1．绪论
聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头尾方式相连的。主要用于制聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。它还耐化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。
2.聚丙烯腈的性能及用途
聚丙烯腈纤维是一种高分子长链合成的聚合物形成的人造纤维，其丙烯腈含量至少占85%。它表面平滑，具有良好的悬垂性能，可以生产保暖且很轻的织物。它的弹性和回弹性具佳，并具有优异的耐阳光和耐气候性能。这种纤维可以水洗或干洗。但是聚丙烯腈纤维的强度一般，湿态时强度约降低20%，但是干燥后即恢复。是一种疏水性纤维（回潮率为1%），常发生静电和起球现象，其耐磨性能一般。
有着人造羊毛美称的腈纶，又有着便宜的价格，所以成为了羊毛和棉花的最佳替代品。在我国化纤工业中，聚酯纤维主要用于仿棉或仿丝型织物、而仿毛型织物以腈纶为主要原料。腈纶外观蓬松，手感柔软，具有良好的耐光、耐气候、其弹性和保暖性可以和羊毛媲美，深受消费者欢迎。在我国毛纺及人造毛皮所用原料中腈纶占最主要地位。腈纶的优良性能使其在服装、服饰、产业领域有广泛的应用。聚丙烯腈纤维根据不同的用途可纯纺或与天然纤维混纺，可与羊毛混纺成毛线，或织成毛毯、地毯等，还可与棉、人造纤维、其他合成纤维混纺，织成各种衣料和室内用品。
3.腈纶的发展历史
早在100多年前人们就已制得聚丙烯腈,但因没有合适的溶剂，未能制成纤维。1942年，德国人莱因与美国人莱瑟姆几乎同时发现了二甲基甲酰胺溶剂，并成功地得到了聚丙烯腈纤维。1950年，美国杜邦公司首先进行工业生产。以后,又发现了多种溶剂,形成了多种生产工艺。1954年，联邦德国法本拜耳公司用丙烯酸甲酯与丙烯腈的共聚物制得纤维，改进了纤维性能，提高了实用性，促进了
聚丙烯腈纤维的发展。
腈纶工业从2O世纪5O年代在美国、德国和日本实现了工业化生产，6O年代和7O年代世界腈纶工业快速发展，到8O年代由于服用纤维转向棉和天然纤维，而且原料价格上涨，成本增加，导致腈纶增长减缓。欧洲、美国、日本等发达国家和地区因腈纶生产中物耗、能耗和环境影响等因素逐渐处于停滞或萎缩状况，并向发展中国家转移。1984年，聚丙烯腈纤维的世界产量为2.4Mt。2000-2006年，我国平均每年要进口411kt腈纶，已经成为世界最大腈纶输入国。
表一世界主要纤维产量（1994）
表二 1995年世界腈纶产量（按地区划分）
近年来世界腈纶产量不断减少。美国目前唯一腈纶生产厂Solutia公司在2005年已退出腈纶产业，墨西哥生产厂也宣布自2006年从腈纶退出，欧洲和日本、韩国也在减小腈纶产量。1990-2005年，世界腈纶生产的平均增长率仅有0．8％，其总体变化不大，基本保持平衡。2004年全球腈纶产量为2 750kt，占化纤总量的比例为7．96％；2005年全球腈纶产量为2 619kt，占化纤总量的比例为7．78％。2006年全球腈纶产量继续下降约4％。具体如表三：
在世界经济一体化大趋势中, 腈纶产业链形成了国际供需分工新格局。发达
国家产品侧重于个性化、功能化、环保化和高技术化;发展中国家则主要生产中
低档常规产品。我国腈纶工业要想在激烈的竞争中生存发展下去, 就要突破科技
创新的贫乏区, 努力提高产品的科技含量, 研制开发高性能、高技术的腈纶纤维,
进一步向精、深、细加工方向发展, 确保产品质量的稳定,逐步提高产品的附加
值。
图 4.腈纶产业链国际分工格局
4. 丙烯腈的合成
丙烯腈 H 2C = CH - CN ，C 3H 3N 作为聚丙烯腈的初始原料,是一种无色、易
燃且有刺激性气味的液体。它的分子量为53.06 ，密度为0. 806 g/ cm 3
，丙烯
腈的熔点为- 82 ℃，沸点为77 ℃。这种液体属易爆品，爆炸极限在2.8 %～28 %(容
积比) 之间,闪点为- 5 ℃,丙烯腈是一种极易致癌的物质，并且推测是致诱变及
畸形的物质。丙烯腈的其他工业应用包括用作生产丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS)
塑料，丙烯腈—丁二烯橡胶(ABR) 以及苯乙烯—丙烯腈共聚物等的原材料。己二
酸腈由丙烯腈二聚体氢化形成,这种酸可用于聚酰胺生产的初始产品 - 己二酰
二胺的合成，而且自1965 年以来Monsanto 公司已将此工艺用于工业生产。
丙烯腈还用于生产杀虫剂。丙烯腈的产量接近470 万t/ a ，其中50 %～60 %
进一步用作聚丙烯腈的生产。丙烯腈有四种不同的合成方式:
(1) 根据O.Bayer 和P. Kurtz 在1939 年发明的生产工艺,即将氰化氢直接加
入到乙炔中去,同时在催化剂如氯化铜( I) 以及氯化钠、氯化钾或氯化铵存在的
情况下80 ℃～90 ℃,或者在氯化物催化剂如氯化锌存在的情况下,在450 ℃～
700 ℃的气相条件下合成得到。
HC ≡CH + HCN →H 2C = CH —CN
(2) 在工艺初期通过水裂解将环氧乙烷转变为3-羟基丙腈：
CH 2
CH 2
O + HCN 催化剂+H O HO CH 2CH 2CN
(3) 第二阶段,3-羟基丙腈在金属氯化物或碱金属盐存在的条件下脱水而制成丙烯腈:
CH 2CN H 2O H 2C OH CH 2CH CN
(4) 丙烯腈是石油化学工业的重要产品，是合成聚丙烯腈纤维、丁腈橡胶
和合成塑料（例如ABS 树脂）的重要单体。丙稀氨氧化法制丙烯腈是1960年由
美国Sohio 公司首创并工业化的，现已成为合成丙烯腈的主要方法，丙烯腈的其
他生产方法则已相继被淘汰。丙烯腈氧化法的有点如下：
1.丙烯是目前大量生产的石油化学工业的产品，氨是合成氨工业的产品，这
两种原料均来源丰富且价格低廉。
2.工艺流程比较简单，经一步反应便可得到丙烯腈产物。
3.反应的副产物较少，副产物主要是氢氰酸和乙腈，都可回收利用，而且丙
烯腈成晶纯度较高。
4.丙烯氨氧化过程系放热反应，在热平衡上很有利。
5.反应在常压或低压下进行，对设备无加压要求。
6.与其他生产方法如乙炔与氢氰酸合成法，环氧乙烷与氢氰酸合成法等比较，可以减少原料的配套设备（如乙炔发生装置和氰化氢合成装置）的建设投资。
丙烯氨氧化法制丙烯腈（AN）生产过程的主反应为
C3H6+NH3+3/2O2 CH2=CHCN+3H2O
该反应的反应热为（-△H r）298=586.5kJ/mol AN
主要的副反应和相应的反应热数据如下：
(1)生成氢化氰（HCN）
C3H6 + 3NH3 +3O2 3HCN + 6H20
（-△H r）298=315.1kJ/mol HCN
(2)生成丙烯醛（ACL）
C3H6 + O2 CH2=CH-CHO + H2O
（-△H r）298=353.1kJ/mol ACN
(3)生成乙腈（ACN）
C3H6 + 3/2NH3 + 3/2O2 3/2CH3CN + 3H2O
（-△H r）298=362.3kJ/mol ACN
(4)生成CO2和H2O
C3H6+ 9/2O2 3CO2 + 3H2O
（-△H r）298=641kJ/mol CO2
5.丙烯腈的聚合
一般而言,聚合产物必须易过滤、易干燥而且易溶解以便制成纺丝溶液。纺
