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生物传感器的研究现状及应用摘要：简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用，对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料，与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器，在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词：生物传感器；发酵工业；环境监测。中图分类号：tp212.3 文献标识码：a 文章编号：1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年，clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里，生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前，光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术（pcr）的发展，应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中，微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质，并且发酵液往往不是清澈透明的，不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰，并且不受发酵液混浊程度的限制。同时，由于发酵工业是大规模的生产，微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定，代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成，利用微生物的同化作用耗氧，通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量，从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要，用荧光假单胞菌（psoudomonas fluorescens）代谢消耗葡萄糖的作用，通过氧电极进行检测，可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比，测定结果是类似的，而微生物电极灵敏度高，重复实用性好，而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时，乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长，因此需要在线测定。用固定化酵母（trichosporon brassicae），透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外，还有用大肠杆菌（e.coli）组合二氧化碳气敏电极，可以构成测定谷氨酸的微生物传感器，将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内，由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面，一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面，细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定，其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此，可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量（biochemical oxygen demand ?bod）的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期，操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大，不宜现场监测，所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前，有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2，并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod，其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定，其测量最小值可达2 mg/l，所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器，用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料，在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存，浸泡后即恢复活性，为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器，还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min，最适工作条件为30°c，ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响（在1000mg/l范围内），并且不被重金属（fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+）所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定，并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理（即以tio2作为半导体，用6 w灯照射约4min）后，灵敏度大大提高，很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时，一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管，假单胞细菌（pseudomonas fluorescens）用光致交联的树脂固定在反应器的底层，该测量方法既迅速又简便，在4℃下可使用六周，已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器，多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-)，它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量，其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=2.5、31℃时一周测量200余次，活性保持不变，两周后活性降低20%。传感器寿命为7天，其设备简单，成本低，操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量，所用细菌是chromatium.sp，与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌，此种细菌含有荧光基因，在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白，从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内，制成微生物传感器，用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌（e.coli）中，用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前，有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来，以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为：ph=7.4、35℃，连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属（pseudomonas rathonis）制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器，将微生物细胞固定在凝胶（琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐）和聚乙醇膜上，可以用层析试纸gf/a，或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联，长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器，用于测定有机磷杀虫剂，使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶，对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol，在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器，使用丙酮酸氧化酶g，与自动系统cl-fia台式电脑结合，可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐，在25°c下可以使用两周以上，重复性高[12]。最近，有一种新型的微生物传感器，用细菌细胞作为生物组成部分，测定地表水中壬基酚（nonyl-phenol etoxylate --np-80e）的含量。用一个电流型氧电极作传感器，微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上，其测量原理是测量毛孢子菌属（trichosporum grablata）细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min，寿命为7~10天（用于连续测定时）。在浓度范围0.5~6.0mg/l内，电信号与np-80e浓度呈线性关系，很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外，污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的，基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌（vibrio fischeri）体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌（alcaligenes eutrophus (ae1239)）中，细菌在铜离子的诱导下发光，发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中，可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前，这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母（saccharomyces cerevisiae）重组菌株作为生物元件，这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理，首先是cup1启动子被cu2+诱导，随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中，这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源，这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围(0.5~2)´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中，使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度，其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔，所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功，使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus，并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量，其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌（ cyanobacterium spirlina subsalsa）和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质，对三种主要污染物（重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂）的不同浓度进行了测定，均可监测到它们的有毒反应，重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术（pcr）的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用，不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器，可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上，用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大，产物为气单胞菌属（aeromonas hydrophila）的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因，这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质，目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用，目前有一种小型化dna生物传感器，能将dna识别信号转换为电信号，用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性，并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法，目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素，一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得，用于测量水中微藻素的含量，它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中，应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极，以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试，效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测，生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域，主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸，以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold h.weetal指出，生物传感器商品化要具备以下几个条件：足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中，价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中，微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单，因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来，酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点，主要的缺点就是选择性不够好，这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外，微生物固定化方法也需要进一步完善，首先要尽可能保证细胞的活性，其次细胞与基础膜结合要牢固，以避免细胞的流失。另外，微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进，否则难于实现大规模的商品化。 总之，常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶，则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的，若生物催化需经过复杂途径，需要辅酶，或所需酶不宜分离或不稳定时，微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中，其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善，随着人们对生物体认识的不断深入，生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波，郭光美，李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学，2000，63（2）：49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学，2000，13（3）：252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology，2001， 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙，李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学，2001，20(1)：50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a,etc.a compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology，2001，5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器，这是我为大家整理的传感器检测技术论文，仅供参考!
试述传感器技术在环境检测中的应用
摘要：传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器，其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。
关键词：气体传感器 液体传感器 环境检测
中图分类号：O659 文献标识码：A 文章编号：
随着人们对环境质量越加重视，在实际的环境检测中，人们通常需要既能方便携带，又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。
传感器技术主要包括两个部分：能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同，我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同，分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同，分为液体传感器和气体传感器。
1气体传感器
气体传感器可以对室内的空气质量进行检测，尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测，如含硫氧化物、氮氧化合物等，检测过程快速方便地。
以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源，但随着时代的发展，国内消费水平的提高，汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器，采用铂为电极，氧化钇和氧化锆为氧离子转换器，安装到气体排放口，可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质，也是目前环境检测的重点项目，因为在大气环境中的含量低于10-6，需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。
Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器，对NO和NO2的检测下限可达到10-8，提高反应的比表面积，增加反应灵敏度，且工作温度比常规的传感器大大降低，减少了能源消耗。
2液体传感器
在实际环境检测中，液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛，因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外，大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中，重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标，会严重影响到所有生物体的健康和安全。
2.1重金属离子检测
采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水，所含的重金属离子种类繁多，常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移，若处置不当，容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子，经过食物链，逐渐在高级生物体内富集，最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标，将对人类产生严重的影响，因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。
Burge等人发明的传感器，可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计，可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。
除了通过化学反应检测外，采用特殊的生物物质，也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子，有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团，当蛋白质结合镍离子后，荧光基团会被淬灭，由于荧光的强度与镍离子浓度成反比，从而实现对镍离子的定量检测，检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术，该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体，就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中，当环境中存在Hg2+时，随着Hg2+浓度的变化，TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色，该传感器的检测限为17.5nmol/L，通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。
利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度，而且由于传感器的微型化技术特点，还可以通过传感器的偶联，进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器，可以同时检测Cd2+和Pb2+，该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。
2.2农药残留物质的检测
农药是一类特殊的化学品，它在防治农林病虫害的同时，也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国，每年的农药使用量相当庞大，因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂，无需脱氧，直接检测的下限为50Lg/L，如果通过预处理进行样品浓缩后，检测限可以达到200ng/L。
采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后，能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用，并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。
2.3多环芳香烃类化合物的检测
多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质，这类物质具有致癌性，但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低，一般在10-9范围内，因此需要借助高灵敏度的检测传感器，Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中，待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质，会降低检测信号值，如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集，然后对膜上的物质进行荧光检测，从而解决信号干扰问题，报道称这种经膜富集后的传感器技术，对pyrene的检测可达到6*10-11，蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器，在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜，检测限可达到2*10-9。
基于免疫分析原理，采用分子印迹的方法，在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子，可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术，也可应用到该领域，这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。
2.4生物类污染物质
除了以上的无机和有机合成类污染物质，还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体，对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测，其检测限为0.2ng/L。该技术无需样品的预处理，对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测，检测范围为9~90ng/L。
