光電檢測技術(shù)在監(jiān)測中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢論文-資料下載頁
2025-06-18 21:56本頁面
【正文】 如激光器，光電探測器，太陽電池如等方面都需要光電結(jié)合。這就是早期的光電子學(xué)。隨著光電子學(xué)的發(fā)展，人們研究完全利用光來處理信息，于是誕生了光子學(xué)。所以可以說，先有了光電子學(xué)，又有了光子學(xué)。而最終的發(fā)展會是光電的再次統(tǒng)一，即更高一個層次上的光電子學(xué)?，F(xiàn)在正在發(fā)展單電子技術(shù)和單光子技術(shù)，那時信息的載體不再是束流，而是單個的粒子。光子和電子都是利用量子力學(xué)的概念，區(qū)別只是波長不同而已。我想我們在二十一世紀(jì)肯定會走到這一步。那時既不能叫光子信息技術(shù)，也不能叫電子信息技術(shù)，應(yīng)該叫量子信息技術(shù)。由于光子具有電子所不具備的許多特性所以光子學(xué)有它獨(dú)特的優(yōu)勢。尤其在信息領(lǐng)域。比如通信，我們現(xiàn)在大部分主干網(wǎng)用的都是光纖，信息的載體都是光。由于密集波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，一根頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖就可以傳輸一億門電話線路。這是電纜無法比擬的 。再如信息存儲技術(shù)，光盤由VCD發(fā)展到DVD，容量增大了好幾倍，未來如果研制出能夠商用的藍(lán)光激光器，采用藍(lán)光波段的光來作為信息的載體，就又可以使同樣大小的光盤的容量增大近十倍。而且光具有相干性，可以實(shí)現(xiàn)全息存儲，在不到一個平方厘米的芯片上，我們可以把北京圖書館的所有的書都存進(jìn)去。在計(jì)算機(jī)方面，未來的發(fā)展趨勢是光要進(jìn)入計(jì)算機(jī)中，發(fā)揮光子的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)開關(guān)的互聯(lián)，利用光來消除電子傳輸帶來的瓶頸效應(yīng)。同時，光電的傳感器應(yīng)用非常廣泛。近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點(diǎn)是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)儀器儀表產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè)和軍事變革，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的，目前已成功應(yīng)用在硅器件上形成硅壓力傳感器(如上述EJX變送器)。微電子機(jī)械加工技術(shù)，包括體微機(jī)械加工技術(shù)、表面微機(jī)械加工技術(shù)、L1GA技術(shù)(X光深層光刻、微電鑄和微復(fù)制技術(shù))、激光微加工技術(shù)和微型封裝技術(shù)等。MEMS的發(fā)展，把儀器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。傳感器和多通道檢測儀表，在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上，內(nèi)置微處理器，或把微傳感器和微處理器及相關(guān)集成電路(運(yùn)算放大器、A/D、D/A、存貯器、網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路)等封裝在一起完成了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化。網(wǎng)絡(luò)化方面，目前主要是指采用多種現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))，這要按各行業(yè)的需求，選擇其中的一種或多種，近年內(nèi)最流行的有FF、Profibus、CAN、LonWorks、ASI、Interbus、TCP/IP等。除MEMS外，新型傳感器的發(fā)展還有賴于新型敏感材料、敏感元件和納米技術(shù)，如新一代光纖傳感器、超導(dǎo)傳感器、焦平面陳列紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新型量子傳感器、微型陀螺、網(wǎng)絡(luò)化傳感器、智能變送器、模糊傳感器、多功能傳感器等。多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)正在形成熱點(diǎn)，它形成于20世紀(jì)80年代，它不同于一般信號處理，也不同于單個或多個傳感器的監(jiān)測和測量，而是對基于多個傳感器測量結(jié)果基礎(chǔ)上的更高層次的綜合決策過程。有鑒于傳感器技術(shù)的微型化、智能化程度提高，在信息獲取基礎(chǔ)上，多種功能進(jìn)一步集成以至于融合，這是必然的趨勢。多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)也促進(jìn)了顯示儀表技術(shù)的發(fā)展。多傳感器數(shù)據(jù)融合的定義概括為：把分布在不同位置的多個同類或不同類傳感器所提供的局部數(shù)據(jù)資源加以綜合，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行分析，消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，加以互補(bǔ)，降低其不確定性，獲得對被測對象的一致性解釋與描述，從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應(yīng)的快速性和正確性，使系統(tǒng)獲得更充分的信息。其信息融合在不同信息層次上出現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)層(像素層)融合、特征層融合、決策層(證據(jù)層)融合。由于它比單一傳感器信息有如下優(yōu)點(diǎn)，即容錯性、互補(bǔ)性、實(shí)時性、經(jīng)濟(jì)性，所以數(shù)字壓力表逐步得到推廣應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域除軍事外，還適用于自動化技術(shù)、機(jī)器人、海洋監(jiān)視、地震觀測、建筑、空中交通管制、醫(yī)學(xué)診斷、遙感技術(shù)等方面。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，輔助制造技術(shù)，集成電路技術(shù)和微機(jī)械電子系統(tǒng)技術(shù)等新技術(shù)以及新工藝、新材料的應(yīng)用，出現(xiàn)了精度更高，性能更優(yōu)、用途更廣的現(xiàn)代傳感器?，F(xiàn)代化傳感器正在向智能化、集成化、多功能化方向發(fā)展。五、總結(jié)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及復(fù)雜自動控制系統(tǒng)和信息處理與技術(shù)的提高，光電檢測技術(shù)將朝著檢測結(jié)果高精度、系統(tǒng)智能化、檢測結(jié)果數(shù)字化、檢測功能多元化、 檢測器件微型化、檢測系統(tǒng)自動化的放向發(fā)展，它將廣泛應(yīng)用于工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、 家庭、醫(yī)學(xué)、軍事和空間科學(xué)技術(shù)等許多科學(xué)領(lǐng)域，其應(yīng)用前景是相當(dāng)樂觀。六、參考文獻(xiàn)[1] [M].北京航空航天大學(xué),2006. [2] [J].激光雜志,2000. [3] [D].廈門大學(xué),200. [4] 王詣等. 新型光電檢測電路的研究與設(shè)計(jì)[J]. 光電子技術(shù)，2012，32(2)：131–136. [5] 朱仁盛，曲波. 光電傳感器及其應(yīng)用[J]. 電氣時代，2010(4)：111–113. [6] [J].應(yīng)用光學(xué),2005,26(4):3641. [7] 馮夢云,[J].科協(xié)論壇，2012, (7) [8] 李菲, DNA 自組裝磁珠光電檢測系統(tǒng)及其在 DNA 計(jì)算機(jī)研制中的應(yīng)用[J]. , 36(9)[9] [10]鄒振寧,冷鋒,周蕓 光電對抗技術(shù)和裝備現(xiàn)狀評析2004
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