器的國產化?因為傳感器被廣泛應用于不同的工業領域,對其耐溫度、濕度、酸堿度的要求也各不相同,功耗、尺寸都將受到嚴格的限制,比如零下60℃的極端環境就是一大挑戰。我們要實現“中國制造2025”重點領域技術路線圖的要求,到2020年智能光電傳感器、智能接近傳感器、中低端視覺傳感器、MEMS傳感器和芯片,光纖傳感器的國產化率要提高到20%。所以,我國智能制造傳感器的國產化該從哪里切入?
國內的感應器不如國外?
其實現在智能化工廠的運作,說白了就是數據的采集、分析與處理,傳感器在每一個環節中都扮演著重要的角色。“80年代我剛來到工廠時,的確使用了不少日本進口的感應器。目前,從壓力、溫度、流量監測等數據采集方面的傳感器,到涉及生產、經營過程中的各類大型設備和中央控制系統傳感器,基本實現了國產化。
但是對于一些特殊的部件,如需要耐高溫高壓的傳感器,國產產品的可靠性,穩定性,還存在一些差距。但是我覺得這并不完全是技術層面的問題,傳感器生產企業應該在管理、品控方面多做一些努力。
對當今的智能制造來說,傳感器已不僅僅是采集數據的眼睛和耳朵,而是高端制造、過程控制、網絡操作的大腦和心臟。塞迪集成電路產業研究中心副主任林雨指出:“各行業之間存在著巨大的鴻溝,對于像石油化工等流程工業而言,新一代工業傳感器需要用到,但在高端制造業中,傳感器的國產化程度很低。
新的高端工業傳感器還需要依靠進口。
在今年初,我國第一個面向工業4.0的智能工廠解決方案和示范生產線誕生。本項目利用中科院沈陽自動化研究所自主開發的WIA-FA技術(目前是世界上唯一一種面向工廠高速自動控制應用的IEC無線技術國際標準),與一系列前沿核心技術相結合,具有極高的靈活性和智能化。而在傳感器上的應用,主要還是進口產品。
“在航天、軍工等領域,為實現自主安全可控,可在當地生產、研發部分高端傳感器。但適用于工業領域,目前還是購買進口商品比較劃算。」有關負責人對記者表示,“高端電機、視覺、力覺等高附加值傳感器在我國還無法大規模生產,只能依靠進口。為追求整個系統的一致性和可靠性,很多傳感器連帶也要采用進口產品。”
在“中國制造2025”重點領域技術路線圖中,我們可以看到一些端倪。智能化制造業的核心信息設備已躋身十大重點領域,其中新一代工業傳感器將于2020年實現智能化光電傳感器、智能接近式傳感器、中低端視覺傳感器、MEMS傳感器及芯片,光纖傳感器的市場份額達到20%。
“無論是工業機器人還是生產線,反應容器,CNC機床,以及標準智能制造設備和非標準化設備的基礎,都是由許多傳感器共同整合而成。“早期,我國的智能制造設備大多引進國外,成本較高。隨后,國內設備企業引進、消化、自主生產,但為方便選型和設備運行的穩定,傳感器一般還是采用原廠產品。
相對于消費類電子等民用領域,智能制造工業傳感器在精度、穩定性、抗沖擊、抗沖擊等方面都提出了更高的要求。“工控要保證零誤差,傳感器不僅要能實時通訊,而且要夠精確,對于民用領域的‘丟包’,絕對不能容忍。林雨表示,“傳感器應用于不同的工業領域,對其可承受的溫度、濕度、酸堿度等都有不同的個性化要求,耗電量、尺寸都將被嚴格限制,比如零下60℃極端環境就是一個巨大的挑戰。
工業界的傳感器不僅性能指標要求很高,而且種類很多。工業傳感器按功能分為光電、熱敏、氣敏、力敏、磁敏、聲敏、濕敏等幾類。本文以工業機器人為例,涉及到的主要傳感器有:三維視覺傳感、力矩傳感、碰撞檢測器、安全閥、焊接縫跟蹤傳感器、觸覺傳感器等。
深圳市力準傳感技術有限公司專業研發生產高精度測力傳感器。主要產品有微型拉壓力傳感器、多軸力傳感器、扭矩傳感器、環形傳感器、微型位移傳感器、壓力變送器、液壓傳感器、拉桿式拉壓傳感器、柱式傳感器、軸銷類傳感器、S型傳感器、稱重類傳感器、變送器/放大器、控制儀表、以及手持儀等力控產品達千余種產品。
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