另外，致病菌和病毒也是被检测的对象，水体中出现某些特定菌种，可以表明水体受到了某种污染，利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在，而且选择性非常高，如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒，采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。
3结论和展望
目前，传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测，但是实际应用中有诸多的局限性，比如在对大气中的某些有害物质进行检测时，由于其含量往往低于传感器的最低检测限，因此在实际应用过程中，还需要进行气体的浓缩处理，这样就使传感器不容易实现微型化，或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样，在野外水体检测时，常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况，无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中，其膜的使用寿命往往较短，而频繁更换新膜的价格较为昂贵，因此仍然无法得到广泛的应用。
尽管如此，随着传感器技术的不断发展和完善，仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测，而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符，这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。
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传感器与自动检测技术教学改革探讨
摘要：传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课，传统授课方法侧重于理论知识的传授，而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析，对该课程的教学方案改革进行探讨，提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。
关键词：传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维
“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课，是一门必修课，也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术，现代检测系统通常集光、机、电于一体，软硬件相结合。
“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授，重知识，轻技能;教师之间也缺乏沟通，教学资源不能得到充分利用，教学效果不理想，学生学习兴趣不高。
一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析
笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年，最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲，由于研究型大学是以培养研究型人才为主，而独立学院是以培养应用型人才为主，在人才培养目标上有较大差异，在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位，存在以下几方面的问题。
1.重理论，轻实践
该课程是应用型课程，其中也有大量的理论知识、数学推导，而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主，在课堂上大篇幅讲解传感器的原理，进行数学公式推导，相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍，导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构，而不知道如何用，在哪里用。
2.教学模式单一
该课程传统上以讲授的教学方式为主，将现成的结论、公式和定理告诉学生，学生不能主动地思考和探索，过程枯燥乏味，导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。
3.教学实验安排不合理
传统的实验课程安排，验证性实验比例高达80%，综合设计性实验极少，缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心，重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力，以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求，使学生毕业后能尽快适应工作岗位。
二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革
传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践，教学模式单一，教学实验以验证性实验为主，这种方案能够培养研究型人才，但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中，笔者潜心研习，并反复实践，总结出以下几个可以改革的方面。
1.优化教学内容，注重工程思维
本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理，传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉，而本人则认为针对应用型人才培养，充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可，涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解，其他则可作为学生的自学内容，让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣，培养学生应用型工程学习思维。
2.改革教学方法，改变教学模式
传统的教学是“灌输式”的方法，无论学生是否接受，直接把要讲的内容全部讲述给学生，而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学，实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法，发挥学生在教学活动中的主体地位。
3.与工程实际相结合，与其他课程相结合
教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例，精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时，要培养学生的系统观，让学生明白这不是一门独立的课程，而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的，以达到融会贯通的学习效果。
4.实验环节改革
实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验，学生容易感到枯燥无味，毫无学习积极性，很少有学生进行独立思考并发现问题，实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育，笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上，增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。
5.改革教学评价方法，提高课堂教学效率
高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段，目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈，可以采用每一个章节布置一道设计型题目，让学生更加广泛地查阅资料，并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容，进而从更深的层面分析解决问题，以达到深度、广度相结合的效果。
本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案，提出了三个方面的问题，并根据四年的教学积累，在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心，在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解，以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的工程思维和能力，重视实验环节，以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。
参考文献：
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[2]曹良玉，赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.
[3]李玉华，胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.
参考下： 进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。值得一提的是，随着农业向产业化发展，许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式，采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战，并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植反季节蔬菜，花卉；养殖业对环境的测控也日感迫切；调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座，自动化程度较高，成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术，一般先搞调温、调光照，控通风；第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外，国家粮食储备工程的大量兴建，对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前，在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”！例如在上面提到纺织印染行业，食品行业，耐高温材料行业等，都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下，印染行业在纱锭烘干中，温度能达到120摄氏度或更高温度；在食品行业中，食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右；耐高温材料，如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下，普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化，此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性，除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外，还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点，液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T＝5℃时为78.36，在T＝20℃时为79.63。有机物ε与温度的关系因材料而异，且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势，某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为：高分子聚合物具有较小的介电常数，如聚酰亚胺在低湿时介电常数为3.0一3.8。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后，由于水分子偶极距的存在，大大提高了吸水异质层的介电常数，这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化，使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器，高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升，介质膜厚d增加，对C呈负贡献值；但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加，即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配，在不同的湿度范围温漂不同；在不同的温区呈不同的温度系数；不同的感湿材料温度特性不同。总之，高分子湿度传感器的温度系数并非常数，而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极，再喷镀感湿介质材料（如前所述）形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系，线性度约±2%。虽然，测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想，在工业领域使用，寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温，湿度滞后，响应速度快，体积小，便于批量生产，但由于多孔型材质，对尘埃影响很大，日常维护频繁，时常需要电加热加以清洗易影响产品质量，易受湿度影响，在低湿高温环境下线性度差，特别是使用寿命短，长期可靠性差，是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点，氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史，有着多种多样的产品型式和制作方法，都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，在众多的感湿材料之中，首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆，以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高，产品性能不断得到改善，氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中，经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向，生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器，自动化仪表等产品，在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时，努力克服传统产品存在的各项弱点，取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底，基片面积大大缩小，采用特殊的工艺处理，耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺，在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极，氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后，湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高，特别是耐温性达到了-40℃-120℃，以多片湿敏元件组合的独特工艺，是传感器感湿范围为1%RH-98%RH，具备了15%RH范围以下的测量性能，漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平，使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统，先对对被测气体采样，然后降温检测并确保绝对湿度的恒定，使探头耐温范围提高到600℃左右，大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在，不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干，高低温试验箱等系统中。同时，JCJ200Y产品能耐温高达600度，也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面，并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白，为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文： 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要：水位测量施测简单直观，易于为广大用水户所接受而且便于自动观测，因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下，通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示： 这个电压和磁场及控制电流成正比： VH＝K╳｜H╳IC｜ 式中VH为霍尔电压，H为磁场，IC为控制电流，K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著，故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件，可以进行非接触式电流测量，众所周知，当电流通过一根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系，因此可利用霍尔器件测得的讯号大小，直接反应出电流的大小，即： I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流，B为导线通电流后产生的磁场，VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时，可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体，并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内，做成一个探头，将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来，构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器，(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数，黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置，完成所需的位置控制，加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。3.2.7霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品，它的外形如图20所示，其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器，广泛用于新一代的汽车智能发动机，作为点火定时用的速度传感器，用于ABS（汽车防抱死制动系统）作为车速传感器等。 在ABS中，速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中，1是车速齿轮传感器；2是压力调节器；3是控制器。在制动过程中，控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理，得到车辆的滑移率和减速信号，按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令，调节器及时准确地作出响应，使制动气室执行充气、保持或放气指令，调节制动器的制动压力，以防止车轮抱死，达到抗侧滑、甩尾，提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中，霍尔传感器作为车轮转速传感器，是制动过程中的实时速度采集器，是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中，用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度，以提供更准确的点火时间，其作用是别的速度传感器难以代替的，它具有如下许多新的优点。 （1）相位精度高，可满足0.4°曲轴角的要求，不需采用相位补偿。 （2）可满足0.05度曲轴角的熄火检测要求。 （3）输出为矩形波，幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时，会降低成本。 用齿轮传感器，除可检测转速外，还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体，将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后，磁体每经过霍尔电路一次，便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此，可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体，用流体（气体、液体）去推动叶轮转动，便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体，在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路，可制成车速表，里程表等等，这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮，磁体旁装有霍尔开关电路，被测流体从管道一端通入，推动叶轮带动与之相连的磁体转动，经过霍尔器件时，电路输出脉冲电压，由脉冲的数目，可以得到流体的流速。若知管道的内径，可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见，经过简单的信号转换，便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路，不仅可检测转速，还可辨别旋转方向，如图27所示。 曲线1对应结构图（a）,曲线2对应结构图(b)，曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理（例如可控核聚变）试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制，既可满足测量准确的要求，又不引入插入损耗，还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ－D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器，可检测高达到300kA的电流。 图9（a）为G－10安装结构，中心为电流汇流排，(b)为电缆型多霍尔探头，(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变，而使其在一个均匀梯度磁场中移动，它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线，将它们固定在被测系统上，可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见，结构（b）在Z<2mm时，VH与Z有良好的线性关系，且分辨力可达1μm，结构（C）的灵敏度高，但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多：惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础，可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件，磁系统和霍尔元件等部分组成，如图16所示。在图16中，（a）的弹性元件为膜盒，(b)为弹簧片，(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统，如图29中的(a)、(b)，也可采用单一磁体，如（c）。加上压力后，使磁系统和霍尔元件间产生相对位移，改变作用到霍尔元件上的磁场，从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p～f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M，片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H，H的上下方装上一对永磁体，它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上，当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时，惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移，产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段，正越来越受到人们的重视，应用日益广泛。