丝液本身必须保持相同的粘度,对分子量的恒定性有一总体要求。这样这一要求
才能满足技术装备(反应器容积,搅拌系统) 和工艺参数调节的需求。这样,工艺
参数,如化学组成、分子量、分子量分布及白度等就会持续不断地得到控制,以确
保最终产品的质量。
一般而言,丙烯腈可用多种工艺聚合。文献中工艺的区分是灵活多样的,一
般区分如下：
乳液聚合；
悬浮聚合(分散聚合) ；
溶液聚合—沉淀聚合是溶液聚合中的特殊工艺；
离子聚合；
本体聚合(整体聚合) 。
5.1 乳液聚合
水不溶性单体借助乳化剂的作用在水中乳化后的聚合,聚合时还要借助水溶
性引发剂(高锰酸钾、氧化还原引发系统) 的作用。
5.2 悬浮聚合(分散聚合)
在所有的文献中这两种聚合工艺是没有区别的,通常使用的术语是悬浮聚合,
与分散聚合相反的是分散剂和引发剂都是不溶于水的。常用的引发剂是氧化还原
引发系统,包括铵、高锰酸钠或高锰酸钾(催化剂) 、二氧化硫、亚硫酸氢钠或偏
亚硫酸氢钠以及铁(Ⅱ) 化合物。
5.3 溶液聚合
溶液聚合的优点在于其简单的聚合物生产和纱线成形以及连续聚合物生产
及连续纺丝工艺的可行性。在应用溶剂的丙烯腈聚合时,无论单体还是聚合物都
用溶剂溶解。浓缩聚合物溶液马上用于纤维的生产。通过排除反应热的无效放热
反应的控制是其优点之一,另外粘度的增加是较小的。这种聚合方法的缺点就是
相对较低的转化度(50 %～70 %) ,未转化的单体可以通过聚合物溶液的脱单工艺
回收后重新用于聚合。
脱单工艺可以通过50 ℃～60 ℃真空下的薄层工艺完成。该工艺并不能形成全部的单体脱除,因此总有0. 2 %～0. 3 %的单体仍然留在聚合物溶液中,由此形成纺丝中的不足。采用不同溶剂的纤维纺丝得到的纤维特征几乎是相等的。
二甲基甲酰胺(DMF) ,N ,N-二甲基乙酰胺(DMAC) ,二甲亚砜(DMSO) ,硫氰酸钠,氯化锌及硝酸等都可以用作溶剂使用。
5.4 沉淀聚合
沉淀聚合发生在水溶性氧化还原引发体系中。在反应器中,填充了水和催化剂溶液,其中水对单体的比率是经过选择的,因此单体能溶解在水中。聚合产物不溶于水并以结晶形式沉淀出来,由此就可以简单地将聚合物从溶剂中分离出来。
5.5 离子聚合
丙烯腈的离子引发聚合基本上是可行的。但是考虑到其中也包括有关溶剂纯度的严格要求以及高的催化剂价格等,到目前为止还没有发现投入实际运行中。
5.6 本体聚合(整体聚合法)
如果在没有溶剂或稀释剂的情况下,丙烯腈发生聚合的工艺称为本体或整体聚合。反应混合物仅仅包含纯的单体以及开始聚合所需的引发剂或催化剂。6. 腈纶生产的工艺路线
腈纶生产工艺中，就聚合工艺而言, 有溶液聚合一步法和水相悬浮聚合二步法两类就纺丝而论，有干法纺丝和湿法纺丝两类按所用溶剂来分，有无机和有机两种。所用溶剂有二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、碳酸乙烯醋和丙酮等有机溶剂，以及硫氰酸钠、硝酸和氯化锌的水溶液等无机溶剂。怎样采用合适的工艺路线来发展我国腈纶工业一直为腈纶生产者及使用者所关心。
6.1 不同聚合工艺的比较
丙烯腈可以采用不同的聚合工艺来进行聚合, 可用乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合、沉淀聚合、离子引发聚合、本体聚合等, 目前在腈纶生产中只采用溶液聚合及水相悬浮聚合两种。由于溶液聚合单体经聚合直接形成聚合物溶液, 只要经脱除单体、过滤去杂质及脱泡后即可供纺丝,这一工艺被称为一步法工艺。水相悬浮聚合是将单体经氧化一还原引发剂引发聚合后, 所得聚合物不溶于水,不断从水相中析出, 再经回收单体、脱水、干燥后可制得聚丙烯腈共聚物, 再将共聚物溶于合适的溶剂制成纺丝溶液, 这种工艺被称为二步法。
一步法原料包括AN、第二单体、第三单体、链终止剂、链引发剂、溶剂、其它添加剂等。其工艺流程如下:
二步法原料包括AN、第二单体、第三单体、氧化-还原引发体系、PH调节剂、水。工艺流程如下：
比较一步法和二步法的工艺路线, 一步法消耗第三单体及溶剂多, 回收溶剂量大, 但蒸汽和水的消耗较少, 易于进行连续化和自动化生产, 但难以实现多品种生产。由于在一步法的聚合反应中加人溶剂, 要求溶剂的纯度高, 且溶剂的链转移常数较高, 需要庞大的聚合设备, 三废处理量亦较多。一步法可使聚合和纺丝连续操作, 但由于采用溶液聚合, 不易散热, 随着生产能力增大, 必须扩大聚合釜。为了提高散热效果, 只能采用多个小聚合釜, 这样虽然提高了散热效果, 但又增加了成本而二步法因采用悬浮聚合, 聚合热容易散发, 聚合釜生产能力可扩大, 一台釜生产能力可达100-150t/d, 为了提高腈纶生产的单线生产能力, 降低生产成本, 提高竞争力, 采用二步法较为适宜。
6.3 不同溶剂及纺丝工艺的比较
由于聚丙烯腈的熔点比分解温度高，因此腈纶主要是采用溶液纺丝法制造。溶液纺丝可分为干法及湿法纺丝两种。目前世界上聚丙烯腈的纺丝主要是采用湿法纺丝，约占总产量的90%，生产品种是短纤维干法纺丝占10%，主要是用来生产长丝，也可生产短纤维。干法纺丝:腈纶的干法纺丝只用DMF作溶剂。干法纺
丝的纺丝溶液浓度高于湿法纺丝。使用时DMF，干法纺丝常用聚合体质量分数25%-30%的溶液。凝固浴一般由所用溶剂与水的混合物组成。
由于干法纺丝成形的条件比较缓和，所制得纤维的结构较均一、密实。纤维截面呈狗骨形、它的膨松性和回弹性较好，手感柔和。一般都认为用干法纺丝所纺制的聚丙烯腈纤维比湿法纺丝纤维的性能更优良。但干纺腈纶投资高、能耗高，纤维上残留的高，至今对于干法纺丝腈纶所残留的对用户的危害性还在争论中。DMF干法纺丝的能耗较大一些, 一般来说比用NaSCN纺丝的能耗大20%左右，比DMAC湿法纺丝的能耗大50% 左右，因此，其竞争能力不如湿法纺丝。目前干法纺丝腈纶主要生产公司美国的Dupont公司及德国Bayer公司都已放弃。大多数专家倾向我国今后发展腈纶可选用NaSCN二步法及DMAC二步法。
7. 主要原料
生产聚丙烯腈原丝所用的原料主要有单体、溶剂、引发剂以及其它辅助化工原料等几类。因聚丙烯腈原丝的制备工艺比较多，对于不同制备工艺，或者针对聚丙烯腈原丝的不同要求，需要采用与之相适应的化工原料。制备聚丙烯腈原丝常用的单体有丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、醋酸乙烯、丙烯酰胺等等，新开发的单体有 2- 丙烯酰胺 -2- 甲基丙磺酸（ AMPS ）、苯乙烯磺酸氨等。丙烯腈常常被称为合成聚丙烯腈纤维的第一单体，而其它单体则被称为共聚单体，或第二、第三单体等。丙烯腈是制备聚丙烯腈原丝最主要的单体。丙烯腈的制备主要有三种方法：第一种是环氧乙烷与氢氰酸的反应合成法，先制得氰乙醇，再经脱水制成丙烯腈。第二种是在 CuCl 和 NH4Cl 的催化下，采用乙炔和氢氰酸经加成反应而得到丙烯腈。这种方法又称直接法。第三种是现行工业生产中最常用的方法，主要原料是丙烯和合成氨，所以称为丙烯氨氧化法。尽管丙烯氨氧化法技术成熟可靠，但是人们不断寻求更经济、更合理的合成技术。国外一些大公司开始了以丙烷为原料的开发研究工作。丙烯腈是一种无色易流动液体，具有特殊的辛辣杏仁气味。容易聚合，运输、贮存过程要加入阻聚剂；蒸汽有毒！相对密度为 0.8060（ 20/4℃）；沸点 77.3 ～ 77.9℃；凝固点 -83 ～ -84℃；密度在 20℃时为 0.81g/cm 3 ；折光指数 N D25 =1.3888 ；聚合热 72.3kJ/mol 。易溶于一般有机溶剂，还容易溶解于硫氰酸钠、氯化锌等无机盐水溶液，在水中的
