DICOM技术在PACS系统中的应用综述
赵越，韩滢，王之琼
①东北大学中荷生物医学与信息工程学院，沈阳
关键词 医学图像存档与通讯系统 医学图像存档与通信标准
摘 要 PACS是当代医院信息化高速发展的重要环节，而DICOM又是PACS中医学图像格式和传输医学图像协议的标准。本文阐述了基于DICOM标准的PACS系统的国内外发展现状，并对PACS系统按其应用分类进行了详细阐述。文章分类研究了DICOM在PACS中的应用，同时论述了DICOM在PACS中的长远展望。
关键词 PACS，DICOM，DICOM应用，CORBA
1 引 言
医院信息系统(Hospital Information System, HIS)是实现医院对病人信息的信息化管理和快速存取的重要手段。医学图像存档与通讯系统(Picture Archiving and Communication System, PACS)是实现静态和动态医学图像获取、显示、传输、存储等综合性医学图像管理系统。为实现医院的无纸化和无胶片化诊疗，PACS系统和HIS系统进行了结合，这使得PACS中的诊断报告尤显重要，同时医学图像存档与通信（Digital Imaging and Communications In Medicine，DICOM）中加入了结构化诊断报告（Structured Report，, SR）。DICOM SR为实现诊断报告的统一化、各医院病人信息的直接共享、区域化医疗和远程医疗乃至全国医院信息的交互提供了坚实的基础。DICOM标准[1]由美国放射学院（ACR）和美国电器制造协会（NEMA）在20时世纪80年代初联合提出的ACR-NEMA标准演变而成。
DICOM标准是医学图像存储和通信的标准，现在已经被国内外许多生产医疗器械、医疗诊断设备以及相关医疗诊断软件的生产商所采用，并逐渐成为医学图像文件格式和传输协议的国际标准。DICOM标准源于美国，随着各国医疗信息技术的发展，DICOM已经成为北美、欧洲以及日本[2]和韩国等各国医疗影像系统的标准。国外占主流PACS系统生产商的有GE、SIMENS、PHILIPS、AGFA、FUJI等。这些PACS系统以其友好的人机交互界面和方便快捷的辅助诊断工具为特点，帮助医生实现对病灶的快速定位和精准诊断，减缓了病人受病痛折磨的时间，减少了误诊的发生率。
在国内，基于DICOM标准的PACS研究和发展仍处于起步阶段。目前，在我国从事基于DICOM标准的PACS系统开发的公司有：东软、英飞达、联想集团、浪潮国强等。这些PACS系统主要根据不同医院的特定情况和需求而开发，系统具有很大的灵活性和适应性，对比于国外的PACS移植到国内医院具有很大优势。现在像北京天坛医院、首都宣武医院、北京协和医院、中国医科大学盛京医院等大医院都已经使用了大型的基于DICOM标准的PACS系统，基本上实现了计算机
化的诊疗。
2 相关知识
基于DICOM的PACS是医学图像归档与通信系统，是实现医学图像自动获取、显示、图像后处理、传输、存储、查询、检索、写诊断报告、查看成像设备运行状态等功能复合型医学图像管理系统。PACS可以为医院其他系统提供医学图像，并能够形成图文并貌的诊断报告。PACS为医生提供清晰的病人检查图像，使医生能够准确而方便的进行病灶诊断，大大提供医生的工作效率，同时减小有经验医生和无经验医生间的差距。PACS能够和其他系统互联，为医院系统集成和远程医疗的发展提供契机。PACSePACS网络节点加入任意功能节点，增加和完善PACS功能，比如加入DICOM图像智能转换网关系统。
DICOMeeeeee文件主要包括四类信息，即图像信息、序列信息、检查信息、病人信息，是图像类型中信息最丰富的医学图像文件。文件由描述文件版本和存储类型等信息的文件头和多个数据元素组成，其主体信息主要存储在数据元素中，并以字段的形式分组有序的排列。数据元素包括标识符、数值表示、数值长度、数值区，并以显式e或隐式e结构形式进行文件传输。DICOM的网络通信是基于TCP/IP的上层协议，适于点到点环境或WEB形式的环境。DICOM通信主要通过消息、服务、类、信息对象等通信元素，采用服务对象对（Service Object Pair，SOP）方式来实现。服务对象对包括服务类提供者（Service Class Provider，SCP）和服务类使用者（Service Class User），两者相互协作完成查询和存储等服务。
3 基于DICOM标准的PACS系统分类
PACS的应用广泛，医院所用到的医学影像系统几乎都要向PACS提出获取图像请求。PACS系统可以按照应用范围和应用用途划分为不同的类型，下面分别加以介绍。
3.1 按范围大小 对PACS按其范围大小分，可分为Mini-PACS、PACS和Enterprise-PACS。由于所管辖的区域大小不同，不同PACS的作用也不尽相同。
3.1.1 Mini-PACS 一般是单一科室或者单一影像的模式使用，比如放射科的
Mini-PACS。Mini-PACS中能够进行一般的病人信息查询和获取，并进行医学图像的浏览和简单处理。
3.1.2 PACS 一般是普通放射科的PACS，能够对CT、MRI、CR/DR、X光等各类医学图像进行采集、存储、传输，并实现对图像色阶变换、测量（角度、区域面积、长度等）和分析（区域平均值、区域像素个数、亮度等）等处理。PACS还可以进行详细的病人信息查询、报告的编辑、自定义报告等复杂操作。
3.1.3 Enterprise-PACS 又称作全院PACS或企业级PACS。一般是能够支持CT、MR、超声波、核医学与正电子和所有 X-光类图像的后处理、传输等操作。Enterprise-PACS覆盖的范围较前两者广，是实现区域化医疗和远程医疗的重要基础。
3.2 按功能用途 PACS按其功能用途分，可分为图像后处理、诊断报告、系统共享的数据、图像归档。
