安全检测常用传感器(案例)

• 101•本文针对军工产品控制系统中安全性和可靠性的高要求，举例分析了波音飞机迎角传感器安全关键信号采用双传感器冗余的技术问题，双传感器的处理办法对系统可靠性的影响。

提出坦克炮控系统角度限制功能的双传感器冗余处理方法。

目前，高铁、船舶及航空、航天、兵器等军工行业产品逐渐向智能化、无人化方向发展，系统越来越复杂，可靠性要求也越来越高。

为提高系统可靠性，在组成系统时，增补一些工作单元或后备单元，即使其中之一发生故障，而整个系统仍能完成规定的任务，这类系统即成为冗余系统。

冗余设计是提高系统可靠性的重要方式之一，虽然增加了成本并且降低了基本可靠性，但提高了系统的任务可靠性。

不过，冗余设计能否提高系统的可靠性和安全性，并不能一概而论。

对军工产品来说，安全性是产品不可缺少的重要指标。

所谓安全性，就是产品不发生导致人员伤亡、健康恶化、设施和环境毁坏等事故的能力。

（安全件控制技术属于安全性工程范畴，虽然安全性工程与可靠性工程有一定的内在联系，但是两者分属互相独立的不同工程范畴。

这里仅讨论与可靠性相关的安全性基本概念。

）在复杂系统中同时保证可靠性、安全性的基本原则是：（1）可靠性是安全性的基础，要保证安全性，首先要保证可靠性。

（2）在保证可靠性基础上，还要同时保证安全性，必须进一步控制可能存在的诸如火工品、推进剂、高能高压装置等一般危险源。

（3）在采取安全性控制措施时，不可引入降低可靠性的因素。

针对某一特定关键信号采用双传感器冗余方案，可以通过数字化手段进行信号特征建模和对传感器本身的信号分析，诊断出如信号中断、超界、噪声大、信号斜率超差等多种故障，即可用简单的判据判定大部分的传感器故障，从而可以确定控制系统选用哪个传感器的信号作为有效信号，大大提高该信号的可信度，这是采用双传感器冗余的技术基础，本文不对此进行分析。

本文的分析基于以下条件：一个双传感器冗余的孤立系统中，传感器信号均符合模型的预设边界条件，无法通过信号分析手段判断传感器的有效性，如果两个传感器输出的信号不同，当没有外部其他参考条件参与判断时，不能从两个信号本身判断哪一个传感器是正确的。