溶解度为 7.3wt. % （ 20℃）；自动点火温度 481℃，在燃烧过程中产生的危害气体主要是一氧化碳和氰化氢；易挥发、易燃易爆，在空气中的爆炸极限为 2.6 ～ 17.5v% 。
丙烯腈属于高毒性类物质。根据国外有关安全手册，已经发现丙烯腈对动物吸收、摄取或皮肤接触的暴露中毒会影响到骨髓、肾、中枢神经系统、肝和上下呼吸道系统。丙烯腈已经表现出对许多动物的致癌作用。还表明对细菌繁殖和哺乳动物的细胞繁殖具有畸变作用、对胚胎的毒性作用和对动物的再生毒性作用。试验表明通过吸入摄取或皮肤、眼的接触，对丙烯腈的暴露对人的健康影响初步包括：特别的不舒服，如，恶心、头痛、或虚弱；肝、肾功能失常；对精神系统暂时麻醉抑制，如，眩晕、头疼、模糊、不协调或失去知觉；不正常的造血功能—贫血症、减少白血球的产生；对上呼吸道的刺激，对肺的暂时性刺激所引起的咳嗽、不舒服、呼吸困难、呼吸短促；对皮肤的刺激引起不舒服或皮疹；对眼腈刺激引起不舒服、流泪或视觉模糊等。
在丙烯腈中过度暴露，还会导致下列影响：肝功能不正常，恶心呕吐，食欲降低，肚子痛不正常的肾功能会减少小便量，导致尿液化验不正常或水肿。对精神系统的影响如痉挛、失去知觉；暂时的感觉神经系统的影响如发烧；对肺的严重刺激；发绀或极度暴露导致死亡。传染病学研究和实验室研究的结果还表明：丙烯腈对人有致癌的危险。证据表明通过皮肤摄取的丙烯腈量可以产生系统毒性，原来患有精神系统、肺、肝、肾或骨髓等疾病的更可能由于过度暴露而中毒。所以，在生产运输、使用处理丙烯腈的时候要严格遵守国家的有关法规以及所在单位的规定，如我国按工业企业设计卫生标准规定，车间空气内允许极限浓度为 2mg/m 3 。凡是生产和使用丙烯腈的场所都需要特别有效的泄漏处置和应急机制。个人要佩戴必要防毒面具或防护服，戴化学安全防护眼镜和手套等。
二甲基亚砜（ DMSO ）是目前国内最常用的制备聚丙烯腈原丝的溶剂。它是无色透明略有臭味的液体。相对密度 1.1014 （ 20/4℃），沸点 189℃，凝固点 18.5℃，闪点 95℃，燃点 304℃，折射率 1.47833 （ 20℃）DMSO 是一种极性高、吸湿力强的有机溶剂，溶于水、醇、醚、丙酮，水溶液
呈碱性。对碱稳定，在酸性条件下产生少量的甲基硫醇、甲醛、二甲基硫、甲磺酸等化合物。无水的二甲基亚砜对金属腐蚀性很小，然而含水的二甲基亚砜对铁、锌、铜、铝合金、普通不锈钢都具有相当的腐蚀性。它的蒸气压比较低，爆炸性小，但容易燃烧。二甲基亚砜毒性虽小，但是对皮肤有强烈的渗透性，经常性接触可能会引起皮炎，有时也会引起肌体的变态性反应。由于它对许多物质的溶解性，一向被称为“万能溶媒”，还具有消炎、止痛、利尿、镇静和促进伤口愈合的疗效，对肌体的渗透、对药物的携带、增效作用，在国外被称为“万能药” 。
在聚丙烯腈原丝的聚合和纺丝生产中，还可以用二甲基乙酰胺（ DMAC ）、丙酮、碳酸乙烯酯、氯化锌的水溶液以及硝酸水溶液等。比如，国内曾用硝酸水溶液进行碳纤维原丝的生产，取得了可喜的成绩。
7.1.1 配料计算
制备 PAN 原丝最传统的聚合方法是溶液聚合，以溶剂二甲基亚砜（ DMSO ）最为常用。在实验室研究丙烯腈的均聚，或丙烯腈与其它单体的溶液共聚合时，可以根据量的需要，选择在大小不同的烧瓶中进行，如果试剂量不是太多，甚至直接可以在锥形瓶中聚合。由于空气中的氧是聚合反应的阻聚剂，聚合反应一般在氮气的保护下进行。但是如果一次聚合的量少于 300g ，可以把瓶塞塞紧，不通氮气，这时因为不采用机械搅拌，应经常地摇晃反应瓶，以维持聚合的均匀性。如果配制 100g 的聚合溶液，假设引发剂偶氮二异丁腈（ AIBN ）的浓度 1% （占单体总量的质量百分比），单体浓度为 22% （ wt. ），单体配比丙烯腈 / 衣康酸（ AN/IA ）为 97∶ 3 （ wt./wt. ）。那么，据反应配方
计算如下：
AN ：100 ×22% ×97% ÷0.805 =26.51Ml
IA ：100 ×22% ×3% =0.66g
AIBN ：100 ×22% ×1% =0.22g
DMSO ：100 ×78% ÷1.1 =70.91mL
7.1.2转化率的测定
聚合反应开始后，采用减量法，每隔一定时间间隔称取聚合液 0.8 ～ 1g （精确到 0.1mg ）置于10 ×10 （ cm 2 ）方玻璃的光面上，再盖上一块方玻璃，用力压成很薄的一层。然后，将两块玻璃反方向拉开并浸在纯净水中，使其凝固、析出。把凝固的薄膜用纯净水洗涤、真空中烘干至恒重，将薄膜称重（精确到 0.1mg ），根据以下公式计算此时聚合反应的转化率。
为反应体系中总单体的初始重量百分比浓度；
式中： M
M 为聚合结束时体系中总单体的残余重量百分比浓度。
7.1.3溶液落球粘度的测定
（ 1 ）将已经脱除残余单体的聚合液，沿落球粘度管的管壁慢慢地倒入粘度管中。使其超过上刻度线后，盖严塞子。（ 2 ）将落球粘度管垂直置于 25 ±0.1℃的恒温槽中，静止恒温，脱泡 30min 。（ 3 ）取下塞子，在管子正中心投入一不锈钢球，用秒表测量小球在两个刻度线间降落的时间。测得的秒数就是所测溶液的落球粘度的数值。（ 4 ）重复测定三次，使每两次间的数值之差不大于 2s 。并取其平均值。
7.2.1 溶液聚合反应条件研究
用于聚丙烯腈原丝的工业生产主要根据自由基聚合的原理，可以采用溶液聚合或悬浮聚合等具体方法。其中以溶液聚合为主，影响聚合的主要因素有：
引发剂用量、反应时间和温度、单体浓度、搅拌速度、单体配比等。在聚合反应中，增加引发剂用量，提高反应温度，在一定范围内延长聚合反应时间都使转化率上升，聚合物的平均分子量下降。提高单体浓度可以同时提高聚合物的平均分子量和溶液粘度。提高搅拌速度可使聚合物的平均分子量下降。铁离子或空气中氧的作用均会降低聚合反应的转化率和聚合物的平均分子量，甚至使聚合反应无法进行。提高原液中聚丙烯腈聚合物的浓度不仅在经济上是合理的，更重要的是对改善纺丝条件、成形纤维的结构和成品纤维的性能十分有利。增加纺丝原液中聚合物的浓度，可使初生纤维的密度增大，纤维中的空洞数目减少，结构均一性提高，增加纤维的强度，从而改善原丝及碳纤维的结构和性能。
7.2.2溶剂对聚合反应的影响
表 2-2 是不同溶剂对聚合反应转化率及产物平均分子量的影响。在相同的反应条件（反应温度 60℃，单体浓度 25% ，引发剂 AIBN 浓度 1% ）下，对于间歇聚合反应，为了得到高转化率的聚合物，采用 DMF 溶剂聚合所需的时间远远大于采用 DMSO 溶剂聚合的时间。而且采用 DMF 溶剂得到的聚合物的分子量低。这是因为在 AIBN 引发下， AN 向 DMF 溶剂链转移常数远远大于向 DMSO 的链转移常数。当然，这里并不否定采用 DMF 溶剂作为 PAN 聚合及纺丝的溶剂，事实上，对于溶解 PAN 的能力来讲， DMF 是最强的。但采用 DMF 作溶剂，聚合工艺上要进行条件参数调整。
表2-2 不同溶剂聚合的参数比较