3.2.1 图像后处理 几乎国内外所有的PACS系统都有强大图像后处理功能，因为一款好的PACS系统不仅可以进行基本的医学图像存储和传输，还应该能够满足医生快速准确对病人进行诊断的需求。AGFA公司的PACS以其强大的图像后处理和科室不同的要求，研发了一系列局部PACS。例如，骨科影像IMPAX-PACS以其手术计划精确、庞大的人工关节数字化模板库、自动化的计算操作等功能，对病灶进行精准的定位及对病人进行快速辅助治疗。惠康美达公司的PACS图像后处理以其任意多序列对比、影像格式转换、各种遮挡板、各种滤波处理、三维重建、虚拟内窥镜、支持多屏和竖屏显示模式等功能进行多手段的图像处理。
3.2.2 诊断报告 电子诊断报告是PACS中文字和图像相结合的一种文档，是实现医生无纸化填写医嘱信息和病情诊断的重要形式。国外对结构化的诊断报告研究一直没有停止过，如Mariana Kessler Bortoluzzi等人[3]提出把诊断报告按照DICOM SR标准统一化，并实现医院信息共享且人性化界面的报告编辑器。国内PHOENIST公司的PACS具有智能化的诊断报告生成系统，能够让医生进行快速的撰写图文并茂、格式标准的诊断报告。惠康美达公司的PACS具有独创的诊断报告模报，可预设编辑模板、所见即所得报告书写模式，并且有智能提示窗口，可以随时筛选出没有写报告的患者。现存报告一般是以数据库技术为主要存储数据的手段，并逐步实现结构统一的报告模式，为区域化医疗数据的共享提供可能。
3.3.3 系统共享的数 PACS是实现医学图像共享和远程传输的重要组成部分,它只有和HIS等大型医疗信息系统相衔接，并和专业化的终端影像处理(如图像融合)和诊断系统相结合，才能实现医院看病过程的信息化，实现区域化医疗甚至全国的信息化医疗。Michel Feron等人研究了放射部门和HIS结合的整体性工作流程方法[4]，形成商业性的PACS，为设计全院信息化平台提供了很好的借鉴。余轮等人基于PACS和宽带网远程医疗，并结合DICOM、数据库技术及网络互联设计了一套不同HIS系统间异构数据源共享框架方案[5]，为实现医学影像数据的远程共享提供了可能性。M Magliulo等人提出一种RIS|,HIS,PACS无缝相互连接的”RadGate”网关技术[6]，实现了医学图像数据的WEB共享和传输。
3.4 图像归档 医学图像的存储是PACS系统的一个重要功能。为实现医学图像的快速存储,获取,查询等操作，国内外各大数据库厂商和医学工作者对医学图像的存储进行了深入的分析和研究。ORACLE 11g提供了专门为DICOM医学图像高压缩比处理，并可以方便的进行DICOM图像检索和提取，为PACS系统的医学图像存储提供长远的发展空间。程梦云等人[7]构建了基于DICOM的3层医学图像数据库系统，实现了医学图像的海量存储、快速查询和即时显示等功能。
4 DICOM的应用研究
DICOM的应用主要分三类，包括DICOM图像格式（DICOM和非DICOM格式的转换，DICOM图像压缩等）、DICOM通信、DICOM图像采集。
4.1 DICOM图像格式 DICOM图像格式的转换主要集中在静态或动态非DICOM和DICOM医学图像的转换。为了便于携带、浏览、与其他系统兼容，有时也需把月Mousa等人[11]用Matlab设计了一个可根据DICOM图像的大小尺寸，并可适当调节图像清晰度的DICOM图像转换一般图像程序，为医学图像处理软件的开发提供了借鉴。Boqiang Liu等人[12]用VC++实现了由DICOM转换成位图，再由位图转换成其他一般图像，转换过程中可以修改亮度、对比度、图像过滤、分割等复杂操作。DICOM图像的转换一般依靠现存图像编程软件对DICOM和非DICOM图像进行解析并做相应的格式变换处理，或采用网关服务器的方式进行自动的非DICOM 图像向DICOM图像转换。图像转换一般来说都采用处理图像能力较强的面向对象编程语言（如C++,PASCAL等）及专业的数值计算和图像处理编程软件（如
Mathematica,Matlab等）来实现。
4. DICOM通信 DICOM通信主要基于客户端/服务器模式，并通过SCU和SCP服务类交互的实现信息传输。DICOM标准是PACS系统所遵守的通信协议。DICOM医学图像存储、管理、检索等相关应用都要建立在TCP/IP协议上的DICOM上层协议层。DICOM通讯是采用面向对象方法进行信息的传递，方便了面向对象语言对通信模型的开发和设计。纪现才等人[13]基于TCP/IP协议基础上详细分析了DICOM 网络协议层次，并把DICOM中的消息服务单元结构组成和服务对象对通信过程做重点分析，同时运用Visual C#.Net开发了一套可以实现DICOM所有服务的组件，为PACS中DICOM的复杂通信和二次开发DICOM通信程序提供了良好的辅助平台。孙浩等人[14]基于DICOM通信模型，提出了一种新的具有PDU服务类和服务器端同时接受多个服务请求的DICOM通信模型，并运用Visual C++实现了DICOM网络通信的客户端和服务器端，为网络专业人员对DICOM通信的深入研究和开发提供了借鉴。何清华等人[15]在详细分析了DICOM网络通信模型基础上，把DICOM通信机理和TCP/IP协议进行了结合，并运用Visual C++开发了一个能够实现图像传输、存储、查询等功能的DICOM网络通信库，为PACS系统中DICOM网络通信的开发提供了有利的专业资料。余冬兰等人[16]用LEADTOOLS医学软件开发包，采用面向对象编程思想实现了基于DICOM通信模型的医学图像获取、查询等操作，为医学领域的网络专业人员进行DICOM网络通信的开发提供了一套可行方案。Wei Xian Li等人[17]采用DICOM通信模型、ECP服务器/ECP客户端、TCP/IP、数据库技术等，实现了局域网的智能式体外反搏动（External Counter Pulsation，ECP）缺血性心脏病医疗中心系统，为实现网络化的心脏病诊断和治疗提供了良好的技术条件。DICOM通信的实现一般是依靠C/S模式的软件或硬件方式，并可采用面向对象的方式实现SCP和SCU的交互。采用面向对象的方式设计DICOM通信模型易于实现，而且能够直接和PACS系统及TCP/IP网络协议兼容，便于实现医院内部各系统之间的无缝连接。