纳米技术在食品安全检测中的应用案例近年来，食品安全问题屡屡引起社会关注。

为了保障消费者的权益和健康，科学家们不断探索新的食品安全检测技术。

纳米技术作为一项新兴的技术，为食品安全领域提供了许多创新的解决方案。

本文将通过介绍几个纳米技术在食品安全检测中的应用案例，来展示纳米技术的潜力和优势。

第一个案例是纳米传感器在食品中有害物质检测中的应用。

纳米传感器是一种基于纳米材料制造的传感器，具有高灵敏度和快速反应的特点。

科学家们利用纳米传感器可以在食品中检测到微量的有害物质，如重金属、农药残留等。

通过将纳米传感器与特定的化学物质结合，食品安全监测人员可以快速准确地分析食品中的有害物质含量，确保食品的合格和安全。

第二个案例是纳米材料在食品包装中的应用。

食品包装是食品安全的重要一环，纳米材料的应用可以增强食品包装的功能和安全性。

例如，科学家们利用纳米银颗粒制造纳米纤维面膜，可以有效地抑制细菌和病毒的传播，延长食品的保存期限。

同时，纳米材料还可以用于制备防水、抗氧化和抗UV的食品包装材料，有效地保护食品不受外界环境的污染和破坏。

第三个案例是纳米生物传感器在食品中微生物检测中的应用。

微生物是食品安全的重要指标之一，传统的微生物检测方法通常需要较长的培养时间和复杂的操作步骤。

而纳米生物传感器可以通过特定的生物分子与目标微生物相互作用，发生变化并被纳米材料或电子传感器所测量。

这种基于纳米技术的微生物检测方法具有快速、灵敏和简单等优势，可为食品安全监测提供快速准确的结果。

第四个案例是纳米滤膜在水质检测中的应用。

水质安全对于食品安全至关重要，而传统的水质检测方法受限于时间和设备等因素。

纳米滤膜是一种可以去除微小颗粒和有害物质的滤膜材料，具有高效和高通量的特点。

科学家们将纳米滤膜应用于水质检测中，可以更快速、更准确地检测并过滤水中的有害物质，确保供应给食品生产和消费者的水质安全。

综上所述，纳米技术在食品安全检测中的应用案例展示了其在提高食品安全水平和保障消费者权益方面的巨大潜力。

纳米生物传感器在食品安全检测中的实际应用案例食品安全一直是社会关注的焦点之一，因为食品安全问题直接关系到人们的健康和生活质量。

随着科技的不断发展，纳米生物传感器作为一种高效、灵敏的检测工具，逐渐在食品安全领域展现出巨大的潜力。

下面将介绍几个纳米生物传感器在食品安全检测中的实际应用案例。

1. 高灵敏性的纳米生物传感器检测水中重金属离子重金属离子是一种常见的水污染物，长期暴露在高重金属离子浓度下会对人体健康产生严重的影响。

传统的重金属离子检测方法通常需要复杂的操作步骤和昂贵的仪器设备，而纳米生物传感器的应用则使得检测过程更快捷、便捷和低成本。

某研究团队开发了一种基于纳米生物传感器的重金属离子检测方法，该方法利用纳米材料表面的生物分子对重金属离子具有高度选择性和灵敏性。

研究人员将纳米材料修饰在电极上，并在纳米材料表面固定特定的生物分子。

当水样中的重金属离子存在时，它们会与生物分子发生特定的相互作用，进而改变电极表面的电化学信号。

通过对电化学信号的变化进行分析，就可以精确地测量水样中重金属离子的浓度。

2. 纳米生物传感器检测食品中的农药残留农药残留是食品安全的重要问题之一。

传统的农药残留检测方法通常要求繁琐的样品前处理步骤和专业的实验设备，而且检测结果需要较长的时间。

然而，纳米生物传感器的应用改变了这种情况。

一项研究中，科学家开发了一种基于纳米生物传感器的快速检测方法来检测食品中的农药残留。

他们利用纳米材料修饰电极表面，并在纳米材料上固定特定的生物分子，这些生物分子对农药具有高选择性。

当食品样品中存在农药残留时，它们会与生物分子发生特定的相互作用，导致电极表面的电化学信号发生变化。

通过对电化学信号的测量和分析，就可以快速准确地检测食品样品中的农药残留。

3. 纳米生物传感器监测食品中的微生物污染食品中的微生物污染是导致食物中毒的主要原因之一。

常见的微生物污染包括细菌和真菌等。

传统的微生物检测方法通常需要长时间的培养和分离步骤，而且对实验条件要求严格。

第23卷第5期2007年5月农业工程学报T ransacti ons of the CSA E V o l .23　N o.5M ay 2007用于食品安全检测的生物传感器的研究进展蒋雪松1,王剑平1,应义斌1※,李延斌2(1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州310029;　2.D epartm ent of B i o logical and A gricultural Engineering ,U niversity of A rkansas ,Fayetteville ,A rkansas 72701,U SA )摘　要:生物传感器特异性好、分析速度快、成本低,在食品安全检测领域有着重要的应用价值。

该文介绍了电化学、光学、压电和量热生物传感器在食品安全检测中的应用,包括致病菌、抗生素残留、生物毒素和农药残留检测,指出了目前研究中需要解决的问题并展望了未来发展方向,认为高灵敏度、集成化、微型化、多功能化等是未来用于食品安全检测的生物传感器的发展趋势和重点方向。

它在食品污染物的快速实时及特异性检测方面有着广阔的应用前景。

关键词:生物传感器;食品安全;致病菌;抗生素;生物毒素;农药中图分类号:T S 207.3 文献标识码:A 文章编号:100226819(2007)520272206蒋雪松,王剑平,应义斌,等.用于食品安全检测的生物传感器的研究进展[J ].农业工程学报,2007,23(5):272-277.J iang Xuesong ,W ang J ianp ing ,Y ing Y ibin ,et al.R ecent advances in bi o senso rs fo r food safety detecti on [J ].T ransac 2ti ons of the CSA E ,2007,23(5):272-277.(in Ch inese w ith English abstract )收稿日期:2006208224　修订日期:2007201227基金项目:美国农业部国际合作项目(U SDA FA S I CD R SEDSCR P )作者简介:蒋雪松,男,博士生,主要研究生物传感器及其检测技术。

