传感器技术在安全监测系统中的应用

摘 要：近年来，企业安全生产事故屡有发生，给人民群众生命财产造成重大损失和极大威胁。这些事故也从另一个角度反映出企业对于自身的可持续发展还是不够重视。伴随着政府对企业的安全监督工作不断加大，落后产能淘汰政策持续推行，因此推广企业运用信息自动化举措便显得尤为必要。伴随着网络通信技术的不断进步，近年来传感器技术在安全监测系统中的应用作用日益显著。作者根据个人安全行业的实际工作经验，先对传感器技术在安监系统中的应用进行论述，继而再针对性分析传感器技术的未来发展趋势，希望能够引起大家对传感器技术的重视，通过推广应用的方式，有效改善企业的安全现状。

关键词：传感器；安全监测系统；引用；发展

前言

作为大量先进技术的综合体，传感器技术处于科学界的前沿，代表着现今最先进的安全监测技术。在大量的实际应用过程中，传感器均能够快速、准确的提供所需要的信息，替代了大量操作人员的实际操作，不仅保证了信息数据的采集精度，还保证了传递速度，以便更好地对生产中的各项参数进行测量、控制。现阶段，传感器技术已经广泛应用在医药、冶金、电力能源、石油化工、矿山等相关行业，并在主要岗位或重要装置上扮演着极其重要的角色。作为一个国家数字化、网络化、智能化的重要标志，传感器技术的成熟发展已经得到了各行各业的肯定，其在各行业发挥的作用还在不断的迅速扩大。

1 传感器技术

在现代工业生产中为了检查、监督和控制某个生产过程或运动对象，使它们处于所选工况最佳状态，就必须掌握描述它们特性的各种参数，这就首先要测量这些参数的大小、方向、变化速度等等。传感器是感知被测量（多为非电量），并把它转化为电量的一种器件或装置。其通常由敏感元件和转换元件组成。敏感元件是传感器中直接感受被测量的部分，转换元件是将敏感元件的输出转换为合适的电信号部分。传感器组成如图1：

2 传感器技术在安全监测系统中的主要应用

2.1 传感器在安全监测系统中应用的必要性

由于传感器大多使用光纤，因此说具有抗干扰能力强、抗辐射性能好、体小质轻、易弯曲等特点，因此更适合在受限空间、易燃易爆区域以及强电磁干扰等环境中应用。因此说现阶段传感器适用于绝大多数的恶劣作业环境中，能够提供高效、可靠的监测数据。例如，在石化企业成品油罐区这种高危环境中，可以通过传感器来进行温度、压力、液位、气体浓度等信息的采集，能够迅速将信号上传至主控室，继而实现对生产的安全、高效控制。

2.2 安全监测系统地重要组成

现阶段传感安全监测系统主要由网卡、监测系统采集机、二次仪表以及传感器等网络部件组成，具体如图2：

2.3 传感器的工作方式

传感器系统地工作流程是，先通过传感器将采集到的参数转化为光脉冲信号，并将其通过光纤传输到光电转换器，光脉冲信号通过光电转换器转化成为点脉冲信号的同时，再进行放大整形，传给二次仪表，通过二次仪表对电脉冲信号的线性化处理，进行仪表的灵敏度、量程调节，以数字的形式将被测数据显示出来。

现阶段绝大多数的二次仪表都采取串行通信方式与监测系统采集机相连的方式，监测系统采集机再对二次仪表传送过来的信息进行加工处理，继而实现被监测参数的顯示、计量、处理以及报警等功能，从而实现自动监测的目的。最后，监测系统采集机还能够通过网络将监测数据传输到局域网中，进而实现相关数据、情况的信息共享以及自动汇报。

2.4 传感器的安全机理

现阶段传感器的安全机理在于：先将传感器以及传感器的测量单元高水准安装在监测现场，再将计算机系统、二次仪表以及光电转换器安装在仪表操作室内部，并使用光缆将各个部件之间有效连接，继而再通过光电转换器将传感器与二次仪表连接起来，最后再通过隔离信号安全栅、电源安全栅将观点转换器与二次仪表连接起来，做到被测现场无电流、电压等电信号，实现安全监测系统的无电监测，保证监测安全、高效。

3 传感器技术的未来发展方向

3.1 新技术、工艺以及材料的应用

随着大量先进技术的研发成功，传感器制造过程中应用了更多的精密加工技术，大幅度提升了传感器的性能，与此同时，由于微电子、微机械以及超精密加工技术的逐渐成熟，在传感器的开发与制造过程中不断普及，促进了传感器的微型化方向发展。

作为传感器性能提升主要依靠传感器材料的改进，因此说要提高传感器的技术水平离不开材料的研发。虽然现阶段应用的半导体材料具有体积小、质量轻、灵敏度高、响应速度快等优点，并且在传感器制造中占有很大比例，但是生物、高分子、智能材料、陶等新型材料的开发与应用，也改善了传感器的性能与应用范围，使其在实际应用中的频率越来越高。

3.2 传感器的多维化

现阶段的传感器只能进行单一点的数据测量，而未来的传感器则会突破现有的监测方式，从空间上实现扩张，从时间上实现广延，实现监测量的多元化以及监测方式的模糊识别。通过电子扫描技术的应用，我们可以将多个传感器组合在同一设备中，继而实现多维空间测量的突破。

3.3 传感器的集成化

随着监测技术的不断发展，未来的传感器必然会具有多点监测、多功能监测的功能，从而实现一个平面和空间的测量。此外，再通过半导体技术的应用，可以实现传感器组成部分的集成化，也可以通过将后续电路以及传感器集成化的方式，提高灵敏度，实现传感器的生产自动化。

3.4 传感器的多功能

由于现阶段对生产监控的力度不断提升，我们需要同时进行大量数据的采集与监控，因此我们就需要采用多种类型与数量的传感器来实现监测目标。传感器的多功能化就是要将多种信息的监测功能汇集在一种传感器上，因此能够在不影响系统正常运转的前提下降低采购成本，并且实现传感器可靠性与稳定性的提升。

3.5 传感器的智能化

现阶段智能化已经成为了一种发展趋势，在传感器的研发中也开始应用智能技术，创造出高度智能传感器，并且已经取得了一定的成果。智能化传感器能够将信息数据的采集、处理、传输实现一体化，并且还通过自带微型计算机的方式实现自我诊断、远距离通信等功能。我们坚信未来智能化传感器在企业生产中的应用必然会日趋广泛，有效改善当前企业的安全生产状况。

4 结束语

综上所述，面临日益严峻的安全生产现状，我们必须提高安全监测系统的稳定性与可靠性，传感器的应用对于安全监测系统来说至关重要。因此我们要加大对传感器技术的研发力度，通过不断应用先进技术、材料、工艺等方式，实现传感器性能指标的不断提升，提高安全监测效果，为企业的安全稳定发展提供充分保障。

参考文献

[1]李永利.浅析传感器在化工企业中的应用现状[J].广西水利水电，2015（12）：19-20.

[2]张洪国.刍议我国传感器技术的常见应用问题及对策[J].自动化技术与应用，2011（2）：54-55.

作者简介：刘军（1982-），男，汉族，宁夏银川市人，本科，工程师，工作单位：宁夏回族自治区安全生产技术支撑体系专业中心（有限公司），主要研究安全生产检测检验方向和安全自动化。