4.3 DICOM图像采集 DICOM图像的采集主要是依靠PACS系统进行自动化网络的采集。PACS进行完全自动的医学图像采集，在大多数情况下采集图像的质量和完整性都比较好，但是由于人为的设置和干预，使得部分图像在采集中丢失。为了减少误诊和缩短病人的诊断时间，国内外许多学者对丢失图像的恢复作了细致
的研究。端妮等人[18]利用图像采集网关服务技术，并通过使用DICOM Query/Retrieve（检索/获取）服务的C-FIND类把成像设备图像序列和采集网关数据库图像进行对比，实现丢失图像的确定，并通过C-MOVE和C-STORE类进行图像恢复，为减少医院的损失和挽救病人的生命提供了可靠保证。SL Lou等人[19]探讨了基于DICOM Query/Retrieve和无 DICOM Query/Retrieve两种用于丢失图像恢复的两种方法，并对比了两种方法的优缺点，两种方法的核心都是确定CT和MRI图像序列是否结束。同时SL Lou等人还进行了临床实验，相比之下DICOM Q/R更能达到实践的标准，在获得几百个图像序列的时候没有一个图像丢失，为避免和减少人为改变DICOM通信设置而带来的PACS图像获取数据库数据的丢失，DICOM Q/R是很好功能单位。可见 DICOM Query/Retrieve服务类能够进行丢失图像的快速准确恢复，挽回医院的损失和节省病人的重复检查费用。月无论是运行于网关服务器上还是工作站上，都是采用面向对象可编程技术，这就为实现各医院面向对象的不同需求提供可能。
5 结论与展望
随着信息技术的发展，DICOM标准在PACS中的应用暴露一些弊端：在基于DICOM标准的PACS系统中，其核心是DICOM网络，所有进出DICOM网络的医学图像数据及其相关的文本信息都要经过网关或者接口进行格式和通信协议的转换；医学图像和相关文本信息位于不同的系统（PACS、HIS等），信息分散，不同系统的标准和协议也不尽相同，并且不支持分布式操作，使系统不能完全共享；随着系统的不断升级、复杂化，DICOM系统的容错性、开放性、互联性以及可维护性显得越来越困难。
CORBA（common object request broker architecture，公共对象请求中介结构）技术的出现为分布于不同网络节点的对象相互协作提供了便利的条件[20]。CORBA支持在物理上分散的资源在逻辑上进行一定的耦合，构成一个整体可以容易地进行数据共享和区域互联。CORBA是基于分布式对象技术，把图像和文本信息都看作组件对象进行处理，并利用流行的面向对象处理技术对PACS和HIS等系统进行分布集成。CORBA具有代理服务性、客户端和服务器独立性、兼容性、分层设计性、分布对象设计性等优点，这为把CORBA技术引入PACS提供了前提。
为实现远程数字医疗、区域化PACS、国家甚至全球的PACS，CORBA技术可
以和DICOM标准结合的方式，充分利用两者的优势。由于DICOM的弊端，DICOM 标准将只限于医学影像成像设备和显示工作站间，还有其他采用DICOM协议的工作站与工作站间的通信。而主流的网络设计框架将采用分布对象设计的CORBA 技术，CORBA基于三层的PACS体系结构技术将逐渐取代DICOM标准的PACS两层体系结构，这使得通信更具兼容性和信息共享性，也是真正实现医院远程医疗的重要手段。
DICOM是PACS中医学图像格式所必须遵守的标准，是医学图像查询、获取、采集等通信的基础。DICOM主要针对PACS系统的图像处理，远程医疗，医院信息化，图像归档和通信等功能的应用。本文主要论述了DICOM在国内外的发展现状，并分类研究了DICOM的目前应用，最后结合DICOM和CORBA技术的优点探讨了DICOM的前景。随着医院信息化系统的发展和远程医疗的构建，基于DICOM 的PACS系统将朝着分布式网络结构、大容量医学图像压缩存储、快速渐进式传输、医学图像复杂的处理和诊断、高效化的数据访问、集成化通信的智能医院信息系统方向发展。
参考文献
[1] National Electrical Manufacturers Association. Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) . 2007 .(PS 3) .1-PS 3.18.
[2] Kiyonari Inamura, Haj ime Harauchi. PACS in Japan and Progress of Technology Assessment. IEEE .1998 .173-180.
[3] Mariana Kessler Bortoluzzi,Kerstin Maximini,Aldo von Wangenheim. A Clinical Report Management System based upon the DICOM Structured Report Standard. Proceedings of the 16th IEEE Symposium on CBMS’03.2003.
[4] Michel Feron, Erwin Bellon, Mark Vanautgaerden, Tom Deprez. Practical aspects of IS/PACS integration with emphasis on radiological workflow. Elsevier Science
B.V. 2001 805-811.