光电检测技术在食品安全中的应用光电检测技术是一种利用光电传感器检测物体光学性质的技术，广泛应用于食品安全领域。

本文将着重探讨光电检测技术在食品安全中的应用。

一、原理介绍光电检测技术是利用光电传感器测量探测光的变化，分析并转换成数字信号，完成物体检测的工作。

光电传感器是一种能够将光能转换成电信号的器件，包括光敏二极管、光电管、光电倍增管、光电势、光纤传感器等。

通过光电传感器的工作原理，可以检测到物体的特定光学性质，如颜色、形状、透明度、纹理等。

光电检测技术在食品安全中的应用主要基于其可以检测食品材料的物理性质和化学成分，检测到食品中可能存在的污染物或者质量缺陷。

二、应用领域1.检测飞机带壳果仁在腰果、杏仁、开心果、榛子等带壳干果分类、侦测等工作中，现场人工分类效率较低，而另一个信道可能检测不出来；而声学分类效果一般，对水、油、肉等食品无法处理。

可是在这种食品领域，光电互换检测效果较好。

2.饮料瓶检测在瓶身等检测领域，现有的两种主要手段是声波和传感器。

而在产生频繁震动的流水线上，声波容易产生许多噪声，从而影响检测精度；传感器则产生过度振动，并且在检测环节中很难在含有饮料的玻璃瓶壳上连贯激光器。

然而，阳极抽极可见光检测器（CCD）和倍频拉曼激光（SRS）已证明在这种领域中具有较高的检测精度和稳定性。

3.水果和蔬菜品质检测在水果和蔬菜的检测领域，声波和传感器存在易受温度、湿度等因素的干扰的情况。

但是，水果和蔬菜一般都有不同的形状、颜色和纹理，这为光电检测技术提供了可行性。

三、应用案例1.光学传感器检测草莓质量加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员开发了一种光学传感器，可以快速、高效地检测草莓的颜色、大小、形状和新鲜度。