浅谈传感器的现状以及发展趋势2007-1-25 16:39:00 转:中国工控展览网 供稿1 微型化（Micro）为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标（包括精确性、可靠性、灵敏性等）的要求越来越严格；与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。1.1 由计算机辅助设计（CAD）技术和微机电系统（MEMS）技术引发的传感器微型化目前，几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计（CAD）的模拟式工程化设计转变，从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。对于微机电系统（MEMS）的研究工作始于20世纪60年代，其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科，是一个极具前景的新兴研究领域。MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合，期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展，尤其最近十多年的研究与发展，MEMS技术已经显示出了巨大的生命力，此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下，微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构，从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件，象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1]，[2]。目前，这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。1.2 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看，微型传感器已经对大量不同应用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响；目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量，如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等2 智能化（Smart）智能化传感器（Smart Sensor）是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用领域，如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。2.1 智能化传感器的特点智能化传感器是指那些装有微处理器的，不但能够执行信息处理和信息存储，而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样，其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。如智能化压力传感器，主传感器为压力传感器，用来探测压力参数，辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差，而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正；而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外，还执行与计算机之间的通信联络。通常情况下，一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量，其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的；但智能化传感器却能够实现所有的功能，而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比，智能化传感器具有以下优点：1．智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理，借助于软件滤波器滤波数字信号。此外，还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿，以改进测量精度。2．智能化传感器具有自诊断和自校准功能，可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时，它将发出告警信号，并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时，它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。3．智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量，从而进一步拓宽了其探测与应用领域，而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外，其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能，也能够使它们适合于各不相同的工作环境。4．智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据，也可以根据需要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是以备事后查询，这一类信息包括设备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等；5．智能化传感器备有一个数字式通信接口，通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外，智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便，譬如，可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作，也可以将所测的数据发送给远程用户等。2.2 智能化传感器的发展与应用现状目前，智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期，具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器，以及另外一些含有微处理器（MCU）的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器（SSIS）等。与此同时，基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。指出的一点是：目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的，但其通信协议却仍需借助于4～20 mA的标准模拟信号来实现。一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准；不过，在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器（HART）协议，即Highway Addressable Remote Transducer。这是一种适用于智能化传感器的通信协议，与目前使用4～20mA模拟信号的系统完全兼容，模拟信号和数字信号可以同时进行通信，从而使不同生产厂家的产品具有通用性。能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量，如美国霍尼韦尔公司的ST3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。另外，智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。发展中，智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见，新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。3 多功能传感器（Multifunction）如前所述，通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量，但在许多应用领域中，为了能够完美而准确地反映客观事物和环境，往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统，它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式，用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展，目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。3.1 多功能传感器的执行规则和结构模式概括来讲，多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括：（1） 多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成，可以用来同时测量多种参数。譬如，可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起（即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上）制造成一种新的传感器，这样，这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。（2） 将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中，从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的，它们无论何时都工作在同一种条件下，所以很容易对系统误差进行补偿和校正。（3）借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。以线圈为例，它所表现出来的电容和电感是各不相同的。（4）在不同的激励条件下，同一个敏感元件将表现出来不同的特征。而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下，由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的千差万别！有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样，其多功能特征可谓名副其实。3.2 多功能传感器的研制与应用现状多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向，日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器，如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。又如，为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号，微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件；这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号，而且还能够输出频率信号和数字信号.从目前的发展现状来看，最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了，而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。从实用的角度考虑，多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器，譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一，这种传感器系统由PVDF材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。据悉，美国MERRITT公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功，其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。与其它方面的研究成果相比，目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的，其中总是混合着成千上万种化学物质，这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的Electronic nose（电子鼻），近10多年来，该技术的发展很快，目前已有数种商品化的产品在国际市场流通，美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成，并配以恰当的模式识别系统，具有识别简单和复杂气味的能力，主要用来解决一般情况下的气味探测问题。根据应用对象的不同，“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同，其中，构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等，配置数量则从几个到数十个不等。总之，“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物，其气体传感器的体积很小，功耗也很低，能够方便地捕获并处理气味信号。气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中，最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。美国Cyranosciences公司生产的Cyranose 320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一，该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成，其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列，然后采用标准的数据分析技术，通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。据称，Cyranose 320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。4 无线网络化（wireless networked）无线网络对我们来说并不陌生，比如手机，无线上网，电视机。传感器对我们来说也不陌生，比如温度传感器、压力传感器，还有比较新颖的气味传感器。但是，把二者结合在起来，提出无线传感器网络（Wireless Sensor Networks）这个概念，却是近几年才发生的事情。这个网络的主要组成部分就是一个个可爱的传感器节点。说它们可爱，是因为它们的体积都非常小巧。这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降。更让人感兴趣的是，每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机，它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号，进行编码，然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器4.1 传感器网络传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式，因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统SOC（system-on-chip）芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合，以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化，特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值，已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视，并成为进入2000 年以来公认的新兴前沿热点研究领域，被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。4.2 传感器网络研究热点问题和关键技术传感器网络以应用为目标，其构建是一个庞大的系统工程，涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话，将会包括基础层（传感器集合）、网络层（通信网络）、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。其中，基础层以研究新型传感器和传感系统为核心，包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等，以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。4.3 传感器网络的应用研究传感器网络有着巨大的应用前景，被认为是将对21 世纪产生巨大影响力的技术之一。已有和潜在的传感器应用领域包括：军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善，各种传感器网络将遍布我们生活环境，从而真正实现“无处不在的计算”。以下简要介绍传感器网络的一些应用。（1）军事应用传感器网络研究最早起源于军事领域，实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络，也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中，通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段，可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内，收集到有用的微观数据；在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时，传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值，可以应用于如下一些场景中：▉监测人员、装备等情况以及单兵系统：通过在人员、装备上附带各种传感器，可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。通过在敌方阵地部署各种传感器，可以了解敌方武器部署情况，为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。▉监测敌军进攻：在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器，从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。▉评估战果：在进攻前后，在攻击目标附近部署传感器网络，从而收集目标被破坏程度的数据。▉核能、生物、化学攻击的侦察：借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染，提供快速反应时间从而减少损失。不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。（2）环境应用应用于环境监测的传感器网络，一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置，可以观察到微观的环境因素，为环境研究和环境监测提供了崭新的途径传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。这些应用实例包括：对海岛鸟类生活规律的观测；气象现象的观测和天气预报；森林火警；生物群落的微观观测等▉洪灾的预警：通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器，可以在洪灾到来之前发布预警信息，从而及时排除险情或者减少损失。▉农田管理：通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器，可以更好地对农田管理微观调控，促进农作物生长。（3）家庭应用建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内，获取室内环境参数，从而为居室环境控制和危险报警提供依据。▉ 智能家居：通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器，感知居室不同部分的微观状况，从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制，提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。▉建筑安全：通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器，发现异常事件及时报警，自动启动应急措施。▉智能交通：通过布置于道路上的速度、识别传感器，监测交通流量等信息，为出行者提供信息服务，发现违章能及时报警和记录[17]。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器，特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息，最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。（4）结论无线传感器网络有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来还将在许多新兴领域体现其优越性，如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见，将来无线传感器网络将无处不在，将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连，实现远距离跟踪，家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络，其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。但是，我们还应该清楚的认识到，无线传感器网络才刚刚开始发展，它的技术、应用都还还远谈不上成熟，国内企业应该抓住商机，加大投入力度，推动整个行业的发展。无线传感器网络是新兴的通信应用网络，其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此，无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络，需要各种技术支撑。目前，成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展，应用到无线传感器网络中，形成新的市场增长点，创造无线通信的新天地。5 结语当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后，随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展，未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会，作为现代科学“耳目”的传感器系统，作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础，必将进一步得到社会各界的普遍关注。微波传感器依靠微波的很多优点，将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯，和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。
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当今世界各国压力传感器的研究领域十分广泛,几乎渗透到了各行各业,但归纳起来主要有以下几个趋势：(1)小型化目前市场对小型压力传感器的需求越来越大,这种小型传感器可以工作在极端恶劣的环境下,并且只需要很少的保养和维护,对周围的环境影响也很小,可以放置在人体的各个重要器官中收集资料,不影响人的正常生活。如美国Entran公司生产的量程为2～500PSI的传感器,直径仅为1.27mm,可以放置在人体的血管中而不会对血液的流通产生大的影响。(2)集成化压力传感器已经越来越多的与其它测量用传感器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。(3)智能化由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得传感器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。(4)广泛化压力传感器的另一个发展趋势是正从机械行业向其它领域扩展,例如:汽车元件、医疗仪器和能源环境控制系统。(5)标准化传感器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。如ISO国际质量体系;美国的ANSI、ASTM标准、俄罗斯的ГOCT、日本的JIS标准。想要了解更多详细资讯，欢迎咨询麦克传感器股份有限公司！
1.主要垂直行业，包括石油和天然气、汽车和医疗保健的技术进步导致了多种应用程序以及压力传感器功能的演变。2.汽车领域是压力传感器的最重要的用户之一，汽车生产的激增导致对压力传感器和相关组件的需求不断增加。3.机动车安全已成为整个汽车行业的重要方面，围绕此项特性的严格的政府法规有助于促进汽车行业压力传感器的需求增长。4.基于微机电系统(MEMS)和纳机电系统(NEMS)的技术一直以来广受大众欢迎，采用量大增，导致压力传感器市场的增长。5.消费电子压力传感器使用量大大增加，成为整个市场发展最快的应用领域。6.终端使用行业如汽车和医疗保健市场趋于成熟成为阻碍北美和欧洲压力传感器市场的一大挑战。7.在亚洲国家，如中国、日本、印度和韩国快速的工业化和机动车生产都可以归结为亚太压力传感器市场的发展。8.亚太和中东地区的智能城市基础设施的发展持有巨大的未来增长潜力。9.消费者购买压力传感器对其安装和更换不断飙升的成本心存忧虑，可能会影响压力传感器市场。10.在过去的几年中，压力传感器市场取得了迅速进展，对竞争格局产生了积极影响，为市场引入了新的参与者并扩大了市场现有参与者的范围。
室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。 3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 6.PID光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达28.5%;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 1755.9亿元,同比增长23.8%,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社. [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社. [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社. [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社. [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.