[5] 余轮 刘雄飞 索燕 陈金雄等.基于PACS和宽带网的远程医疗信息共享平台研究.中国图像图形学报到. 2003,8,年特刊:第8卷. 839-842.
[6] M Magliuloa,TB Alfanoa,M Salvatoreb.PACS integration with non- standard HIS and RIS.Elsevier BV . .2005 .894-899.
[7] 程梦云 朱俊 宁交贤等，陈向荣，胡建. DICOM 医学图像的存档管理和传输技术的研究.四川大学学报(自然科学版),200643,(3),599-603.
[8] 张华. DICOM医学图像格式转换的研究.现代电子技术 2006 231 62-66.
[9] 刘晓磊,刘常春,张允刚.标准医学DICOM图像转换的实现.生物医学工程研究 2005 3 158-161.
[10] 聂代伟 唐治德 赵一凡等.静态DICOM医学图像与常规图像格式的相互转换.重庆大学学报 2004 27(l0) 89-92.
[11] WA Mousa,MH Shwehdi MA Abdul-Malek.Conversion of DICOM System Images To Common Standard Image Format Using Matlab.ArilSENSF 2003 251-255.
[12] Boqiang Liu,Minghui Zhu,Zhenwang Zhang,et.al Medical Image Conversion with
DICOM. IEEE 2007 36-39.
[13] 纪现才,苏开娜.DICOM中网络通信协议的研究与设计.计算机工程与设计 2004 ,3 397-399.
[14] 孙浩,刘开华,苏育挺.基于DICOM标准医学图像通信模型.电子测量技术 2004 ,1,47-48.
[15] 何清华,胡建华,欧晓光等.基于DICOM协议的医学图像传输的实现.医疗卫生装备 2002.4 25-27.
[16] 余冬兰 丛燕 王奎健.基于LEADTOOLS的DICOM标准医学图像通讯的研究.中国医学物理学杂志 2007 24(1) 17-21.
[17] Wei Xian Li,Yu Dong Lan,Zheng Zhen Sheng.et.al.A LAN System for ECP Medical Center based on DICOM Communication Protocol.2007 IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering 2007 299-302.
[18] 端妮,郭文明,张雪林.DICOM图像采集网关的自动图像恢复策略.医疗卫生装备 2006 27(10) 5-60.
[19] SL Lou, David R.Hoogstrate and H.K. Huang.An Automated PACS Image Acquisition and Recovery Scheme For Image Integrity Based ON The DICOM Standard.Elsevier Science,1997,21(4)209-218.
[20] 贾克斌.数字医学图像处理,存档及传输技术.北京科学出版社 2006.
单位代码01 学号 分类号TN7 密级 文献综述 关于红外报警器的综述 院（系）名称信息工程学院 专业名称电子信息工程 学生姓名 指导教师 2013年3月20日
关于红外线报警器的综述 摘要 随着社会的发展，科学技术的进步和安全防范意识的增强，人们越来越注重自身所处的环境是否安全。当家中无人或者仅有老人孩子在家时，必须考虑家庭成员生命和财产的绝对安全。目前，许多住宅小区的安防主要依靠安装防盗窗、防盗门以及人工防范。这样不仅有碍美观，不符合防火的要求，而且不能有效地防止坏人的侵入。报警器的应用类型非常多，但热释电红外线报警器是最广泛的，因为它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，具有较高的应用价值。 本文简要通过对红外报警器组成的个个模块进行分析，介绍了红外报警器的两种常见方式即：主动式和被动式，进而又分析了两种方式的选择原则，最后有对红外线报警器的发展前景进行了预测。 关键词：红外线，热释电传感器，报警器，单片机
引言 随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。相反地，经济的快速增长也带来了相当大的负面社会效应，城乡、区域收入差距进一步拉大，流动人口也开始迅速增加，盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势，人们越来越渴望有一个安全生活的空间，但是犯罪分子的作案手段越来越高明，他们甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那种依靠安装防盗门窗、或靠人防的防范方式越来越不能满足人们日常防范的要求。这时，传统的家庭住宅显然己经远远不能满足人们的需求。人们迫切需要一种智能型的家庭防盗报警系统，能可靠的进行日常安全防范工作，及时发现各种险情并通知户主，以便将险情消灭在萌芽状态，这样人们便可安心工作，同时也保证了居民的生命财产不受损失。于是有关家庭、办公室和仓库等处的安全防范和自动报警系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视，现在市场上也出现了各种名目繁多的报警装置，但多由于可靠性较差、功能单一或造价高而难于普及。 而随着电子通讯技术的飞速发展，单片微机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和一些简单的外围器件来开发一种适合于家庭的低价位、运行可靠的智能型安全防范报警系统安全防范系统，对室内出现入室盗窃等自动发出报警信息并通知户主进行及时处理已经势在必行。 报警器的类型多种多样，例如：红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器, 红外线声光报警器等。 红外线作为一种不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。所以在众多报警器的分类方式中，红外线报警器由于简单实用，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠而被广泛应用。红外报警器直接决定系统的灵敏度与稳定性，是整个系统品质的保障，红外防盗报警器又称红外探测器。中国安防厂商在这些年，无论在技术的掌握与生产能力的提升上，均有明显的改善，这都归功于中国厂商的产品设计和生产技术，并致力于降低成本，使中国安防产品开始得到厂商们的认可，加上低价对于甲方有着重要的吸引力，使得本国产品在市场上成长迅速。虽然本国产品的品质仍与进口产品有段差距，但在用户对安防产品不熟悉的情况下，中国安防产品扔
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一、氢能源简介 氢能是人类能够从自然界获取的储量最丰富且高效的能源，作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。 (1)氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。 (2)除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，达142.35lkJ/kg，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍； (3)所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/L；氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求； (4)氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快； (5)氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用； (6)氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用； (7)所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。 二、氢能源的制备 2.1 从含烃的化石燃料中制氢 这是过去以及现在采用最多的方法，它是以煤、石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。自从天然气大规模开采后，传统制氢的工业中有96％都是以
