发布时间：
如果满意再追加100分。 2009-03-22 19:31可以再充分点吗？谢谢了
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。 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。 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。 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。 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。 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。 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 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。 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。 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。
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 �0�710-6g/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 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。
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。 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;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 亿元,同比增长,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.
随着现代信息技术的发展，计算机在我们的日常生活中扮演了越来越重要的作用，未来人们对计算机的依赖会越来越强。下面是我为大家整理的关于计算机发展及未来的论文，希望能对大家有所帮助!
摘要：随着经济的发展，科技的进步，计算机作为一门新兴的科学技术在人类文明前进的过程发挥越来越重要的作用，计算机专业培养和造就适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展、基础扎实、知识面宽、能力强、素质高具有创新精神，系统掌握计算机硬件、软件的基本理论与应用基本技能，具有较强的实践能力，能在企事业单位、政府机关、行政管理部门从事计算机技术研究和应用，硬件、软件和 网络技术 的开发，计算机管理和维护的应用型专门技术人才。本专业学生主要学习计算机科学与技术方面的基本理论和基本知识，接受从事研究与应用计算机的基本训练，具有研究和开发计算机系统的基本能力。本科 毕业 生应获得以下几方面的知识和能力：1.掌握计算机科学技术的基本理论、基本知识;2.掌握计算机系统的分析和设计的基本 方法 ;3.具有研究开发计算机软、硬件的基本能力;4.了解与计算机有关的法规;5.了解计算机科学与技术的发展动态。
关键词：创新;技术人才;计算机系统;发展动态
一、计算机技术的现状
计算机技术专业在诸多方面就业前景都比较好，例如：(1)网络工程方向就业前景良好，学生毕业后可以到国内外大型电信服务商、大型通信设备制造企业进行技术开发工作，也可以到其他企事业单位从事网络工程领域的设计、维护、 教育 培训等工作。(2)软件工程方向 就业前景十分广阔，学生毕业后可以到国内外众多软件企业、国家机关以及各个大、中型企、事业单位的信息技术部门、教育部门等单位从事软件工程领域的技术开发、教学、科研及管理等工作。也可以继续攻读计算机科学与技术类专业研究生和软件工程硕士。(3)通信方向学生毕业后可到信息产业、财政、金融、邮电、交通、国防、大专院校和科研机构从事通信技术和电子技术的科研、教学和工程技术工作。(4)网络与信息安全方向宽口径专业，主干学科为信息安全和网络工程。学生毕业后可为政府、国防、军队、电信、电力、金融、铁路等部门的计算机网络系统和信息安全领域进行管理和服务的高级专业工程技术人才。并可继续攻读信息安全、通信、信息处理、计算机软件和其他相关学科的硕士学位。
二、计算机技术的需求分析
全国计算机应用专业人才的需求每年将增加100万人左右 按照人事部的有关统计，中国今后几年内急需人才主要有以下 8大类：以电子技术、生物工程、航天技术、海洋利用、新能源新材料为代表的高新技术人才;信息技术人才;机电一体化专业技术人才;农业科技人才;环境保护技术人才;生物工程研究与开发人才;国际贸易人才;律师人才。教育部、信息产业部、国防科工委、交通部、卫生部曾联合调查的专业领域人才需求状况表明，随着中国软件业规模不断扩大，软件人才结构性矛盾日益显得突出，人才结构呈两头小、中间大的橄榄型，不仅缺乏高层次的系统分析员、项目总设计师，也缺少大量从事基础性开发的人员。按照合理的人才结构比例进行测算，到2005年，中国需要软件高级人才6万人、中级人才28万人、初级人才46万人，再加上企业、社区、机关、学校等领域，初步测算，全国计算机应用专业人才的需求每年将增加100万人左右。而且数控人才需求也在逐年增加 蓝领层数控技术人才是指承担数控机床具 体操 作的技术工人，在企业数控技术岗位中占，是目前需求量最大的数控技术工人;而承担数控编程的工艺人员和数控机床维护、维修人员在企业数控技术岗位中占25%，其中数控编程技术工艺人员占，数控机床维护维修人员占，随着企业进口大量的设备，数控人才需求将明显增加。不仅如此，近年来电信业人才需求也在持续增长 电信企业对于通信技术人才的需求，尤其是对通信工程、计算机科学与技术、信息工程、电子信息工程等专业毕业生的需求持续增长。随着电信市场的竞争由国内竞争向国际竞争发展并日趋激烈，对人才层次的要求也不断升级，即由本科、专科生向硕士生和博士生发展。 市场营销 人才也是电信业的需求亮点。随着电信市场由过去的卖方市场转变为买方市场，电信企业开始大举充实营销队伍，既懂技术又懂市场营销的人才将会十分抢手。由于经济的快速发展软件人才的作用也越来越大，教育部门的统计资料和各地的人才招聘会都传出这样的信息计算机、微电子、通讯等电子信息专业人才需求巨大，毕业生供不应求。从总体上看，电子信息类毕业生的就业行情十分看好，10年内将持续走俏。网络人才逐渐吃香，其中最走俏的是下列3类人才：软件工程师、游戏设计师、网络安全师。