溶剂聚合时间（h）转化率（%）粘均分子量可纺丝
DMSO 8 95.75 82213 好
DMF 72 86.25 29333 整
7.2.3 单体浓度及配比对聚合反应的影响
表 2-3 是单体配比与转化率和共聚物的平均分子量的关系。从表中可知，随着第二单体丙烯酸（ AA ）配比的增加，反应的转化率和共聚物的平均分子量都增加。这可能是因为 AN 和 AA 的竞聚率不同所致，γAN =0.35 ，γAA =1.15 。 AA 的竞聚率大于 AN ，表明 AA 均聚和共聚增长的趋势明显。单体浓度对反应的影响，如表 2-4 所示。可见单体浓度提高，聚合时碰撞频率增加，聚合速度增加。故单体的转化率增加，易于脱单，纺丝时容易得到结构致密的纤维，对于提高最终所得纤维的力学性能有利。但单体浓度太高，原液粘度也相应提高，将会增加纺丝压力，导致纺丝困难。
7.2.4 引发剂浓度对聚合反应的影响
图 2-1 是在不同的引发剂浓度下丙烯腈 - 丙烯酸共聚物的转化率随反应时间的变化曲线。图 2-2 是引发剂浓度对共聚物的平均分子量的影响。由图2-1 和图 2-2 可知，随着引发剂浓度增加，转化率相应增加，而共聚物的平均分子量下降。这是因为活性中心浓度增加，导致反应速度加快，链终止反应速度也加快。当［ AIBN ］为 1% （ wt ），反应时间为 24h 时，就能得到高转化率聚合物。同时，使平均分子量合适，原液可纺性好。
7.2.5 反应温度和时间对聚合反应的影响
不同反应温度下，混合单体转化率与反应时间的关系如图 2-3 。丙烯腈 - 丙烯酸共聚物的粘均分子量与反应温度的关系如图 2-4 所示。可以看出，共聚反应的聚合速率随反应温度的升高而增大，相同时间下单体的转化率亦增大，而共聚物的粘均分子量随反应温度升高而减小。这显然是由于 AIBN 的热分解受温度的影响所致。温度越高，引发剂 AIBN 分解的速度加快，产生自由基的速度加快，从而导致引发单体进行反应的速度加快。
8.改性聚丙烯腈纤维的研究进展
从20世纪80年代末到90年代初, 中国腈纶业先后引入了NaSCN二步法、DMF干法和湿法、DMAC二步法等装置。合计生产能力455kt；同时老厂进行扩能改造。使中国腈纶进入了高速发展期。2003年已建生产能力达661kt,产量628.6kt,2005年生产能力将达到800kt,产量有望达到700kt；2010年预计生产能力将达到900kt、产
量达到800kt。
国内腈纶大部分采用引进技术生产, 品种以中低档常规产品为主。各企业技术开发力量参差不齐, 品种开发尚处起步阶段, 与发达国家比差距大。目前, 国内市场差别化腈纶年用量约占腈纶总加工量的1\3,数量超过300kt,缺口达
200kt。随着纺织品高档化、功能化发展的趋势。市场对差别化腈纶的需求量逐年增加。调整腈纶产品结构,大力开发差别化品种。已成为中国腈纶工业在全球竞争中求生存、图发展的重要内容。
8.1 聚丙烯腈复合纤维
聚丙烯腈复合纤维是根据羊毛有两种形状不同的角质层复合而成的结构发展起来的一种新品种。它是由两种收缩性质不同的原液( 第二、第三单体的种类或含量不同、或两组分的含量或相对分子质量不同) 复合而成。从而形成一种永久性立体卷曲型的聚丙烯腈纤维。聚丙烯腈复合纤维能作为代替羊毛的一种复合纤维，具有较好的蓬松性、弹性、保暖性；但和羊毛相比。它的回弹性和卷曲性稍差。对纤维进行卷曲可以实现蓬松性，卷曲后再经过混合的步骤, 卷曲就不再对齐，每根纤维不是最紧密的相互靠近，从而形成了蓬松。在短纤维中，卷曲生的另一个重要的功能是增加纤维的抱合力，从而使纱线具有一定的强度。
8.2 抗静电聚丙烯腈纤维
常规腈纶在标准状态下的电阻率为1013Ω.cm,会造成纤维在后加工时因摩擦产生静电,使集束困难并易缠绕在机件上；成品吸尘和易受污染；局部可引起皮肤炎症和血液PH值升高；衣裙容易缠腿；在低湿度条件下因静电关系而引起火灾。为降低腈纶的静电积聚效应，人们制取了抗静电腈纶。常采用如下措施: （1）把亲水性化合物通过共聚引入聚合物中，制成抗静电纤维；
（2）把聚丙烯腈大分子中的氰基部分水解成羧基；
（3）使用抗静电剂。
抗静电腈纶可用于学生服装、夜礼服、抗静电工作服、无尘工作服，无绒毛、无菌工作服以及地毯、被单、复印带等。
8.3 高吸湿、吸水聚丙烯腈纤维
腈纶和其他合成纤维一样, 具有吸湿和保水性差的缺点，使穿着不舒适。
改善腈纶的吸湿、吸水性的方法主要有：
用碱减量法对腈纶进行表面处理，使纤维表面粗糙化, 产生沟槽、凹窝, 以增强其吸水效果；并且纤维结构中的腈基与酯基在一定浓度的碱溶液下，水解生成的-COOH、-COONa都是亲水基团，对水分子有着很强的亲和力。适当地控制水解温度、水解时间及碱浓度, 阻止碱液渗透到纤维内部，以防纤维的强度和伸长等品质指标遭到破坏,从而使纤维具有一定的吸水性。
还可以通过氨基酸在不同的反应条件下化学改性聚丙烯腈纤，使腈基部分转化为羧酸基团,调节反应时间和反应温度使晶型转变，改善纤维的机械强度。在去离子和盐的水中，这种改性纤维显示了极好的保水性。
高吸湿腈纶改变了普通腈纶不适于制作春秋服装的状况，可制作四季服装、内衣、运动衫、儿童服装、睡衣及床上用品等。
8.4 阻燃腈纶
聚丙烯腈纤维一个很大的缺点是阻燃性差,其极限氧指数仅为17%-18.2%在合成
、CO等。对聚丙烯腈纤纤维中属最低。燃烧气中还含有一定的毒性,如HCN、NO
2
维进行阻燃改性的方法归纳为以下3种:
（1）应用含阻燃元素（氯、溴或磷）的乙烯基单体，如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯以及乙烯基磷酸酯等，通过与丙烯腈共聚，制得阻燃腈纶。
（2）在纺丝原液中混入阻燃剂, 制取阻燃聚丙烯腈纤维。在各种化合物中，含有硼、铝、氮、磷、溴、氯、硫、锑、铋等元素的一些化合物都具有阻燃作用，其中尤以磷、溴、氯这几种元素的阻燃效果最好。对阻燃剂要求颗粒细，与聚丙烯腈相容性好，不溶于凝固浴和水。
（3）在后处理时用阻燃剂对纤维进行表面处理。但这种方法得到的阻燃效果不持久，经多次洗涤即失去阻燃性。抗起毛起球聚丙烯腈纤维普通腈纶制品，特别是针织品抗起毛起球性极差。在穿用和洗涤过程中，经多次摩擦后, 织物的纤维端露出织物，在织物表面呈现许多毛茸，即“起毛”; 若这些毛茸不能及时脱落, 就会互相纠缠在一起, 被揉成球形小粒, 即“起球”, 严重影响制品的美观性。在纺丝过程中采用异形截面，如C 型喷丝孔或降低拉伸倍数从而降低纤维的剪切和抗张强度；或者采用添加剂用共聚方法改变聚合物组成或降低聚合物的相对分子质量，都可以提高腈纶的抗起球性能。有时，须将两种方法结
合使用。抗起球腈纶的强度较常规同类纤维稍低，一般用于混纺，制成的织物可以防止或减少起球，即使起球后也容易脱落, 织物的抗起球效果要达到3级以上。
8.6 高收缩聚丙烯腈纤维
纺制腈纶膨体纱需要两种不同收缩性能的腈纶，普通腈纶的沸水收缩率一般在2%-4%，高收缩腈纶的收缩率为普通腈纶的5-10倍，收缩率可达15%-45%。通常把沸水收缩率在20%左右的纤维称为收缩纤维，把沸水收缩率35%-45%的纤维称为高收缩纤维。在1000C或以上的湿热条件下进行膨化处理时，高收缩纤维急剧缩短，使常规纤维弯曲鼓起，填充在纱线间，从而使纱线直径增大、蓬松柔软而且具有保暖性能。