传感器技术综述 Luqingsong@https://www.doczj.com/doc/ae12448751.html, 摘要：本文简介了传感器技术的原理、分类和应用，以位移传感器为例概述了传感器技术的研究现状，在此基础上分析了我国传感器技术发展中存在的问题和解决方法，分析了传感器技术的发展方向。 关键词：传感器技术应用研究发展方向 1传感器 传感器是一种检测装置，一般由敏感元件、传感元件和其他辅助件组成，有时也将信号调节也转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器通常可以按照一系列方法进行分类。根据用途分类，传感器常以测别的物理量命名，如位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等；根据工作原理分类，传感器可以依据工作原理进行命名，如振动传感器、磁敏传感器、生物感器等；按输出信号，可分为模拟传感器和数字传感器等；还可按照传感器的制造工艺、构成、作用形式等进行分类。[1] 随着微电子技术、微机械加工技术、光电科学以及当代生物科学等高新技术的推动下，传感器己经从过去单一功能转变为功能多样、科技含量高的新型产品。传感器技术是当前代表国家综合科研水平的重要技术，传感器技术的具体应用是传感器技术转化的重要途径和方法。其所涉及的知识领域非常广泛，研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。 2主要传感技术分类[2][5] 2.1光电传感技术 光电式传感器是以光为测量媒介、以光电器件为转换元件的传感器，它具有非接触、响应快、性能可靠等卓越特性。随着光电科技的飞速发展，光电传感器己成为光电传感器己成为各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，并在传感器应用中占据着重要的地位，其中在非接触式测量领域更是扮演者无法替代的角色。光电传感器工作时，光电器件负责将光能(红外辐射、可见光及紫外辐射)信号转换为电学信号。光电器件不仅结构简单、经济性好，且具有响应快、可靠性强等优势，在自动控制、智能化控制等方面应用前景十分广阔。此外，光电传感器除了对光学信号进行测量，还能够对引起光源变化的构件或其它被测量进行
第35卷第6期2013年12月山东冶金 Shandong Metallurgy Vol.35No.6December 2013 摘要：介绍了氢能的性质、特点及应用；分析了几种成熟的制氢技术，生物制氢是未来发展的趋势；简要介绍了国内外氢 能源的发展情况，氢能是清洁能源，是我国未来新能源发展的必然选择。关键词：氢能；制氢技术；清洁能源；生物制氢图分类：TK91 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2013）06-0078-03 浅谈我国发展氢能的必要性 贺小平，高 辉，邓秀琴 （辽宁石油化工大学顺华能源学院，辽宁抚顺113001） 1氢能的性质、特点及应用 氢能是指以氢及同位素为主体的反应中或氢的状态变化过程中所释放出的能量，包括氢核能和氢化学能两部分。 氢能源是一种二次能源。在世界能源结构中，煤炭、石油和天然气等化石能源在自然界中的储量是有限的，随着耗量的日益增加，将日益减少，终有一天会枯竭。这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是人们期待的新的未来最理想的二次能源。 氢能具有以下特点： 1）质量小，标况下氢的密度为0.0899g/L，在-252.7℃时可成为液体，若将压力增大到几十兆帕，液氢可变为金属氢。2）导热性能好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中是极好的传热载体。3）氢在自然界中是普遍存在的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%。4）除了核燃料外，氢的发热值为1.4×105kJ/kg，是汽油发热值的3倍，是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。5）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。6）氢燃烧后的产物是水，无环境污染，而且燃烧生成的水还可以继续制氢，可反复循环使用。7）氢能利用形式多，储存方式多样，可以适应不同环境的不同需求［1］。 氢能作为一种清洁的新能源和可再生能源，其利用途径日益增加： 1）航天动力。早在20世纪，美国就研制成了以液氢为燃料的液氢发动机，并在航天飞机上成功使用；我国的长征2号、3号火箭也采用液氢作为燃料。目前科学家正研究一种“固态氢”宇宙飞船。固 态氢既作为飞船的结构材料，又作为飞船的动力燃料，在飞行期间，飞船上所有的非重要零部件都可作为能源消耗掉，飞船就能飞行更长的时间［2］。 2）交通运输。在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年，目前欧洲生产的飞机部分采用液氢为燃料。德国戴姆勒一奔驰航空航天公司以及俄罗斯航天公司从1996年开始试验，其进展证实，在配备有双发动机的喷气机中使用液态氢，其安全性有足够保证。美、德、法等国采用氢化金属贮氢；而日本则利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃；美国和加拿大计划从加拿大西部到东部的大铁路上采用液氢和液氧为燃料的机车。 3）燃烧氢气发电。氢能发电是利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组不需要复杂的蒸汽锅炉系统，结构简单，维修方便，具有启动快和比较灵活等特点，可以为大型电站调节峰荷。同时氢和氧还可直接改变常规火力发电机组的运行状况，提高电站的发电能力。 氢能发电还体现在燃料电池上，燃料电池是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能源转换效率可达60%～80%，而且污染少，噪声小，装置可大可小，非常灵活。日本已建立万千瓦级燃料电池发电站；美国有30多家厂商在开发燃料电池；德、英、法、荷、丹、意和奥地利等国也有20多家公司投入了燃料电池的研究，这种新型的发电方式已引起世界的关注［3-4］。 4）氢能民用。氢能发电、氢介质储能与输送以及氢能空调、氢能冰箱等，有的已经实现，有的正在开发，有的尚在探索中。 5）化工原料。工业上氢用于生产化肥、染料、塑料、甲醇及油类和脂肪的氢化等。 时至今日，氢能的利用已有长足进步。目前，世界上有50多个实验室正在研究如何能大量而廉价地生产氢。 收稿日期：2013-12-04作者简介：贺小平，女，1967年生，1990年毕业于鞍山钢铁学院煤化工专业。现为辽宁石油化工大学顺华能源学院高级工程师，从事化学工程与工艺煤化工方向的教学与研究工作。 78
传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控2班 摘要：传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词：传感器技术；传感器；研究现状；趋势 引言 当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识
1.1 传感器的定义和组成 广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲，感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成，其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中，要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同，因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时，与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。 我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发，经过从“六五”到“九五”的国家攻关，在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步，初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲，它还不能适应我国经济与科技的迅速发展，我国不少传感器、信号
氢能源的开发和利用 菜大兴 （中南大学化学化工学院湖南长沙410083） 摘要：随着化石燃料等不可再生资源的日益紧缺和环境污染日益加重，人们迫切需要寻找替代能源。氢能作为可持续、清洁的能源而被广泛研究，是未来人类的理想能源之一，对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。本文主要述评了氢能制备、氢能储运、氢能利用在国际和国内的最新研究动态，并对氢能未来开发利用前景进行了展望。 关键词：氢能源、氢能制备、储氢技术、氢能利用 0 引言 能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。然而在能源开发及利用的研究中，人们发现有的能源与一般传统的矿物能源不同，如太阳能、风能、潮汐熊等再生性能源。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的主要桥梁[1]。 作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中氢是极好的传热载体。所以，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点[2]。 1 氢能制备方法 1.1 矿物燃料制氢 在传统的制氢工业中，矿物燃料制氢是采用最多的方法，并已有成熟的技术及工业装置。