该技术可以帮助农民在采摘草莓时快速判断哪些草莓适合获得高价值，从而提高农民的收益。

2.光电检测技术检测烤烟叶片的水分含量江苏省烟草公司使用光电检测技术检测烤烟叶片的水分含量。

该技术可以实现在线检测，大大提高了检测效率和准确性，同时也降低了生产成本。

传感器技术在工业监测中的应用案例在现代工业生产中，确保设备的正常运行、提高生产效率、保障产品质量以及预防潜在的安全隐患至关重要。

传感器技术作为一种关键的监测手段，正发挥着越来越重要的作用。

它能够实时感知和采集各种物理量、化学量和生物量等信息，为工业生产提供了准确、可靠的数据支持，从而帮助企业实现智能化管理和优化决策。

接下来，让我们通过一些具体的应用案例来深入了解传感器技术在工业监测中的重要性和广泛应用。

一、压力传感器在液压系统中的应用液压系统在众多工业领域中广泛应用，如工程机械、航空航天、船舶等。

压力传感器是监测液压系统性能的关键器件之一。

在一个典型的液压系统中，压力传感器被安装在油泵出口、油缸进出口以及各类控制阀前后等关键位置。

通过实时测量这些位置的压力变化，控制系统可以精确地调节油泵的输出功率、控制阀门的开度，以实现对执行机构（如油缸）的速度、力量和位置的精确控制。

例如，在一台挖掘机的液压系统中，压力传感器监测到挖掘臂在挖掘作业时的压力突然升高，超过了预设的安全阈值。

这一信息被迅速反馈给控制系统，控制系统随即降低油泵的输出功率，减小挖掘臂的动作力度，从而避免了因过载而导致的液压系统故障和机械部件损坏。

此外，长期积累的压力数据还可以用于分析液压系统的工作状况，预测潜在的故障，为设备的维护保养提供依据。

二、温度传感器在工业熔炉中的应用工业熔炉是许多制造过程中不可或缺的设备，如钢铁冶炼、玻璃制造、陶瓷烧制等。

温度的精确控制对于产品质量和能源消耗有着至关重要的影响。

温度传感器在工业熔炉中的应用可以确保炉内温度的均匀性和稳定性。

在一个钢铁冶炼熔炉中，多个热电偶温度传感器被分布在炉体的不同位置，实时监测炉内的温度分布。

这些传感器将温度数据传输给温度控制系统，控制系统根据这些数据调整加热元件的功率输出，以保持炉内温度在设定的范围内。

如果某个区域的温度过高或过低，控制系统会相应地增加或减少该区域的加热功率，从而实现炉内温度的均匀分布。

纳米生物传感器在食品安全检测中的应用案例随着人们对食品安全的关注度越来越高，食品安全检测成为保障公众健康的重要手段之一。

传统的检测方法需要复杂的实验室设备和繁琐的操作程序，而纳米生物传感器则能够提供一种快速、灵敏、便捷的检测解决方案。

纳米生物传感器利用纳米级别的材料和生物分子构建，能够高效地感知和检测食品中的有害物质，从而确保食品安全。

下面介绍一些纳米生物传感器在食品安全检测中的应用案例，展示其在保障人类健康方面的重要作用。

1. 金纳米颗粒传感器的应用金纳米颗粒是纳米传感器中常用的材料，其具有优良的光学性能和化学稳定性，适合用于食品安全检测。

研究人员利用金纳米颗粒构建了一种基于表面增强拉曼光谱的传感器，可用于检测食品中的农药残留。

该传感器通过特定的表面修饰，使农药分子能够与金纳米颗粒发生特异性相互作用，从而引起光谱信号的变化。

这种方法不仅快速可靠，而且具有较低的检测限和更低的成本，可用于大规模食品安全监测。

2. 纳米生物传感器在奶制品中的应用奶制品是日常饮食中重要的营养来源，然而，其中的微生物污染成为一个不可忽视的问题。

研究人员开发了一种基于纳米生物传感器的快速奶制品质量检测方法。

该传感器利用纳米材料包裹的DNA序列作为探针，在奶制品中目标菌的存在下发生特异性的杂交反应，并通过阴极微流体电泳技术进行灵敏检测。

这种方法具有快速、准确、便捷的特点，可以在不到一个小时内完成对奶制品中常见致病菌的检测。

3. 石墨烯纳米传感器用于水果中农药残留检测农药残留是食品安全的重要问题，特别是对于水果这类经常被人们直接食用的食品。

研究人员通过利用石墨烯纳米传感器对水果中农药残留进行检测，实现了快速、灵敏的检测效果。

石墨烯作为一种具有高载流子迁移率和高比表面积的材料，可增强农药与纳米传感器之间的相互作用，从而提高检测的灵敏度。

这种方法不仅能够快速检测水果中农药残留的程度，还能够针对不同种类的农药进行区分，为食品安全监管提供了有效手段。

超声波传感器的应用案例
不管你的任务是在物流行业，工程机械，食品和饮料，料位检测或自动门和工业门检测：超声波传感器都能为最多样化的应用需求提供解决方案。

请看以下9种综合应用实例，向你展示了超声波传感器的多功能性。

超声波传感器用于砂砾储存仓的料位监测
散装的建筑材料是露天开采的，如沙子，碎石，砾石。

这些材料在深度达50m处被挖掘，并且必须被妥善储存直到它们被运输离开现场。

传送带运输这些建筑材料到储物仓。

超声波传感器确定储物仓是否到达最大的料位值。

检测农业机械的喷杆高度。

烟雾传感器烟雾传感器，又称烟雾报警器或烟雾报警器，能探测火灾中产生的烟雾。

室内采用光电感烟探测器，可广泛应用于商场、宾馆、商店、仓库、计算机房、住宅等场所进行消防安全检测。

烟雾传感器内置蜂鸣器，报警后发出强音。

烟雾传感器实际上是烟雾警报的另一个名称。

它能探测火灾时产生的烟雾，安装方便，广泛应用于商场、宾馆、商店、仓库、计算机房、住宅等场所的消防安全检测。

电源：10~30V DC报警功耗：0.7W静态功耗：0.12W报警声：≥80dB输出信号：RS485通信协议：Modbus RTU烟感度：1.06±0.26%ft标准：gb4715-2005工作环境：-10℃~50℃，≤90%，无结露烟雾传感器分类2.1离子型烟雾传感器3.烟雾报警器采用离子型烟雾传感器，是一种技术先进、性能稳定可靠的传感器。

广泛应用于各种火灾报警系统中，其性能远远优于气敏电阻火灾报警器。

光电式烟雾传感器光电烟雾报警器内有一个光学迷宫，装有红外计数管。

当烟雾无烟时，红外接收管不能接收来自红外发射管的红外光。

当烟尘进入光学迷宫时，接收管通过折射和反射接收红外光。

智能报警电路判断是否超过阈值，超过阈值报警。

光电感烟探测器分为调光型和散射型两种（1）调光型光电感烟探测器探测器的探测室设有发光装置和光接收装置。

正常情况下，受光装置接收发光装置发出的一定量的光；当有烟雾时，发光装置发出的光被烟雾阻挡，从而减少了受光装置接收的光的量，减少了光电流，探测器发出警报信号。

（2）散射光光电感烟探测器探测器的探测室还设有发光装置和光接收装置。

在正常情况下，光接收装置不能接收到发光装置发出的光，因此不会产生光电流。

发生火灾时，当烟雾进入探测室时，由于烟雾颗粒的作用，发光装置发出的光会扩散。

这种漫射光被光接收装置接收，改变光接收装置的阻抗，产生光电电流，从而实现将烟雾信号转换为电信号的功能。

探测器接收到信号，然后判断是否需要发出报警信号。