与普通腈纶相比，高收缩腈纶的强度和卷曲度稍低。高收缩腈纶与普通腈纶混纺还可制成人造皮毛，具有手感柔软，织物厚实、丰满, 保暖性好等特点。或者与羊毛、麻、兔毛等混纺，做成各种仿羊绒、仿毛、仿麻、仿真丝产品等，具有质轻、膨松、柔软、保暖性好等优点。
8.7 细纤度聚丙烯腈纤维
纤维的纤度为0.44-1.33dtex时称细旦丝, 而在0.44dtex以下称为超细丝。细旦丝手感柔软、强度高、光泽柔和，吸湿性比普通纤维高一倍，织物覆盖能力强，穿着舒适。细旦丝和超细旦丝的制法有：采用稀薄的纺丝原液成形、喷射纺丝法离心纺丝法、超倍拉伸法、剥离型复合纺丝法、海岛型复合纺丝后用溶剂把连续相溶解掉等方法。
细旦丝可制得各种新颖的仿真丝绸。细旦短纤可用作高级毛毯、床单等, 腈纶细旦丝或超细丝还常被用于人造麂皮和静电植绒。
8.8 超高分子量聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维不仅是主要的服用及工业用纤维，还是碳纤维的主要原丝来源。聚丙烯腈原丝是如今制备高性能碳纤维最理想的材料。性能优异的碳纤维必须用优质的原丝生产，而聚丙烯腈纤维的高强化正是优质原丝的条件之一。解决聚丙烯腈纤维高强化问题的根本方法就是采用超高分子量的聚丙烯腈纺制纤维。为了得到高强高模纤维，一般要求聚合物相对分子质量在5×105以上。但聚合物在溶解过程中，由于相对分子质量大，分子链很长，不易移动且分子链
间缠结作用很大，影响了大分子向溶剂中扩散，在一定浓度下，往往不能得到溶液，而仅得到冻胶。所以超高分子量聚丙烯腈只能用冻胶纺丝技术来纺丝加工。可用于：石棉的代用品、增强材料、复合材料、高级的过滤材料、高品级的碳纤维等。
参考文献：
1 .王红林、陈砺，化工设计[M]，上海：华南理工大学出版社，2005,32～106
2 .李青山，沈新元. 腈纶生产工学[M] ，北京:中国纺织出版社，2000:5～20
3.刘越译，李理校.聚丙烯腈纤维的发展：开发简史与生产工艺[J]，国外纺织技术，2003，11:9～18
4. 宋移团, 王锐, 张天骄, 张淑梅, 王佩杰, 张旭慧. 改性聚丙烯腈纤维的研究进展[J],合成纤维，2006,2:10～13
5. 唐振波 .我国腈纶工业的发展动态[J]，石油化工技术经济,2004, 2 : 50～53
6 .王刚等 .我国腈纶工业的发展趋势与战略[J],金山油化纤,2004, 3 : 41～45
7.张家洲. 国内腈纶消费量面面观[N]，中国纺织报, 2007，2 ：2～4
8.金离尘 . 选择合适的工艺路线发展我过腈纶[J],合成纤维工业，2004 ,6:42～45
9.邹志量.中国腈纶工业的现状和发展方向的探讨[J],合成纤维，2009,6:1～4
10.徐静.我挂腈纶的发展方向[J]，金山油化纤，2006,4:31～35
11.张连敏，李祥高.聚丙烯腈纤维的生产技术及其应用综述[J]，非织造布，2007,2:35～38
12.任铃子.中国腈纶工业现状与前景展望[J],合成纤维工业，2005，6:3～6
13 张引枝，贺福等 . 含炭黑纤维制备活性纤维过程中孔的形成，新型碳材料，1998 ， 13 （ 1 ）： 19 ～ 28
14.钱伯章.改性聚丙烯腈纤维的研究与进展[J],纺织服装周刊，2006,14:18～19
15.GriesT,RixeC.PolyacrylicFibers[J].ChemicalFibertional,2002,11:232
～253
16. Keshav V D.Formulation of PAN for solution spinning [J].Synthetic Fibers ， 1994 ， 10 ： 37 ～ 40
光纤通信原理（论文） 文献综述 学院：电气工程学院 题目：光纤湿度传感器应用
光纤湿度传感器研究进展 文献综述 学院：电气工程学院专业：通信工程 摘要：光纤湿度传感器是传感器的重要组成部分，而光纤湿度传感器的使用敏感材料也很多，原理也各有异同，导致传感器结构不同、检测方式有差异和成本相差较大等问题,引起了研究者的广泛兴趣。本文比较了几种主要光纤湿度传感器的特点，并对光纤湿度传感技术目前存在的问题及发展趋势进行了讨论。 关键词：光纤湿度传感器；湿度；敏感材料 1.引言 光纤湿度传感器具有体积较小，响应速度较快，抗电磁干扰强，适应温度范围大，动态范围较大，灵敏度非常高的特点，在恶劣的环境中能发挥天然的优势。因而在国防科研、石油化工和电力等领域的湿度检测中有着广阔的应用前景[ 1]。 光学湿度传感器主要是利用光学材料在空气相对湿度发生变化后, 材料的物理和化学特性将发生变化，介质感受到相应的变化，从而引起波长光学参数，光波导和反射系数的变化进行的湿度测量[1]。 2.光纤湿度传感器的分类 按照不同的传感原理，光纤湿度传感器可分为两类：一类是光功率检测型[12]，即外界湿度变化引起传输光功率的变化，如基于锥形光纤[13-15] [16,17]、塑料包层石英光纤[18,19]等湿度传感器；另一类是波长检测型 [20,21]，即外界湿度变化引起涂敷在传感器表面的湿敏材料有效折射率发生变化，进而导致中心波长发生漂移，如基于布拉格光纤光栅[22-25]、长周期光纤光栅[26-29]、光纤Fabry-Perot腔[30-33]等湿度传感器。 1.3.1 2.1光功率检测型 2.1.1光纤传光式湿度传感器 光纤传光式湿度传感器的传感原理为：当湿敏材料薄膜与空气湿度相互接触后，湿敏材料发生化学反应导致其光学参数发生变化。因此，通过测量湿敏材料
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
中国计量学院 毕业设计（论文）文献综述 学生姓名：徐婷学号： 0800403238 专业：光电信息工程 班级： 08光电2 设计（论文）题目： 光纤振动传感器的设计 指导教师：李裔 二级学院：光学与电子科技学院 2011年 3 月07日
光纤振动传感器的设计 文献综述 一、概述： 光纤传感器的历史可追溯到上世纪70 年代，那时，人们开始意识到光纤不仅具有传光特性，且其本身就可以构成一种新的直接交换信息的基础，无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。由于其具有常规传感器所无法比拟的优点和广阔的发展前景，很多国家不遗余力地加大对光纤传感器的研究力度，也涌现出许多成果。但它仍存在诸如价格昂贵、技术不够成熟等瓶颈，这使得它在工程上的应用较少。最近涌现的很多成果无论是在价位上还是技术上都有了新的突破。随着新方法、新工艺不断被引入，大量低价位高性能光纤传感器面世，而光纤与其他学科理论相结合，不仅使光纤传感器在信号检测精度、传输减损、信号处理方面有了很大的提高，而且其应用领域也越加广阔。 光纤传感器作为一种优势明显的新型传感器不但在高、精、尖领域得到应用，而且在传统的工业领域被迅速推广，其本身产品也不断推层出新，显示出强大的生命力。可以预见随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高，不久的将来光纤传感器必将在海洋、化工、土木工程、水利电力等各个领域显示其应用活力。 二、光纤传感器的特点和工作原理： a。光纤结构和种类： 光纤是一种光信号的传输媒介。 光纤的结构：最内层的纤芯是一种截面积很小、质地脆、易断裂的光导纤维，制造材料可以是石英、玻璃或塑料。纤芯的外层由折射率比纤芯小的材料制成。由于纤芯与包层之间存在着折射率的差异，光信号得以通过全反射在纤芯中不断向前传播。光纤的最外层是起保护作用的外套。通常是将多根光纤扎成束并裹以保护层制成多芯光缆。 图一光纤结构 光纤的种类：1）按纤芯和包层的材质：玻璃光纤、塑料光纤。2）按折射率的变化：阶跃型、渐变型（聚焦光纤）。3）按传播模式：单模光纤、多模光纤。 b。光纤传感器的特点 近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程