传感器技术文献综述 学校邕江大学专业 09信息学号 40号姓名赵丽霞 一、摘要 传感器技术是综合多种学科的复合型技术, 是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别, 对每一类别进行综述, 分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。 二、关键词:传感器 三、引言 传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术, 是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术, 而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。在伴随着“信息时代” 的到来,作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展, 其应用领域越来越广, 人们对其要求越要越高, 需求也越来越迫切。但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟, 相反在很多方面它还只是一项新兴的技术, 依然存在很多的问题等待我们去解决。如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境, 迅速准确的处理传输客户所需求的信号, 并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。 四、传感器 传感器是一种物理装置, 能够探测、感受外界的信号、物理条件 (如光、热、温度、湿度等或化学组成, 并将探知到的信息传递给其他装置。该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。这样,精确快速地感
受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。例如气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题, 所以还需要不断的改进。然而,有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了, 我们应该取其精华。因此, 我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题。 模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。在我们的生活中, 大自然还有很多聪明的发明, 这些都可以应用到我们现在所讨论的传感器技术中。比如鲸鱼、鸽子能够探测到地球微弱的磁场并根据其来确定旅行路线; 双髻鲨能都根据探测到微弱的生物电来捕食, 在它的双髻上分布着许多微小的孔,传感器也可以设计成与此相同的结构来探测微弱的电磁波, 并可以将此项技术应用到医学中来检测人体的健康;苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到,仿生学家根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,利用活的苍蝇,把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪,用来检测舱内气体的成分。此外,还有很多的动物都具有特异功能,可以利用这些大量的自然资源来实现我们对自然界一些信息的需求,可以直接利用动物,降低成本,可以根据研究其特异功能的机制, 改进现在的传感器。 目前的传感器往往仅能感知一种或几种物理量。因此, 要尽量集成传感器的功能。在实际中, 需要检测的物理量往往不是唯一的, 这样就需要多种传感器共同工作来完成对这些物理量的检测, 浪费了大量资源, 比如人力资源——我们要花费大量的时间与精力去部署以及维护这些节点, 通信资源——每个节点都会向基站发送信号, 占用带宽, 容易造成数据拥堵。要求一种传感器可以同时感知多种物理量比较困难, 这样可以将多种传感器固定在同一装置上, 通过程序让它们在分配间隙时间内轮流工作发送数据, 间隙时间越短, 该传感器的整体测量效率也就越高。但如果对测量的实时性要求不高的话, 一个传感器装置就可以达到预期效果。也可以在监测区域分布多个的装置, 编制程序, 使在同一时刻能够测量到多种物理量。 五、智能传感器
生物传感器综述
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生物传感器课程论文 论文题目：生物传感器技术在环境分析 与检测方面的应用研究进展专业: 分析化学 姓名:雷杰 学号：120１5１305２9 指导教师：晋晓勇 时间：２０1５年1０月23日
生物传感器技术在环境分析与检测方面的应用研究进展 摘要：生物传感器作为一类新兴传感器,它是以生物分子敏感元件,将化学信号、热信号、光信号转换成电信号或者直接产生电信号予以放大输出,从而得到检测结果。文章综述了生物传感器在环境监测,包括水环境、大气环境等领域的应用和最新进展,并展望了环境监测生物传感器的发展前景及发展方向。 关键词:生物传感器技术；环境分析检测;
０.前言 生物传感器这门课属于分析化学和生物化学的一门交叉学科，它涉及到生物化学、电化学等多个基础学科。就目前生物传感器研究的历史阶段，它仍然处于十分活跃的研究阶段,生物传感器的研究逐渐变得专业化、微型化、集成化、也有一些生物相容的生物传感器,生物可控和智能化的传感器制成[1]。基于生物传感器的基本结构和性能，从它的选择性,稳定性，灵敏度和传感器系统的集成化发展的特点和趋势,科研人员主要研究生物传感器在医疗、食品工业和环境监测等方面,它的发展对生产生活都有极大影响，尤其是生物传感器专一性好、易操作、设备简单、可现场检测、便携式、测量快速准确、适用范围广,从而深受研究者的青睐。本文主要概述了近三年来生物传感器在环境分析与检测方面的应用研究，从而对以后生物传感器技术的研究有所帮助与借鉴。 1.生物传感器技术 1.1生物传感器的组成及工作原理 生物传感器主要是由生物识别和信号分析两部分组成。生物识别部分是由具有分子识别能力的生物敏感识别元件构成,包括细胞、生物素、酶、抗体及核酸。信号分析部分通常叫换能器。它们的工作原理一般是根据物质电化学、光学、质量、热量、磁性等,物理化学性质将被分析物与生物识别元件之间反应的信号转变成易检测、量化的另一种信号,比如电信号、焚光信号等,再经过信号读取设备的转换过程，最终得到可以对分析物进行定性或定量检测的数据[2]。 生物传感器识别和检测待测物的工作原理:首先,待测物分子与识别元素接触；然后,识别元素把待测物分子从样品中分离出来；接着,转换器将识别反应相应的信号转换成可分析的化学或物理信号;最后，使用现代分析仪器对输出的信号进行相应的转换，将输出信号转化为可识别的信号。生物传感器的各个部分包括分析装置、仪器和系统也由此构成。生物传感器中的识别元素决定了传感器的特异性,是生物定性识别的决定因素；识别元素与待测分子的亲合力，以及换能器和检测仪表的精密度，在很大程度上决定了传感器的灵敏度和响应速度。
氢能源的应用及其发展 一、什么是氢能源 1.氢能源介绍 当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源、能源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。 氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采，今下几乎完全依靠化石燃料制取得到，如果能回收利用工程废氢，每年大约可以回收到大约1亿立方米。 2.氢能源的特点 作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点： -能量高。除核燃料外，氢的发热值是目前所有燃料中最高的，是汽油的3倍。氢的高能，使氢成为推进航天器的重要燃料之一； -氢本身无毒，燃烧产物是水，无污染，且能循环使用； -氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快； -利用形式多，可以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 -耗损少：可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小； -利用率高：氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高； -运输方便：氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。 因此，可以说氢能是最理想的、完美的能源。氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注。发展氢经济是人类摆脱对化石能源的依赖、保