目前越来越多的企业已经充分认识到，在以计算机、通信、网络为代表的信息产业快速发展的时代，实现电子商务是企业能够在愈演愈烈的全球化市场竞争中得以生存、发展的必由之路。电子商务不仅对于传统企业的管理，如计划、组织和控制产生了影响，而且对于企业的研究开发、采购、生产、加工、制造、存储、销售以及客户服务也产生了巨大的影响。本文从电子商务对传统企业带来的影响这一角度，对传统企业实施电子商务的实施方法、过程简要说明，结合电子商务自身的特点和中国企业的现状，对传统企业的电子商务转型进行分析，对生产型企业、营销型企业如何实施电子商务策略作一研究，从而引起传统企业对电子商务的重视。关键字：电子商务；传统企业；企业网站建设；企业转型；生产型企业；营销型企业The traditional business enterprise electronic commerce that network economic ages descend turnsABSTRACTPresent more and more enterprises have already fully realized, in the fast-developing era of information industry represented by computer , communication , network, it is an only way that enterprises can be survived , developed in the globalization market competition of growing in intensity to realize e-commerce。E-commerce not merely to traditional management of enterprise, such as planning, organizing and controlling and exerting an influence, and the research and development , purchase , production , processing , making , storing to enterprises, sale and customer service have exerted an enormous influence 。This text, from e-commerce to this angle of the influence that traditional enterprises bring, implement the implementation method of e-commerce , course brief illustration to traditional enterprises, combine characteristic and current situation of Chinese enterprise , e-commerce of oneself , make the transition and analyse to traditional e-commerce of enterprise, to productive enterprise, how implement electronic business strategy is it study to act as marketing enterprise, thus cause the attention to e-commerce of traditional enterprise.keywords: E-commerce; Traditional enterprises; Enterprise's website construction; Enterprises make the transition; Productive enterprises; Marketing type enterprises目录1.绪论………………………………………………………………………………..1.1电子商务与传统企业……………………………………………………………1.2国内外企业发展电子商务概况…………………………………………………1.3传统企业实施电子商务的障碍…………………………………………………2.我国传统企业为什么实施电子商务……………………………………………..2.1传统企业发展电子商务的优势…………………………………………………2.2电子商务对传统企业的影响……………………………………………………3.传统企业如何实施电子商务……………………………………………………..3.1传统企业的电子商务转型………………………………………………………3.2传统企业电子商务实施策略……………………………………………………3.3传统企业实施电子商务解决方案………………………………………………3.4生产型企业如何策划电子商务网站……………………………………………3.5营销型企业如何策划电子商务网站……………………………………………4.我国传统企业发展电子商务将遇到的问题及未来前景………………………..4.1面临问题…………………………………………………………………………4.2未来前景…………………………………………………………………………5.谢辞………………………………………………………………………………..6.参考文献1.绪论1.1电子商务与传统企业电子商务（Electronic Business）是计算机网络技术的应用，是利用信息网络技术进行经济活动，有狭义和广义之分。狭义专指以商品买卖为中心的活动，也称为电子交易；广义则是大商务概念，不仅包括在互连网上的交易，还包括客户服务和商业伙伴合作，直至企业内联网上从事的所有经济活动，也称为电子业务。电子商务是以电子交易为手段完成金融、物品、服务、信息等价值的交换，快速而有效地进行各种商务活动的最新方法。电子商务用于满足企业、商人和消费者提高产品和服务质量、加快服务速度、降低费用等方面的需求，也帮助企业和个人通过网络查询和检索信息以支持决策。简单说，电子商务是指实现在从售前服务到售后支持的整个商务或贸易活动环节的电子化、自动化。对于企业来说，电子商务是利用以Internet为核心的信息技术，进行商务活动和企业资源管理，它的核心是高效地管理企业的所有信息，帮助企业创建一条畅通于客户、企业内部和供应商之间的信息流，并通过高效率的管理、增值和应用，把客户、企业、供应商连接在一起，以最快的速度、最低的成本响应市场，及时把握商机，不断提高和巩固竞争优势。传统企业是相对于信息化时代产生的一些网络企业而言的，指的是出现信息产业以来，以生产有形产品为主的企业，如石油、冶金、机械、煤炭、电器、电器设备、食品饮料、烟草、纺织服装、皮革羽绒、木材、造纸及印刷等。1.2国内外企业发展电子商务概况中国传统企业在电子商务革命浪潮中，刚刚处在起步阶段。电子商务概念首次引入中国是在1993年，第一笔网上交易发生在996年。1998年以推动国民经济信息化为目标，企业间电子商务示范项目开始启动。1999年，消费类电子商务市场全面启动，电子商务开始进入市场导入期，呈现出蓬勃发展的势头。自1999年以来，电子商务在中国开始了由概念阶段向实践的转变，1999年消费类电子商务活动中网上购物总交易额达5500万元。到2000年一季度，消费类（B2B、C2C）电子商务网站已达1100余家。自1999年底企业间电子商务（B2B）成为新的热点，大量新的企业间电子商务网站涌现，很多企业准备在网上采购等方面寻求发展。但相比1998年欧美国家企业间大30亿美元，2000年美国5000亿美元的电子商务交易额，只能认为我们尚处于探索和起步阶段，未来发展的潜力是非常大的。