传感器技术综述 Luqingsong@https://www.doczj.com/doc/ee11177652.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
聚丙烯腈纤维之物理化学性质及其应用与发展 一、前言 聚丙烯腈纤维，学名Polyacrylonitril，商品名为Acrylic，大陆称为腈纶。聚丙烯腈纤维为今日已工业化之合成纤维中，最多采多姿的纤维。聚丙烯腈纤维的定义为“属一种人造纤维形成这种纤维的物质是任何长练的聚合体所组成的，此聚合体至少含有85%以上之聚丙烯腈成分”。而经改质过的聚丙烯腈纤维称为改质聚丙烯腈纤维(modacrylic fiber)，其中聚丙烯腈成分占85%以下但至少须含有35%以上(Textile Fiber Product Identification Act 1960)。 聚丙烯腈纤维之分类 聚丙烯腈纤维为高熔点之聚合物，例如奥隆(Orlon)之熔点为238℃~249℃，聚丙烯腈纤维之熔点约在240℃左右，故加热至融点时容易变质，不能融熔纺丝，一班均采用融液纺丝法。早期因为无适当的溶剂，对于溶剂的选择上，为最大的问题点。直到1948年，美国杜邦公司(Du pont)发现DMF(dimethyl formamide二甲基甲酰胺)为聚丙烯腈纤维之最佳的溶剂，而在1950年大量生产，命名为奥隆(Orlon)。 因为聚丙烯腈单独聚合时染色较不易，故除了奥隆及极少数商品之外，现在市场上出售的聚丙烯腈纤维皆为其共聚合物(copolymer)。例如维尼龙N为丙烯腈与醋酸乙烯酯，压克力隆为丙烯腈与苯乙烯之共聚合物。 而共聚合之意义在于强化物理性质与改善染色性(导入染色座席使盐基性染料可染或酸性染料可染)，但各个制造厂商对于所使用之共聚合原料均极端的保守秘密，不做任何明确的说明。 纯粹聚丙烯腈纤维具有甚高的强度，而改质的聚丙烯腈纤维则强度较低，与黏液嫘萦差不多。各种聚丙烯腈纤维的纵侧面都很类似，唯有截面的形状有异。
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
五、聚丙烯腈纤维的改性 5.1改性的原因 聚丙烯腈纤维被称为合成羊毛，是代替羊毛的一种理想合成纤维，它具有较好的蓬松性、弹性、保暖性，但是其回弹性、卷曲性与羊毛相比仍存在较大的差距。聚丙烯腈纤维吸湿性差的弊端也使其在使用过程中缺少天然纤维的舒适性。此外，聚丙烯腈纤维易于产生静电的积聚，纤维的体积电阻率高达 6.5×1013Ω/cm，影响了纺丝加工性能及其应用。随着生活水平的提高，人们对合成纤维的要求也越来越高，传统聚丙烯腈纤维已不能适应人们的需求，因此需要对聚丙烯腈纤维进行改性。 5.2聚丙烯腈纤维的亲水性改性 5.2.1高聚物分子的亲水化 在聚合时引入亲水性单体与AN共聚,增加纤维的亲水性。这种亲水性单体是含有-OH、COOH或其它亲水基团的乙烯基化合物,在国外有大量的专利报道。如日本旭化成曾分别采用乙烯基吡啶和二羰基吡咯化合物等为主的亲水性共聚单体,制得了吸水性PAN纤维。 5.2.2用亲水物共混： 可用来共混的亲水性化合物可以分为两种:一种是低分子化合物,另一种是高分子化合物。对溶液纺丝来说,用低分子化合物共混的纺丝溶液宜采用干法纺丝,如西德拜耳公司在PAN纺丝原液中加入5%～10%的甘油或四甘醇,进行干纺,生产高吸水性改性PAN纤维。现在所采用的亲水性化合物逐渐趋向于用高分子化合物,这些高分子化合物有:亲水性轻度交联树脂、聚乙二醇衍生物和聚丙烯酰胺等。 5.2.3与亲水物接枝共聚 与亲水性物质接枝共聚，同样可以达到增加纤维中亲水性基团的目的，其工艺要比大分子结构亲水化的方法简单易行。聚丙烯腈可与甲基丙烯酸、聚乙烯醇等接枝共聚，达到改善吸湿性的目的。丙烯腈与天然大豆蛋白通过接枝共聚制得亲水改性聚丙烯腈纤维是又一成功的范例。随着接枝效率的提高，吸湿率相应增加，这是由于大豆蛋白存在于聚丙烯腈纤维的表面的原因。 5.2.4对纤维表面进行碱减量处理 用碱减量法对聚丙烯腈纤维进行表面处理，使纤维表面粗糙化，产生沟槽、凹窝，以增强其吸水效果。同时，纤维结构中氰基与酯基在一定浓度碱溶液作用
国内外光纤传感器的发展现状 2011-6-29 8:25:44 讯石光通讯咨询网作者：iccsz 摘要:本文将分析光纤传感器国内外发展的现状。主要介绍了两方面的情况：光纤传感器原理性研究的发展现状和光纤传感器产品的应用与开发的现状。 本文将分析光纤传感器国内外发展的现状。主要介绍了两方面的情况：光纤传感器原理性研究的发展现状和光纤传感器产品的应用与开发的现状。前者报道了光纤光栅、分布式光纤传感技术以及光纤传感网的发展，这些是目前的研究热点；后者介绍了光层析成像技术、智能材料、光纤陀螺及惯性导航系统、工业工程类传感器（其中包括电力工业用高电压、大电流传感器，利用光纤的弹光效应和FBG器件的应力传感器等）。最后介绍了新型光纤材料与器件、氟化物玻璃光纤，碳涂覆光纤、以及正在研究中的蜂窝型波导光纤、液晶光纤等。 一、引言 随着密集波分复用DWDM技术、掺铒光纤放大器EDFA技术和光时分复用OTDR技术的发展和成熟，光纤通信技术正向着超高速、大容量通信系统的方向发展，并且逐步向全光网络演进。在光通信迅猛发展的带动下，光纤传感器作为传感器家族中年轻的一员，以其在抗电磁干扰、轻巧、灵敏度等方面独一无二的优势，已迅速成长为年成交额超过10亿美金，并预计将于2010年拥有超过50亿美金市场的产业。每年由美国光学工程师学会(OSA)主办的光纤传感国际会议（OFS）及时报道着光纤传感领域的最新进展，并对光纤传感及其相应技术进行有益的研讨。 当前，世界上光纤传感领域的发展可分为两大方向：原理性研究与应用开发。随着光纤技术的日趋成熟，对光纤传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。由于光纤传感技术并未如光纤通信技术那样迅速地获得产业化，许多关键技术仍然停留在实验室样机阶段，距商业化有一定的距离，因此光纤传感技术的原理性研究仍处于相当重要的位置。由于很多光纤传感器的开发是以取代当前已相当成熟，可靠性和成本已得到公认，并已经被广泛采用的传统机电传感系统为目的，所以尽管这些光纤传感器具有如电磁绝缘、高灵敏度、易复用等诸多优势，其市场渗透所面临的困难和挑战是可想而知的。而那些具有前所未有全新功能的光纤传感器则在竞争中占有明显优势，FBG和其它的光栅类传感器就是一个最好的例证。当前的原理性研究热点集中于光纤光栅（FBG和LPG）型传感器和分布式光纤传感系统两大板块。 