《传感器原理与应用》结课论文国外传感器现状及发展趋势 学院：计算机与信息工程学院 专业：通信工程 班级：13级通信工程 学号： ： 指导教师：袁博 学年学期：2016-2017学年第一学期
摘要：传感器技术是现代技术的应用具有巨大的发展潜力，通过传感器技术的应用现状，在未来发展中存在的问题和面临的挑战，传感器技术现状与发展趋势。 关键字：传感器，现状，发展趋势。 正文： 一、传感器的定义和组成 根据国家标准（GB7665—87），传感器（transduer/sensor）的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 这一定义包含了以下几方面的含意：①传感器是测量装置，能完成检测任务：②它的输出旦是某一被测量，可能是物理量．也可能是化学量、生物量等；②它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电物理量，但主要是电物理量；④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。 关于传感器，我国曾出现过多种名称，如发送器、传送器、变送器等，它们的涵相同或相似。所以近来己逐渐趋向统一，大都使用传感器这一名称了。 但是，在我国还经常有把‘传感器”和“敏感元件”等同使用的情况。当从仪器仪表学科的角度强调是一种感受信号的装置时，称其为。传感器”：而从电子学的角度强调它是一种能感受信号的电子元件时，称其为“敏感元件”。两种
不同的提法在大多数情况下并不矛盾。例如热敏电阻，既可以称其为“温度传感器”，也可以称之为“热敏元件”。但在有些情况下则只能概括地用“传感器”一词来称谓。例如，利用压敏元件作为敏感元件，并具有质量块、弹按和阻尼等结构的加速度传感器，很难用“敏感元件％类的词称谓，而只“传感器”则更为贴切。 传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。 （1）敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量的元件。 是一种气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部与壳体l固接，上半部通过连扦与磁芯 4相连，磁芯4置于两个电感线圈3中，后者接人转换电路5。这里的膜盒就是敏感元件，其外部与大气压力尸。相通，部与被测量压力尸相通。当尸变化时．引起膜盒上半部移动，即输出相应的位移量。 （2）转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。在图2—2中，转换元件是可变电感线圈3，它把输入的位移量转换成电感的变化。 （3）转换电路：上述电路参数接入转换电路．便可转换成电量输出。 实际上，有些传感器很简单．有些则较复杂，大多数是开环系统，也有些是带反馈的闭环系统。 最简单的传感器由一个敏感元件（兼转换元件）组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶；有些传感器由敏感元件组成，没有转换电路，如压电式加
气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545
气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类，介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理，并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测范围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器；特性；应用；发展方向 一、前言 目前，随着人们环保意识的提高，环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题，影响到人民生活幸福感，甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重，各种工业废水，废气直接排入水体及空气，造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展，并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究内容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分，为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法，各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前，随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展，气体传感器的应用领域越来越广泛，在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面，越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成，其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为：物理传感器，化学传感器，生物传感器。按检测对象，化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器
氢能利用及技术发展方向综述 一、氢能源的前景 目前世界各国都在因地制宜的发展核能、太阳能、地热能、风能、生物能、海洋能和氢能等新型能源，其中氢能以资源丰富、热值高、无污染等优点被认为是未来最有希望的能源之一。 美、欧、日等发达国家都从国家可持续发展和安全战略的高度，制定了长期的氢能源发展战略。美国的氢能发展路线图从时间上分为4 个阶段：①技术、政策和市场开发阶段；②向市场过渡阶段；③市场和基础设施扩张阶段；④走进氢经济时代。从2000年至2040年，每10年实现一个阶段。而欧盟划分为三个阶段，即短期，从2000年到2010年；中期，从2010年到2020年；中远期，从2020年到2050年。第一阶段将开发小于500kW的固定式高温燃料电池系统(MCFCPSOFC）；开发小于300kW的固定式低温燃料电池系统(PEM)。第二阶段是新的氢燃料家用车比例要达到5%，其他氢燃料交通工具比例达到2%。所有车的平均二氧化碳排放量减少2.8g/km，二氧化碳年排放量减少1500万t。第三阶段是新的氢燃料家用车比例要达到35%，其他氢燃料交通工具比例达到32%。所有车的平均二氧化碳排放量减少44.8g/km，二氧化碳年排放量减少2.4亿t 。 中国对氢能的研究与发展可以追溯到上世纪60年代初，中国科学家为发展国家的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产、
H2/02燃料电池的研制与开发进行了大量有效的工作。上世纪7O 年代，将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发。2003 年11月中国加入了“氢能经济国际合作伙伴”，成为其首批成员国之一。在中国公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《国家“十一五”科学技术发展规划》中都列入了发展氢能和燃料电池的相关内容。目前中国已在氢能相关技术的研发领域取得了多方面的进展。在国家科技部和各部委基金项目的支持下，中国已初步形成了一支由高等院校、中科院、能源公司、燃料电池公司、汽车制造企业等为主的从事氢能与燃料电池研究开发及利用的专业队伍，研发领域涉及氢经济相关技术的基础研究、技术开发和示范试验等方面。特别是国家“973”项目“氢能规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究”和“利用太阳能规模制氢的基础研究”参与单位众多，影响较大。 二、氢能技术 氢能，是指氢与氧反应放出的能量。作为能源，氢能有以下主要特点：氢的放热效率高，燃烧1g氢可以放出14×104J的热量，约为燃烧1g汽油放热的3倍。氢气在燃烧过程中，除释放出巨大的能量外，产生的废物只有水，不会造成环境污染，因而又被称为“清洁燃料”。 氢能的利用方式主要有三种：①直接燃烧；②通过燃料电池转化为电能；③核聚变。其中最安全高效的使用方式是通过燃料电池将氢能转化为电能。 氢燃料电池与普通电池的区别，主要在于干电池、蓄电池
