传感器技术在机电一体化系统中的应用研究

传感器技术在机电一体化系统中的应用研究

王鹏

身份证号 61272219891010****

摘要：早在1980年代，传感器技术就得到了充分的发展，各行各业都对于传感器技术进行了充分的使用。在当时，传感器技术属于世界先进技术，是一个非常热门的行业。截至目前，传感器市场已经超过了两百亿美元，世界传感器销售增长率超过了80%；经过了多年的研究与开发，传感器的种类也在两万种以上，传感器在机械制造业、农业机车行业、金融行业以及煤矿行业等各个行业中都进行了广泛应用。

引言

随着我国科技的发展，国内传感器技术得到了进一步的进步。在进一步推动机电一体化发展的过程当中，可以融入传感器技术的使用，提升机电一体化系统的运行效率，推动机电一体化发展。

关键词：传感器技术；机电一体化系统；应用研究

1. 传感器在我国煤矿机电一体化开采中的现状及发展
   机电一体化技术包含机械技术与电子技术的优点和特征,随着计算机技术的不断成熟与发展,这项技术被广泛应用于各个领域。在对我国煤矿企业发展现状进行分析可以发现，21世纪以来，我国已经煤炭产量处于世界第一位。我国的煤矿企业在进一步发展的过程当中，在管理能力、装备能力、施工能力以及设计能力上已经逐步成熟。

然而，只有60%的企业采取机械化采煤的方式来进行生产，大多数企业在进行生产的过程当中，采取了手工作业部分机械化和机械化相结合的方式。一般来说，小型的矿井在进行生产的过程当中并不具备较高水平的技术装备，为了加大生产，吸纳了过多的作业人员，但并未明显提高生产效率。在进一步推动煤矿企业机械化发展的过程当中，可以在机电一体化技术当中融入传感器技术，这一改革需要相关政府部门技术人员以及煤矿企业的高层管理人员共同努力。

（一）企业需要对于传感器的材料和设计进行深入的研究。在对于传感器进行设计的过程当中，应该尽可能的对于传感器的敏感程度和精确程度进行提升，在其材料上进行突破，使得传感器具有更广阔的适应能力以及更强的敏感度，在具体作业的过程当中发挥重要作用。

（二）整合分析传感器数据资料。根据分析可以发现，传感器技术在进行具体工作的过程当中，能够根据信号波长来进行具体的作业，之后可以对于数据资料进行分类整理。

（三）为了进一步推动传感器技术的利用，企业的技术部门和相关的政府管理部门应该加强努力，推动煤矿企业的数字化，智能化发展，进一步促进煤炭机电一体化开采技术的广泛利用，促进煤矿企业的可持续发展。

二、在煤矿机电一体化开采当中传感器技术的运用

（一）开采机器人的运用

在对于煤矿企业的工作性质进行分析的过程当中，可以发现，由于煤矿企业工作性质的特殊性，其实际作业危险性是非常高的。大多数企业在进一步推动煤矿生产的过程当中，为了尽可能保证工作人员的安全性，降低财产损失和人员伤亡。对于一些危险的人工作业，利用机器人来进行代替，这种方式使得企业生产的危险性被进一步降低。在这方面对于传感器技术进行利用，可以让机器人在进行工作的过程当中能够更加精准的对于各个步骤进行掌握，就像是给机器人增加了耳朵和眼睛。

促进机器人能够对于恶劣的井下环境进行适应，提高传播信息的速度和搜集信息的能力。在对其优点进行分析的过程当中可以发现，利用这种方式对于信息进行搜集，具有着较高的稳定性，不管井下的环境有多么恶劣，机器人都能够对于各种信息进行精准的搜集整理，向井上的其他设备进行传送。相关技术人员在得到机器人所涉及到的信息之后，可以根据具体的信息进行工作计划的制定。因此，在进一步推动煤矿企业改革发展的过程当中，需要结合使用传感器技术以及机器人。

（二）安全监管的运用

传感器技术在对于安全监管方面进行运用的过程当中，最重要的包括两个方面，煤尘的含量和瓦斯爆炸的问题。

1. 传感器技术可以对于井下的煤尘含量进行精准的检测。根据施工分析可以发现，工人在进行具体作业的过程当中，由于对于大量的机械进行了使用，这些机械在进行作业过程当中会造成大量的煤尘，这些煤尘可能会导致爆炸。所以在进行煤炭开采的过程当中，应该利用传感器技术对于煤尘的含量进行精准的检测，保证其含量不超过正常允许范围。在对于煤尘含量进行具体检测的过程当中，可以利用光纤传感器，这种传感器在具体工作的过程当中说使用的方法是光向后散色法。在对于相关的数据资料进行检测之后，向其他设备或者是计算机进行传递，相关技术人员根据所收集到的数据资料，确定是否需要对于煤尘进行进一步的清理，保证开采作业的顺利进行。

2、针对于瓦斯爆炸问题进行分析可以发现，导致瓦斯爆炸的最主要原因就是井下的甲烷含量达到了一定的浓度。在煤炭企业进行作业的过程当中，瓦斯爆炸是最严重也是最常见到的问题，所有煤矿企业在进行作业之前必须防控瓦斯爆炸问题的发生。瓦斯是围岩或者是媒体当中的一种吸着或者是游离状态的物质，在出现热一链式反应之后，就有可能发生爆炸。这种爆炸实际上是一种氧化反应，需要一定的温度界限。一般情况下，在井下超过了12%的氧气浓度以及在5%~16%的瓦斯爆炸界限时，很可能会导致爆炸。

在通过光纤传感器对其进行监控时，主要监控的内容是井下的甲烷含量，甲烷作为一种气体，在对其进行监控的过程当中，会利用到其吸收光谱，分析其吸收峰，根据其数据对于甲烷的浓度和含量进行确认。

三、我国传感器技术未来发展趋势

传感器技术在机电一体化当中的应用非常广泛，对促进我国工业的发展具有良好的作用。与西方发达国家相比较来说，我国在传感器技术方面仍然比较落后，在未来发展的过程当中，仍需要对于传感器技术的整体技术水平进行进一步的提升；

（一）要进一步研发新型敏感材料，结合光电子、生物化学等学科，进行新型传感器材料的制作。

（二）提高传感器的高精度，使得传感器的反应速度更快，精确度更高、更灵敏。

（三）提高传感器的温度范围，目前大多数传感器的温度范围在零下20℃~70℃。然根据需要可知，航天需要80℃~200℃的传感器，工业需要零下20℃~120℃的传感器，军用系统需要-40℃~85℃的传感器，因此必须进一步对于传感器的温度范围进行扩大。

结束语

综上所述，传感器技术是机电一体化系统中非常重要的部分。在机电一体化系统中进行传感器的安装可以使得该系统的运作速度更快，在进行信息获取的过程当中能够获得的信息更加地丰富和准确。同时，由于机电一体化在具体工作的过程中，所面临的各种外部环境复杂多样，传感器能够保证其在各种情况下顺利的运行。传感器的缺乏可能会导致机电一体化在运行的过程当中出现信息不准确的情况。

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