FBG型光纤传感器自发明之日起，已走过了原理性研究和实验论证的百家争鸣阶段。目前成熟的FBG制作工艺已可形成小批量生产能力，而研究的焦点也转向解决高精度应用，完善解调和复用技术，以及降低成本等几个方向上。另一方面，由于光纤传感器具有将传输与传感媒质合而为一的特性，使得沿布设路径上的光纤可全部成为敏感元件，因此，分布式传感成为光纤传感器与生俱来的优点。 对于光纤传感技术的应用研究主要有以下四大类：光（纤）层析成像技术（OCT，OPT）、智能材料（SMART MATERIALS）、光纤陀螺与惯导系统（IFOG，IMIU ）和常规工业工程传感器。另外，由于光纤通信市场需求的带动以及传感技术的特殊要求，新型器件和特种光纤的研究成果也层出不穷。 目前，我国的光纤传感器研究大多数集中于大专院校和科研单位，仍然未完成由实验室向产品化的过渡。其中，比较成熟的技术包括：清华大学光纤传感中心与总后合作研制开发的光纤油罐液位与温度测量系统，已经安装运行数年；北京航空航天大学与总装合作研制的光纤陀螺系统，目前指标为0.2°/hr ；中国计量学院研制的分布式光纤传感系统，已有产品报道；华中理工大学与广东某公司联合研制的强电压、大电流传感系统。此外，在广东、深圳等地，还建立了许多光纤无源器件生产厂
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
建筑工程中聚丙烯腈纤维的应用【摘要】本文主要介绍建筑工程中混凝土出现的裂缝问题及其形 成原因，分析了聚丙烯腈纤维在混凝土中的抗裂防渗中的用途及机理，对其在宁夏建筑工程中的应用情况重点做了介绍。 【关键词】建筑工程；裂缝；聚丙烯腈纤维；抗裂；防渗 0引言 在宁夏近几年出现的建筑中，很多建筑工程都是超长超宽的结构，这类结构的梁、板等水平混凝土构件极易出现裂缝问题，而这种超长结构在国家相关规范中也没有明确的做法；还有些建筑物为了增大它的使用空间，采用了主体结构无缝设计，这就产生了一个问题，大面积混凝土梁板的裂缝，这个问题始终困扰着广大工程技术人员。最近两年，宁夏广大工程技术人员尝试了许多方法来解决这个问题，如留伸缩缝、留后浇带、在混凝土中掺加膨胀剂等等，一些设计人员尝试在水泥混凝土中适量掺加聚丙烯腈纤维，使用纤维混凝土，使混凝土抗裂防渗问题得到了一定程度的解决；宁夏自治区建设厅对聚丙烯腈纤维在全区建筑工程领域中的应用进行了广泛推广。 1聚丙烯腈纤维的技术参数 聚丙烯腈纤维是一种新材料，它是以纯丙烯腈（各种杂质的总含 量应低于0.005%）为原料﹑以特殊工艺生产的，具有高弹模﹑高抗 拉强度、耐腐蚀性好﹑具有良好亲水性的一种高科技产品，就是我们俗称的“腈纶”。聚丙烯腈的另一特点是：这种纤维单位体积内根数
多，可达1.6~10亿根。根据纤维的间距理论，同等重量下纤维数量 越多比表面积也就越大，从而使纤维与混凝土的粘结面也就越大，粘结的作用力就会提高，纤维将承担更多的开裂形成的拉应力，与其相应的纤维混凝土发挥的抗裂效果也就越加明显。因此，和其他纤维混凝土相比，聚丙烯腈纤维混凝土有着更良好的性能。现以深圳某公司生产的路威2002II型聚丙烯腈纤维为例介绍：聚丙烯腈纤维和其他 合成纤维相比，具有亲水性强、单位重量根数多、抗渗效果好等优点。对于聚丙烯腈纤维在水泥混凝土中的掺加量，一般为每立方混凝土掺量为0.5~1.0公斤/立方，最高为1.0公斤/立方。目前，宁夏地区的建议掺加量为0.8公斤/立方砼；主要用于梁、板、剪力墙、地下车 库等结构中，用来抗裂、防冻、结构防水等。在水泥混凝土中掺加纤维是一种新技术，它是伴随着高强混凝土技术的推广运用而生的，该种高性能混凝土只是在原材料的基础上，又增加了一种新的复合材料，取其长而避其短，使混凝土能发挥更好的作用。聚丙烯腈纤维能较好的改善水泥混凝土的脆性，使其在建筑工程中使用的混凝土发挥更高性能的良好途径。 2聚丙烯腈纤维在混凝土中的作用 2.1裂缝产生的原因 塑性裂缝产生原因：混凝土在完全凝固之前，强度极其微小，这 个时候，如果周围环境温度很高或者风力很大，就会导致混凝土的表面失去水分速度过快，在混凝土中的微小缝隙中造成负压而是体积急剧收缩，这个时候，混凝土本身的强度很小，无法抵抗这种收缩，混
` 气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545 Word文档
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
压力传感器文献综述 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。本文通过部分文献资料对压力传感器的发展过程、研究现状和发展趋势做一简要介绍。关键词：压力；传感器； 1 压力传感器的发展历程 现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段(1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯与1945 发现了硅与锗的压阻效应,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着硅扩散技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。(3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。(4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器,其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力传感器进入了微米阶段。 2 压力传感器国内外研究现状 传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋。美、日、英、法、德和独联体等国都把传感器技术列为国家重点开发关键技术之一。美国长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中就有６项与传感器信息处理技术直接相关。关于保护美国武器系统质量优势至关重要的关键技术，其中８项为无源传感器。。正是由于世界各国普遍重视和投入开发，传感器发展十分迅速。目前，我国传感器行业规模较小，应用范围较窄。为此，我们亟须转变观念，将传感器的研发由单一型传感器的研发，转化为高度集成的新型传感器研发。新型传感器的开发和应用已成为现代系统的核心和关键，它将成为21世纪信息产业新的经济增长点。改革开放30年来，我国传感器技术及其产业取得了长足进步，主要表现在：建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心等研究开发基地；MEMS、MOEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点；在“九五”国家重科技攻关项目中，传感器技术研究取得了51个品种86个规格新产品的成绩，初步建立了敏感元件与传感器产业；2007年传感器业总产量达到20.93亿只，品种规格已有近6000种，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定的应用。压力传感器的发展动向主要有以下几个方向： 2.1光纤压力传感器 这是一类研究成果较多的传感器,但投入实际领域的并不是太多。光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光探测器、