随着纳斯达克的消散，传统企业开始成为网络经济的主流出现在电子商务舞台。通用电气公司这个工业时代的产业巨人，以领先于英特尔、思科和微软的姿态，重新夺回了它在美国资本市场中的头把交椅。目前国内外传统企业实施电子商务化的成功案例已不胜枚举。如通用汽车公司、沃尔玛公司、海尔集团、中远集团、珠州格力电器股份有限公司、云南白药集团股份有限公司等。1.2.1沃尔玛公司电子商务化沃尔玛公司是目前世界上最大的商业零售企业，从1962年开办第一家连锁店以来，沃尔玛公司下属的分公司遍布世界五大洲的50多个国家，共有4249家连锁店（其中国内3144家，国外1105家）。该公司1998年取得美国最大的20家商业企业的第一名，1999年全球销售总额达到1650亿美元，在世界500强中排名第二，2000年销售总额达到1913亿美元，创造了零售业的奇迹。沃尔玛公司是世界上最造对信息技术大量投资的零售商之一。沃尔玛公司的网络零售系统于1996年2月开始运行，网上出售的商品数量有限，主要是大件产品。2000年年初，沃尔玛公司重新改版了它的网上商店，网上商品分24大类，包括器具、宠物、玩具、旅游等，网上经营取得了较好的成绩，2000年第二季度的网上收入为15.96亿美元。目前沃尔玛公司采取一切可能的措施来开拓更大的网络销售市场。它正在建立一个销售网站。1.2.2海尔集团电子商务化海尔集团是中国最优秀的企业之一，其业绩是有目共睹的，同样，在网络建设及电子商务的应用方面，海尔集团也走在了国内企业前列。海尔集团于1996年10月在国内企业中率先申请域名，建立了海尔网站。（附网站首页）该网站开通的主要目的是向国内外介绍和宣传海尔集团及其产品。当时网站有中、英文两个版本，开辟了“关于海尔”、“海尔新闻”、“产品信息”、“用户反馈”等十多个栏目，大大方便了公司与国内外客户的交流，在了解产品信息、洽谈贸易、产品订购、咨询及售后服务等很多方面为客户提供了便利。又经过几次改版之后，2002年海尔集团正式开通了网上商城。1.2.3中远集团电子商务化中远集团主要从事海洋运输，在货物运输的过程中，打交道的部门涉及银行、海关、港口、码头、商检、卫生检疫等各种各样的单位，货物的流转和信息传递息息相关。如果采用纸面文件形式进行信息传输，工作量之大是不可想象的。所以从20世纪80年代初中远集团就开始了EDI方面的研究。1997年1月，中远集团总公司正式开通公司网站。北美、欧洲、中远集运、中远散运、广远等集团各所属单位的网站也相继建成。1998年9月，中远集团在网站上率先推出网上船期公告和订舱业务。中远发展电子商务的战略目标定位在从全球客户的需求变化出发，以全球一体化的营销体系为业务平台，以物流、信息流和业务流程重组为管理平台，以客户满意为文化理念平台构建基于Internet的、智能的、服务方式柔性的、运输方式综合多样并与环境协调发展的网上运输和综合物流系统。1.3传统企业实施电子商务的障碍1.3.1文化背景差异传统企业发展电子商务面临着一定的障碍。企业发展电子商务面临的第一个挑战就是现有的企业组织、生产流程和人员心态,传统企业组织较为僵化,受既得利益和惰性的影响,员工害怕重新组合,有抗拒变革的倾向。企业信息保密情结和消费者规避风险型文化是我国企业开展电子商务的最大障碍之一。资讯透明化是网络文化的一种特征,企业发展电子商务将上下游企业从供应商到代理商的内部运作纳入到电子商务系统中,通过互联网对接,实时了解交易伙伴的供应、库存、销售和资金情况,企业间信息资源共享,使资源配置效率提高。互联网互动交流的本质是增加企业信息的透明度,使企业的优势展现在消费者和客户面前,但企业的劣势也同时公布于众了。我国长期受儒家文化影响,盛行的是一种高度保密的和风险规避型文化,他们更倾向于和个人熟悉的网络内成员企业开展业务,而不太愿意对不熟悉的品牌和不了解的供应商下单,所以中国企业和消费者从信息独占、保密向信息共享、资讯透明的转换,是我国电子商务成功的文化基础。影响网络营销很重要的因素就是文化,在美国,最初的网上购物者主要是原来使用产品目录购买的消费者,其次是电话购买者。消费者从商店购物到电话订购再至网上采购的转换,需要有一个逐渐适应与转变的过程。1.3.2企业内部信息化程度较低企业能否成功地融入电子商务,与企业内部资源管理是否实现了电子化、信息化关系密切。首先, 企业要提高企业内部资源管理的信息化,改变各部门的信息相互闭塞、不同部门的市场数据不能共享、隶属不同部门的科技人员无法沟通与协调、上下级部门之间缺乏沟通与协作的企业信息化运作现状,使企业真正进入电子商务的环境。其次,开展电子商务涉及互联网平台体系中从上游供应商到下游经销商的一体化整体运作,需要上下游相关企业信息化的协调发展与之匹配。1.3.3电子商务转换过程中的矛盾由于传统企业已拥有一定的商务运作基础,向电子商务转换过程中会遇到各种矛盾和摩擦,如与现有渠道兼容、协调的顾虑。一旦采用电子商务就可以在更大的范围内选择供应商和客户,可能与现有的渠道产生冲突,导致失去渠道协调和控制,出现渠道成员忠诚危机。尤其是在转换过程中有可能产生渠道摩擦,造成一定的经济损失。大规模生产和个性化营销之间的矛盾是网络环境下传统企业面临的又一大困难。传统企业产品同质化、品牌无差异化显著,如果向提供个性化产品和服务的方向转化,企业要承担一定的风险。即使是传统的零售企业,虽然具有较好的配送优势,但也不能完全适应网络营销下复杂的小包装、单个零星的订单需要。另外,网络设计与维护人力资本昂贵、技术人员缺乏等问题也非常突出。2.我国传统企业为什么实施电子商务自上个世纪90年代以来，信息化浪潮席卷全球，给传统企业的运作和管理模式带来巨大的冲击。越来越多传统企业认为，以网络化、知识管理、全球化化为主要特征的新经济已是不可逆转的趋势，电子商务化已成为企业发展的必由之路。2.1 传统企业发展电子商务的优势第一,传统企业相对于新兴的电子商务企业而言拥有更坚实的商务资源。电子商务的核心是用信息技术优化企业的生产和商务流程,商务是主体与核心,是电子商务的灵魂和生命,电子网络是载体,是一种沟通手段。网络技术只有应用到传统企业的商务中,才能发挥其巨大的作用。在互联网的环境下,企业要获得成功,必须综合利用网络内外的手段,融合新技术和传统商务,融合新经营模式与传统模式。大型传统知名企业拥有良好的品牌形象、众多的原材料供应商和产品经销商、广泛的客户基础、完善的配送体系,积累了丰富的商务经营管理经验,拥有发展电子商务的坚实基础。第二,传统企业发展电子商务的潜在效益巨大。在B to B电子商务方面,传统企业通过在线买卖,降低交易成本,加快供应链运作周期,降低企业经营成本;通过互联网进行跨区域、跨市场与跨技术的产品开发,进行组织结构、生产流程和业务流程的再造,提供更快和更周到的优质服务,提高企业的竞争力;通过产业内及产业间企业的联合,建立虚拟市场,从单独在线到联合在线,最大限度地减少企业库存;与竞争对手建立友好关系,共享价格和供求信息,从而带动上下游企业发展电子商务。在B to C电子商务方面,传统企业通过收集、追踪和分析客户的信息,进行市场调查研究,利用互联网的交互作用,了解客户的需要,分析客户消费行为,传播广告信息,开辟新的分销渠道,实现网络营销和传统营销最佳组合,扩大销售,最大限度地发挥电子商务的潜在效益。实践证明,在电子商务背景下,原先具有品牌优势和较好形象的企业更具有优势。波士顿咨询集团公司(BCG)公布的调查结果表明,日本、韩国和澳大利亚是亚太地区网上零售最多的国家,占当年亚太地区网上零售总额的94%,而名牌公司网络营销最占优势,它们赢得了74%的网络零售市场份额。第三，提高企业的效率和竞争能力。电子商务的实时交互性可以促进企业与客户的良好沟通，从而使企业能够更加及时准确地预测市场需求、了解需求变化状况和发展趋势，提供更为周到的个性化服务。通过对客户信息的分析和挖掘，可以有针对性地提高产品和服务质量，改进现有产品和服务的作业流程，开发新产品，拓展新业务。