Sensor technology A sensor is a device which produces a signal in response to its detecting or measuring a property ,such as position , force , torque , pressure , temperature , humidity , speed , acceleration , or vibration .Traditionally ,sensors (such as actuators and switches )have been used to set limits on the performance of machines .Common examples are (a) stops on machine tools to restrict work table movements ,(b) pressure and temperature gages with automatics shut-off features , and (c) governors on engines to prevent excessive speed of operation . Sensor technology has become an important aspect of manufacturing processes and systems .It is essential for proper data acquisition and for the monitoring , communication , and computer control of machines and systems . Because they convert one quantity to another , sensors often are referred to as transducers .Analog sensors produce a signal , such as voltage ,which is proportional to the measured quantity .Digital sensors have numeric or digital outputs that can be transferred to computers directly .Analog-to-coverter(ADC) is available for interfacing analog sensors with computers . Classifications of Sensors Sensors that are of interest in manufacturing may be classified generally as follows: Machanical sensors measure such as quantities as positions ,shape ,velocity ,force ,torque , pressure , vibration , strain , and mass . Electrical sensors measure voltage , current , charge , and conductivity . Magnetic sensors measure magnetic field ,flux , and permeablity . Thermal sensors measure temperature , flux ,conductivity , and special heat . Other types are acoustic , ultrasonic , chemical , optical , radiation , laser ,and fiber-optic . Depending on its application , a sensor may consist of metallic , nonmetallic , organic , or inorganic materials , as well as fluids ,gases ,plasmas , or semiconductors .Using the special characteristics of these materials , sensors covert the quantity or property measured to analog or digital output. The operation of an ordinary mercury thermometer , for example , is based on the difference between the thermal expansion of mercury and that of glass. Similarly , a machine part , a physical obstruction , or barrier in a space can be detected by breaking the beam of light when sensed by a photoelectric cell . A proximity sensor ( which senses and measures the distance between it and an object or a moving member of a machine ) can be based on acoustics , magnetism , capacitance , or optics . Other actuators contact the object and take appropriate action ( usually by electromechanical means ) . Sensors are essential to the conduct of intelligent robots , and are being developed with capabilities that resemble those of humans ( smart sensors , see the following ). This is America, the development of such a surgery Lin Bai an example, through the screen, through a remote control operator to control another manipulator, through the realization of the right abdominal surgery A few years ago our country the
山东工商学院 学年论文 题目：传感器技术的研究现状与发展趋势姓名：xxx 学号：200905xxxx 专业：电子信息工程 指导老师：xxx
传感器技术的研究现状与发展趋势 姓名 （山东工商学院信息与电子工程学院，山东烟台 264005） 摘要： 传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词：传感器技术；传感器；研究现状 The Sensor Technology Current Research And Development Trend CHEN Cxxxx-xxx (School of Information and Electronic Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Yantai, 264005,China) Abstract:Sensor is an essential and critical component of highly automated system and cutting-edge technology. Sensor Technique is what many developed countries are competing in. It is also one of the ten top technologies with priority in the 21st century. There are a large amount of areas of knowledge involved in Sensor Technique. Meanwhile, it also has been in close relation with the advance of other fields of technologies. This paper first introduces the basic knowledge of the Sensor and the history of the Sensor Technology .Then it summarizes the main investigation on Sensor Technique of Photoelectric Sensor and Biosensor in recent years .Last,it forecasts the development and future applied fields of the modern Sensor Technology. Key words:Sensor Technique; Sensor; Current Research; trend