[1] 王青云. 基于单片机的温度测量系统[J] 2010，(05). [2] 彭立，张建洲，王少华. 自适应温度控制系统的研制[J]东北师大学报(自然科学版), 1994,(01) . [3] Jack Shandle. 即将来临的32位浪潮——ARM构架在32位微控制器领域的应用[J]单片机与嵌入式系统应用, 2004,(03) . [4] 刘侃,张永泰,刘洛琨. ARM程序设计优化策略与技术[J]单片机与嵌入式系统应用, 2004,(04) . [5] 何立民．从Cygnal 80C51F看8位单片机发展之路．单片机与嵌入式系统应用[M]，2002年，第5期：P5~8 [6] 夏继强. 单片机实验与实践教程. 北京：北京航空航天大学出版社, 2001 [7] 徐惠民、安德宁．单片微型计算机原理接口与应用．第1版[M]．北京：北京邮电大学出版社，1996 [8] 张媛媛,何怡刚,徐雪松. 基于C8051F020的温湿度控制箱设计[J]国外电子元器件, 2004,(10) . [9] 江孝国,王婉丽,祁双喜. 高精度PID温度控制器[J]电子与自动化, 2000,(05) . [10] 于洋. 高低温试验箱微机自动控制系统的设计[J]工业仪表与自动化装置, 2003,(02) . [11] 沈聿农.传感器及应用技术[M].北京:化学工业出版社,2001. [12] 范晶彦.传感器与检测技术应用[M].北京:机械工业出版社,2005. [13] 王俊峰,孟令启.现代传感器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007. [14] 金发庆.传感器技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2006. [15] Goldman JM, Petterson MT, Kopotic RJ, Barker SJ.Masimosignal extraction pulse oximetry[J].J Clin Monit Comput.2000;16(7):7 5-83. [16] D. Tulone. On the feasibility of global time estimation under isolation conditions in wireless sensor networks. [17] 王春晖. 环境试验箱中制冷系统的原理分析及优化概述[J]电子质量, 2003,(12) [18] 李建中. 单片机原理及应用[M]西安电子科技大学出版社,2010.(02) [19] 周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京：北京航空航大大学出版社，2005. [20] 何立民.单片机高级教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001. [21] 夏继强.单片机实验与实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社, 2001. [22] 徐惠民,安德宁.单片微型计算机原理接口与应用[M]．北京：北京邮电大学出版社，1996. [23] 李广第．单片机基础[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1999. [24] 赵晓安. MCS-51单片机原理及应用[M]. 天津：天津大学出版社，2001. [25] 杨清梅,孙建民.传感器与测试技术[M].哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社,2005. [26] 范晶彦.传感器与检测技术应用[M].北京:机械工业出版社,2005. [27] 王俊峰,孟令启.现代传感器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007. [28] 宋文绪,杨帆.自动检测技术[M].北京:高等教育出版社,2000. [1] 王青云. 基于单片机的温度测量系统[J] 2010，(05). [2] 彭立，张建洲，王少华. 自适应温度控制系统的研制[J]东北师大学报(自然科学版), 1994, [3] YD. Tulone. Is it possible to ensure strong data guarantees in highly mobile [4] Jack Shandle. 即将来临的32位浪潮——ARM构架在32位微控制器领域的应用[J]单片机与嵌入式系统应用, 2004,(03) .
现代传感器论文 题目：光纤传感器综述 姓名：张艳婷 学院：物理与机电工程学院 系：机电系 专业：精密仪器与机械 年级：2013级 学号：19920131152905 指导教师：吴德会老师 2014 年2月18日
光纤传感器综述 [摘要] 光纤传感器是一种有广泛应用前景的新型传感器。本文对光纤传感器的原理、特点、分类和发展历程进行了详细综述，介绍了光纤温度传感器、光纤陀螺仪这两种典型光纤传感器的应用，指出了这类光纤传感器在应用过程中存在的问题，并提出光纤传感器今后的发展趋势, 为光纤传感器的深入研究提供了有益参考。 [关键词]：光纤传感器原理特点发展历程发展趋势 一、引言 传感器在当代科技领域及实际应用中占有十分重要的地位，各种类型的传感器早已广泛应用于各个学科领域。近年来，传感器朝着灵敏、精巧、适应性强、智能化和网络化方向发展。光纤传感技术是20世纪70年代末新兴的一项技术［1］，在全世界成了研究热门，已与光纤通信并驾齐驱。光纤传感器作为传感器家族的一名新成员，由于其优越的性能而备受青睐，其具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度高、测量带宽、检测电子设备与传感器可以间隔很远等优点，优良的性能使得光纤传感器具有广泛的应用前景。本文从光纤传感器的基本原理及特点、光纤传感器的发展历程、光纤传感器的分类及应用原理、光纤传感器的应用及存在问题以及光纤传感器的发展趋势五大方面对光纤传感器进行介绍。 二、光纤传感器的基本原理及特点 光纤( Optical Fiber) 是光导纤维的简称，光纤的主要成份为二氧化硅，由折射较高的纤芯、折射率较低的包层及保护层组成。纤芯为直径大约0.1 mm 左右的细玻璃丝，把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。光纤传感器的发现起源于探测光纤外部扰动的实践，在实践中，人们发现当光纤受到外界环境的变化时，会引起光纤内部传输光波参数的变化，而这些变化与外界因素成一定规律，由此发展出光纤传感技术。
《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