更为突出的是，电子商务带来了一种新的生产方式——定制生产。由于IT技术的进步，通过电子网络可以专门对每一位顾客设计、生产特定的产品，从而为客户提供一对一的服务。这种按订购生产的模式不仅仅满足了客户的需求，更重要的是，若使用正确的话，将会大大增强企业的市场竞争力和赢利能力。第四，降低成本，提高企业的经营管理水平。随着工业经济的发展，工业制造成本趋于均化，企业必然需要寻找新的利润空间。扩大企业与上下游企业乃至最终消费者的直接接触，减少中间环节，从错综复杂的中介中挤出利润空间是必由之路。要在空间和时间上缩短企业与企业之间、企业与消费者之间的距离，电子商务是最佳选择。此外，站在企业自身的角度看，从订单、原材料采购、生产、销售、库存、管理等各个环节的协同配合和优化中得出利润，也是一种行之有效的办法，这就需要信息技术来综合处理这些业务。电子商务与传统企业融合，逐步改变传统企业的作业模式，高运行效率和应变速度，为企业的发展带来新的增长空间。第五，企业间的互相合作，提高服务水平。传统企业是一个生产经营实体，在其长期的生产经营中，具有广泛的合作伙伴，包括众多的供应商、代理商、运输商、服务部门等等，利用信息化手段，传统企业与这些合作伙伴形成了自己的社会关系网络，实现资源共享。在这种网络中，伙伴间彼此合作，互惠互利，共同开拓市场，扩大了单个企业内涵和外沿，形成网络型虚拟企业，实现商流、物流、资金流、信息流的一体化，完成单个企业自身无法单独完成的业务，使各个企业都能专注于强化自身的核心竞争力，提高管理服务水平和社会信誉。最后，提高企业的市场响应能力，减少企业库存、减少投资的盲目性。适当的库存量是企业维持正常生产所必需的。用传统方法采购时，订单的处理周期长、不确定性高，因此企业需要较多的库存来应付可能会出现的交货延迟和交货失误，而库存量的增多，又会增加企业的运营成本，降低企业利润，电子商务环境所提供的大量、及时、准确的市场信息，有利于提高企业的失常响应能力。总之，电子商务是信息技术涉足经济领域的必然产物，它不是独立于传统企业之外的事物，它依托于传统企业，又深刻地改变着传统企业的作业模式，在深入企业的管理过程中，为企业减少了交易环节、扩大交易范围，缩短生产周期，提高生产效率，拓宽了企业的利润空间。2.2电子商务对传统企业的影响2.2.1对企业组织结构的影响电子商务减少了经济活动的中间层，缩短了相互作用和影响的时间滞差，加快了经济主体对市场的反应能力。使信息传递效率明显提高，市场竞争力随之显著提高。在传统的塔式企业组织结构中，中层管理者起着上情下达、下情上呈的重要作用，而现在承担这一角色的却是企业网络，这就为企业组织结构多元化发展创造了条件。电子网络手段将取代传统的采购、信息收集、传递、寻盘、购盘、还盘、磋商、谈判等，从而使从事这部分职能的组织结构将不复存在。反之，电子货币及网上结算的逐步实现和物流运输的迅速、准确，将使商务过程更简便、更快速的完成，并可跨越时空的限制。2.2.2对企业采购带来的影响国内大部分传统企业仍以订货会、供需见面会等为采购原材料的主要方法，由此而花费大量的人、财、物力，而电子商务恰好可以弥补这方面的不足，成为减少企业采购成本支出的一种有效途径。电子商务的发展，使企业之间的竞争不再取决于企业所实际占有的资源多少，而取决于企业可控制运用的资源多寡。因此，企业必须利用外部资源尤其要发挥好网络的作用，通过互联网使自己与合作伙伴、供应商互通互连，做到信息资源实时共享，最大限度地提高运作效率，降低采购成本。2.2.3对企业人力资源管理的影响电子商务的特点决定了企业发展和成败的关键在于人才的拥有、使用和培养。在电子商务模式下，人们的工作时间更具弹性，工作场合不受限制，员工更加依赖于自身的知识智慧和创造性思维，并逐步脱离开机械设备、原材料和工作条件的约束，逐渐摆脱对岗位的依赖，从而找到内在的自由和平衡。这就需要企业建立一系列新观念、新制度来进行人力资源的开拓、人力资本的投入和增值，从而适应信息“真正个人化管理”的要求。2.2.4对企业销售带来的影响电子商务可以降低企业的交易成本。电子商务模式主要是通过互联网进行广告宣传及市场调查，构筑遍及全球的营销网络，改变了市场准入及品牌定位等规则，建立起无中介的销售渠道。互联网络渠道可以避开传统销售渠道中批发、零售等中间环节，使生产商与消费者直接接触，生产商可不通过零售商而最终完成商品流通过程，既降低了流通费用和交易费用，又加快了信息流动速度。由于受到地域的限制，传统企业所面对的市场是有限的，而利用互联网进行商务活动则使企业直接面向市场，在网上展开的营销活动，面对的就是全球市场，能够针对全世界每一个客户，电子商务就成为企业最好的国际交易平台。当当书店17%的定单来自海外，这在过去都是不可想象的，在北京开书店，不可能有17%的书买给外国人。网上的业务也可开展到传统销售和广告促销方式所达不到的市场范围，为企业赢得更多的潜在客户。全方位展示产品，促使顾客理性购买。从理论上说，顾客理性地购买，既能够提高自己的消费效用，又能够节约社会资源。网上销售可以利用网上多媒体的性能，全方位展示商品功能的内部结构，企业通过网络展示商品的质量、性能、价格及付款条件等，从而有助于消费者完全地认识了商品及服务后，客户各取所需，发出订单，再去购买它。2.2.5对企业结算方式的影响企业将可以通过网上银行系统实现电子付款，进行资金结算、转账、信贸等活动。随着信用传输安全保障和认证问题得到全面的解决，纸货币流被无纸电子流所代替而引发的结算革命是不可阻挡的发展趋势。2.2.6对企业客户服务的影响第一，电子商务使企业与客户之间产生一种互动的关系，极大的改善客户服务质量。企业可以及时了解顾客各种信息，为企业的经营决策提供依据。这样降低了企业的决策风险，企业与上游的供应商和下游的分销商更好的沟通，并通过客户关系管理可以使企业准确地把握客户的需求，有利于对市场的发展趋势作出正确的决策。同时，企业可以利用先进的信息技术，正确分析客户的需求，提供服务，从而能够在最大范围内抓住客户，提高客户的忠诚度!第二，密切用户关系，加深用户了解，改善售后服务。由于Internet的实时互动式沟通，以及没有任何外界因素干扰，使得产品及服务的消费者更易表达出自己对产品及服务的评价，这种评价一方面使企业可以更深入了解用户的内在需求，及时了解市场动态，调整企业产品结构；另一方面企业的即时互动式沟通，可提高企业的售后服务水平，改进客户的满意程度，促进了双方的密切关系。第三，促使企业引入更先进的客户服务系统，从而提升客户服务。在电子商务的基础上，企业可以建立客户智能管理系统，企业通过它收集和分析市场、销售、服务和整个企业的各类信息，对客户进行360度的全方位了解，从而理顺企业资源与客户需求之间的关系，提高客户满意度并减少客户变节的可能性。同时，通过获取并分析与客户所有的交往历史，从整个企业的角度认识客户，达到全局性销售预测目的，从而增加获利能力。传统企业客户服务人员对待同一客户时可能是不同的面孔。通过客户服务系统，服务人员在接听电话之前自动迅速调用客户服务记录作为参考，充分掌握客户信息，用统一的面孔面对客户，从而实现对客户的关怀和个性化服务，提高客户的满意度。3.传统企业如何实施电子商务3.1传统企业的电子商务转型电子商务不是简单的商务电子化，而是包括企业后台的整个运营系统的信息化及流程的重组和优化以及经营观念的转变。对于不同的行业，企业实施电子商务转型的过程和模式可能存在巨大的差别。在评价传统企业转型的时候，对于不同的行业应采用不同的标准。3.1.1 传统企业电子商务转型的方式传统企业电子商务转型的方式可划分为两大类：自我改造型与资产重组型。自我改造型：自我改造型是指传统企业通过加强基础设施建设与网络文化建设将业务与管理体系转移到网上，实现传统经济向网络经济的平稳过渡。资产重组型：资产重组型是指传统企业投资创建或并购纯网络企业，通过与传统业务的转移与整合来实现企业转型。考虑到纯网络公司带来增值业务的产生及业务量的增长等因素，这一转型过程中将包含资本运作、兼并及产权结构的调整，而且将受到产业经济状况的影响，所以这一实现过程会具有多种不同的表现形式。3.1.2 传统企业向电子商务转型的不同层次电子商务所涵盖的范畴很广，最终将使企业面向因特网来整合其业务和运做模式。这个过程的实现可以划分为不同的阶段和层次。第一层次：建立企业专属网站并积极维护与管理。实施电子商务的大中型企业都将拥有自己的网站，进行客户、委托人、代理人、供应商、批发商及其他人的相互联系。第二层次：直接从事网上销售。除了以各种形式进行上下游的信息交流及广告宣传之外，企业还可以在网上与客户进行完整的电子商务交易。第三层次：完成企业内部的网络化改造。要发展企业的电子商务，就必须构建自己的网络基础设施。当企业有了相连的内部网络，办公自动化的含义就变得更加广泛而丰富。当离开本地时，还可以实现移动办公。第四层次：建设企业核心业务管理和应用系统。在这个阶段最有代表性的是企业内部的资源规划系统ERP和对外发布企业信息、实现双向交互的外部网站。第五层次：重组企业商务流程。完整的电子商务要针对企业经营的三个直接增值环节来设计，这就是客户关系管理CRM（Customer Relationship Management）、供应链管理SCM（Supply Chain Management）和产品生命周期管理PLM（Product Lifetime Management）。实现了这些环节，企业就开始进入电子商务的直接增值阶段。第六层次：企业文化的改造。伴随电子商务的全面实施和企业的组织结构和管理机制的改造，最终将营造与网络经济融为一体的全新的企业文化。抽样调查表明，我国的大
电子商务对区域经济发展影响及策略论文
在个人成长的多个环节中，大家都经常接触到论文吧，论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。为了让您在写论文时更加简单方便，以下是我整理的电子商务对区域经济发展影响及策略论文，仅供参考，大家一起来看看吧。
摘要 ：随着互联网信息技术的高度普及，电子商务逐渐呈现出蓬勃发展的趋势。电子商务的应用不仅可以实现对原本交易方式的改变、革新，同时能对区域经济发展产生重要的积极影响。因此，本文就电子商务对于区域经济发展的影响与整改措施进行分析，再配合具体的案例分析，希望可以加深对电子商务的研究，更好地促进区域经济的发展。
关键词 ：区域经济；电子商务；影响；发展；
电子商务主要是利用开放性的互联网和安全保障技术，在全球各个地区开展对应的商业贸易活动，买卖双方在交易的同时可以在不同的空间位置利用网络技术开展交易活动，这种活动就是基于浏览器的模式购买所需物品。相对于传统的贸易形式来说，电子商务形式不仅快捷，而且非常方便，得到人们的喜爱，显著提升区域经济发展速率，为区域经济发展提供帮助。
一、电子商务对区域经济发展的影响
在了解电子商务对区域经济发展的影响之前，首先要分析其概念。
第一，区域经济，可以将其理解为区域内的经济发展，或者将其称作地区经济，是基于一定区域经济发展的内外部条件在相互作用之下产生的生产综合体。区域经济术语综合性的经济发展地理概念属于国民经济的一种缩影，出现一个区域资金开发和实际利用现状等问题[1]。
第二，电子商务主要是以互联网作为技术手段，将商品交换作为中心，在买卖双方不谋面的前提下开展商务贸易活动。这一贸易活动主要是让买卖过程呈现出电子化、网络化、商务化的发展特点。随着全球经济一体化的发展，电子商务逐渐被提升到国家战略层次上，其为地区产业集群的发展提供了良好的基础条件，对于带动区域经济发展、促进产业升级也具有重要的现实意义。
至此，在区域经济发展中，电子商务发挥了至关重要的作用，其不仅可以满足国内不断扩大的需求，也可以扩大国外需求。新型城镇化建设工作的完成不仅需要电子商务的支持，同时电子商务可以推动区域经济的可持续发展，进而加快产业结构升级，保证满足产业的转型发展需要。
（一）扩展国外市场
虽然国内消费市场依旧拥有较大的发展空间，但随着人们生活水平的持续提高，人们的品位也逐渐提高，在网络之中廉价的商品逐渐丧失优势，人们希望可以获取国际的化妆品、服装等，这就要求国内企业能够抓住人们的消费心理，将电子商务作为交易桥梁，与国外企业形成良性的合作。电子商务能够进一步提高企业交易频率，同时保障交易的安全性。从目前的实际情况分析来看，越来越多的人开始接触网上购物，这为电子商务的发展奠定良好的基础[2]。
（二）加快产业结构升级
目前我国处于转型的阶段，一些传统的重工业都在艰难的转型发展。如果这部分企业想要转型成功，就需要“鱼跃龙门”，但是需要较长的转换时间，那么这部分企业可能会在经济市场的影响下转型失败，最终破产。所以，如果条件允许，企业就需要尽快实施转型升级，基于市场经济的基本特点做出针对性的转型规划。电子商务的发展就可以进一步加快企业转型，为产业结构升级奠定基础。电子商务对于区域经济发展的作用是非常明显的：
第一，地区拥有明显的地域性，其产品表现出明显的独有文化特征，但是想要扩大范围还存在一定的难度。并且在电子商务的作用下，可以考虑到通过网络资源来宣传，并且推动这一个地区特色产品和文化，形成特色品牌。
第二，电子商务在不断的发展进程中可以推动诸多行业的发展，使得行业之间的联系变得更加密切，如电子商务与快递行业。所以，电子商务就可以促进产业的结构升级。
（三）促进新型城镇化建设工作的推进
现代化新型城镇化建设需要商品交易过程，在这一过程中可以共享信息，凭借电子商务的优势提高城镇化建设效果。电子商务在实际的应用环节并不像传统零售一样，其将商品进行统一的分配，可以让物资实现聚集，而电子商务也可以对信息进行统一的搜集，基于商品不同性质来分配资源。这种分配模式不仅可以提升对于商品资源的实际利用率，并且在确保资金链不出现问题的同时能够推进新型城镇化建设的持续加快[3]。
二、电子商务下的区域经济发展策略
为了更好的研究电子商务背景下区域经济的发展情况，就需要重点从明确纳入区域经济发展战略规划；现代物流与电子商务实现同步、合作发展；打造区域电子商务集群；引导传统实体企业的转型；建立完善的电子商务服务支持系统几个方面入手，才能详细阐述电子商务对于区域经济发展的实际影响。
（一）明确纳入区域经济发展战略规划
伴随着电子商务逐渐增大对于区域经济发展的影响，地方政府对此也引起了足够的重视。考虑到区域经济发展的实际要求，就可以在区域经济发展的战略制定之中加以体现。在应用区域电子商务的时候，区域经济发展还需要实现互补性的茶叶结构，这样才可以规划区域经济联合体，并且加以建立，这样才可以形成网点扩展辐射的基本模式。因此，针对区域经济圈经济资源合理有效的利用，基于经济圈来推动区域产品朝着更远的区域辐射，这样就可以满足经营水平和经济协同能力的全面提升。尤其是在人均自然资源条件分布极度不均匀的今天，电子商务就需要与区域经济的布局结合起来，并且通过这一种影响，从而科学的规划区域经济。
（二）现代物流与电子商务实现同步、合作发展
对于区域电子商务经济的发展，物流至关重要，我们需要兼顾现代物流与电子商务的合作与同步发展。就地方政府而言，应该通过信息化平台，就可以通过信息化平台，实现对外招商，明确地方现代物流发展的基本目标，并且围绕这一目标有效引导电子商务企业、物流企业，在利益的基础上促进其积极配合，支持地方区域经济建设，以此来打造高质量、高效率的电子商务产业链。就目前的市场基本情况来看，需要一套完整的、健全的供应链服务，其涉及的内容较多。对于任何一个企业来说，无论规模是多么的庞大，都很难让客户在时间和服务质量方面都感觉到满足，需要实现整个产业链上若干企业的相互配合，才可以满足其实际要求，确保服务的质量和效率。针对电子商务而言，主要是依赖物流，可以尝试建立电子商务企业与物流企业联盟，基于互利、平等的基本原则，在两者之间形成稳固的合作关系，实现共赢。这样的操作对于电子商务企业和物流企业而言可以促进其发展，并且依附物流企业的电子商务企业产品可以进一步快速到达消费者手中，开发对应的附加服务，如上门退换货等。而物流企业在这一过程中自然可以获取对应的业务，获得更大的盈利[4]。
（三）打造区域电子商务集群
除开信息化、互联网技术方面的优势之外，最为明显的一个优势就是其集约化的呈现，这样可以合理的分配资源，同时也可以满足经济发展成本的降低。因此，作为地方政府，就需要合理的规划电子商务园区，并且做好对应的监理，这样就可以将企业的招商与宣传工作真正的落实下去。
第一，形成电子商务区域的集群品牌，这样能够将区域的特色尽可能的呈现出来，并且可以满足同质化问题的有效规避，以此来增强吸引力和影响力。
第二，为了形成有机的电子商务园区整体，就可以考虑到相互之间的协作、帮扶等，从而构建出集群化的优势。
第三，注重个体电子商务的发展，能够通过合作关系的建立健全，最终利用自身的方式和途径，落实产品的销售与宣传，这样就可以方便后续的管理与整顿，以此来提升经营的规范性。
（四）引导传统实体企业的转型
在不断发展电子商务的大背景下，传统经济模式的发展渠道变得越来越狭窄，这样不仅会对实际的生产与运营产生影响，同时对于区域经济建设发展也会造成或多或少的影响。考虑到这一情况的出现，就要求传统的实体企业积极的开展转型。如，利用定期的交流会、宣传活动、招商活动等，邀请传统企业参与其中，以此来对企业的管理思想产生一定的影响，同时对于建设电子商务也可以提供技术、经验与思路，让实体经营与电子商务网络之间可以彼此的联合起来，实现全新市场的拓展。基于环境、市场条件的有效分析，基于自身的资源优势利用C2C、B2C、B2B等平台，进一步拓宽市场空间，不断提升市场的占有率。并且积极引导企业实现自身生产与运营的转型，引导其通过信息化技术，实现采购渠道的合理优化，从而建立高效率、低风险、低成本的供应链[5]。
（五）建立完善的电子商务服务支持系统
为了更好地促进电子商务的发展，需要针对网络设施做好持续的优化与完善，以提升网络的安全性，保证电子商务可以实现网络上的安全交易。通过针对物流与快递行业也需要做好对应的优化处理，能够建立对应的物流和快递系统，为电子商务行业的发展提供优良的条件。电子商务行业也需要不断创新与优化支付服务的部分，以提升支付服务的实际安全度，并且帮助金融部门建立信息的消费电子钱包，实现对支付形式的全新设计，为消费者提供安全的、便捷的消费形式。
三、电子商务对区域经济发展的实证分析
为了更好地研究电子商务对于区域经济发展的影响，本章节以海南省为例，针对电子商务产生的影响进行积极的分析，据此提出推动区域经济发展的.有效路径。具体而言，其主要包含了政府搭台、企业演出，促进电商整体发展；对于海南农产品销售的影响；旅游景区及自主品牌特产的飞跃式发展；电子商务发展促进人才的培养与引进几个方面的内容。
（一）政府搭台、企业演出，促进电商整体发展
最近几年，在得到相关政府部门大力支持的条件下，海南省多次举行电子商务的论坛会议。从2016年开始，海南省就举行了“凝聚海南互联网力量，开辟电子商务新空间”一个发展论坛会议，这样就体现出海南省在最近几年对于电子商务重要性的关注度，并且将电子商务逐渐提升到政府与社会的广泛重视的层面上，获取重点的支持与对应的发展。在政府的大力推动、企业的持续进步、互联网共同努力的基本前提下，海南互联网与电子商务产业取得了对应的发展和有效的进步，但是相对于更加发达的区域，其本身还是存在一定的差距，未来的发展环境依旧不容乐观，需要政府部门和企业能够协同，不断完善相应的内容。因此，政府与社会就在努力推进电子商务企业的创新以及创业事业的可持续发展，努力营造健康的社会氛围，创建更为强劲的电子商务发展公共服务体系，从而构建能够匹配海南省发展的互联网电子商务环境，在促进传统产业结构发展的同时带动整体区域经济指数的提升。
（二）对于海南农产品销售的影响
在工信厅、农业厅等对应政府部门的支持下，需要积极构建农村电子商务平台，从而建立农产品的推介交易市场，以此来加快“互联网+农业”的可持续发展，构建互联网小镇，进一步加快农业物联网示范基地的建设，构建大数据管理服务平台，有效推动农产品触网。另外，降低农产品实际的物流成本，加快商贸流通、邮政、供销等系统物流服务网络之间的建设与衔接，这样就可以落实县、乡、村物流体系的打造，最终构建互动式的电子商务资源平台。随着10多个互联网农业小镇的建立和完善，淘宝县域电子商务人才服务中心也在三亚落户，京东也在海南建立了物流中心。海南初步实现了互联网信息技术在农业生产到服务这一系列过程中的合理应用，发展至今农产品电子商务企业已经突破1万家，并且其交易额也突破300亿元[6]。
对于海南省的农产品特产，一直受到全国消费者的关注，从芒果、木瓜等新鲜水果到茄子豇豆等绿色蔬菜，特别是反季节的水果、蔬菜等，拥有良好的销量，但是难免会存在销售信息渠道不畅通的问题，出现购买形式单一的缺点，使得买卖双方都存在较大的市场发展空间。伴随电子商务的不断发展，电子商务和网络农产品的实际销售量都在成倍增长，京东、天猫等电商门户都在海南出现，对于海南农产品，如黄秋葵、芒果等产品，都是实现了常年的供应和预订，极大限度满足了全国人民的实际需求，对海南区域经济的发展起到了良好的推动作用。
（三）旅游景区及自主品牌特产的飞跃式发展
旅游景区和旅游商业经济的发展也是海南区域经济发展的主要推动渠道。随着电子商务的不断发展，随着其在行业领域之中的渗透，各个景区也融入电子商务。无论是从景区门户的网站建设还是宣传开始，或是对于APP推广、微信公众号的推广，都能进一步推动旅游景区经营渠道的拓宽。针对淡旺季促销、节日特惠等宣传，基本上都是游客随来随走，赶上什么是什么，但是通过电子商务手段，其消息变得更加灵通，游客就可以提前安排时间，让旅游变得更加具有趣味性和目的性。通过优惠政策、网上订票等方式，不仅可以让游客获取对应的旅游信息，也可以刺激景区的消费。目前，海南诸多景区都实现了自主品牌的旅游产品开发，如亚龙湾景区的工艺品、槟榔谷景区的特色食品等等，都得到广大游客的喜欢，但是过去只有通过景区才能够购买，游客一旦离开了景区，就无法再一次购买。在电子商务出现之后，就使得这一矛盾得到有效的解决，通过专门的网店来实现线上销售，就可以让游客购买到自己放心的产品，持续增加特色产品的实际销售量，最终拉动海南区域经济的发展。
（四）电子商务发展促进人才的培养与引进
随着电子商务的不断发展，针对互联网以及电子商务人才的实际需求量也在不断的增加，务必要重视对人才的培养和引进。
第一，通过人才的培养和引入，可以有效解决海南省电子商务人才需求问题。
第二，电子商务市场和互联网市场的不断做大做强，可以带动地方高校毕业生的就业，最终实现双赢。
针对海南省电子商务飞速发展的势头，要强调工商学院、高等学院、职业技术学院电子商务专业人才的培养，这样才可以满足毕业生就业市场的供求。同时，基于市场的实际需求，高校要进一步强化电子商务与对应学科的教学，并且与实际的需求结合起来，致力于培养更多复合型、应用型的电子商务人才。
四、结束语
在现代技术不断发展的今天，电子商务行业能够匹配我国现阶段的发展步伐，通过与区域经济之间的结合可以建立出对应的电子商务保障机制，从而不断提升电子商务系统的安全性，并且实现电子商务相关产品的推广与宣传，在刺激消费者消费欲望的同时进一步推动区域经济的发展，更好地服务于区域经济的发展。
五、参考文献
[1]张沙琦.电子商务对区域经济不均衡发展的影响[J].经济研究导刊,2020(28).
[2]张晓琴.电子商务对区域经济不平衡发展的影响分析[J].现代营销(下旬刊),2020(04).
[3]闫爽.电子商务发展对区域经济增长影响异质性分析[J].商业经济研究,2019(24).
[4]刘睿.电子商务发展对区域经济增长影响异质性分析[J].销售与管理,2019(16).
[5]朱薇.区域经济协调发展中的电子商务管理模式[J].电子商务,2019(12).
[6]袁峰.移动电子商务对区域经济发展的影响分析及策略[J].科教导刊(上旬刊),2019(12).