三、计算机技术的发展趋势
近年来，计算机技术飞速发展，短期内社会需求仍然很大，计算机专业毕业生的就业市场前景广阔。从全球IT行业的发展看，经过几年的低迷发展，IT行业已经走出低谷、大有东山再起之势，IT行业在国民经济发展中日益显现出蓬勃生机。从中国情况看，从事计算机软件开发的人才远远低于发达国家。美国从事计算机软件开发的人才达到 180多万，印度达到90万，而中国从事计算机软件开发的人才不足40万。这就说明，中国计算机软件人才短缺，这将严重束缚中国IT行业的发展，特别是直接影响到中国经济的发展和社会的进步。与此同时，由于中国经济社会发展的不平衡，导致中国东部与西部之间，城乡之间出现很大的差距，特别是中国经济发展比较落后的地区，急需计算机方面的专业人才。因此，随着中国经济的不断发展，社会在一定时间内对计算机专业人才的需求仍将很大。另一方面，随着计算机专业毕业生的增多，就业竞争将更为激烈。有关资料显示，截止2003年，中国普通高校总数为1683所，本科学校679所，其中505所开设有“计算机科学与技术”专业，是全国专业点数之首;2003年，计算机专业在校学生人数27万，占理工科在校生总数的，加上信息技术相关专业的在校生达到63万人。也就是说，信息技术和计算机专业的学生数量占全国所有理工科学生总数的1/3。这样势必导致计算机学科专业毕业生的就业竞争将更加激烈。截至2005年底，全国电子信息产品制造业平均就业人数 万人，其中工人约占6 0%，工程技术人员和管理人员比例较低，远不能满足电子信息产业发展的需要。软件业人才供需矛盾尤为突出。2002年，全国软件产业从业人员万人，其中软件研发人员为万人，占。而当前电子信息产业发达国家技术人员的平均比例都在30%以上。中国电子信息产业技术人员总量稍显不足， 因此中国电子信息产业可以作为计算机技术专业人才发展一个方向。
参考文献：
[1]：June jamrich Parsons，Dan Oja.计算机 文化 .北京：机械工业出版社，2001
[2]：山东省教育厅组编.计算机文化基础.东营：中国石油大学出版社，2006
[摘 要]计算机应用技术不仅是自身的飞速发展，而且已贯穿到许多其他学科，现在的各个科学领域的发展都得益于计算机技术的应用。随着微型计算机的发展和迅速普及，计算机的应用已渗透到国民经济各个部门及社会生活的各个方面。现代计算机除了传统的应用外，还应用于办公自动化、人工智能、电子商务、现代化教学等各领域。
[关键词]计算机应用技术;信息化发展;发展规划
一、计算机应用技术的现状
计算机教育从小学阶段就已经开始了，不论是城市还是乡村，计算机让人们在最短时间内了解到了资讯信息，与整个世界接轨，让世界发展成为一个大通讯集体。电子产品愈发普遍，销售压力也随之而来，打折促销不可避免，计算机更是其中的代表。更新换代频繁，种类品牌繁多，是热门的电子消费品，由于国家家电下乡政策的实施，也很大程度上促进了电子产品的消费。其中最重要的原因，是因为社会在进步，人们的生活水品也有所提高，基于计算机的设施也越来越健全，种种原因累积致使计算机目前在每个家庭中成为了重要的电子产品。
目前，计算机应用技术在各个领域都得到了广泛的应用。比如电子产品的普遍创新，计算机教育走进了从城市到乡村的各个群体生活中，商业企业用户能够在最短的时间内通过互联网与世界接轨获得资讯信息，我们用计算机进行各种各样的娱乐活动。比如上网聊天，打游戏，查资料，听音乐看电影等等。我们还用计算机进行数据的储存，监视监控，开发软件与实验室创新处理等。计算机应用技术使我们的生活真正开始与数字化接轨，与信息化接轨，让我们体验到了人工智能带给我们的便捷与方便。从教育角度来看，目前，各大城市的孩子从小学开始就从事计算机教育的学习。孩子们从小就通过学习计算机提高自身的思维活动与判断能力。所以说，计算机技术已将我们领进到一个自动化的年代。计算机技术的发展还需要我们不断的探索与研究。
二、计算机应用在社会中的作用
1、增加了社会的交往。在我国计算机技术应用不广泛的时代，书信是人们联系和沟通的最主要方式，这种信息传递的方式是要受到时间和空间限制的，时间过长就会导致信息失效，而空间的不断变化也会导致信息的遗失，种种因素都给人们的生活带来了不便。而有了计算机应用技术后，这样的问题就得到了极大的改善，人们只需要用几秒钟的时间就可以将自己想表达的信息通过网络传达出去，大大增加了社会的交往。随着计算机应用技术的快速发展，也大大的促进人们工作和生活的便利性，人们在工作时利用计算机应用技术，可以召开网络会议，既节省了时间也节省了资源。而人们在学习时利用计算机应用技术，可以通过电脑进行远程教学，通过网络学习到更多对自己有帮助的知识，也不用受到时间和空间等因素的限制了。
2、促进社会的信息化发展。我国的计算机应用技术与西方发达国家相比，发展得还不够完善，所以在促进社会的发展上所起的作用还不那么明显。但是随着计算机应用越来越广泛的被应用，繁复的数据和信息可以储存到电脑中了，数据信息可以资源共享使用了，这也为社会的信息化发展提供了基本条件。
3、计算机应用技术不仅是自身在飞速发展，而且已贯穿到许多其他学科，现在的各个科学领域的发展都得益于计算机技术的应用。随着微型计算机的发展和迅速普及，计算机的应用已渗透到国民经济各个部门及社会生活的各个方面。现代计算机除了传统的应用外，还应用于办公自动化、人工智能、电子商务、现代化教学等各领域。
三、计算机应用的发展趋势
1、微型化。现阶段，微型化的计算机已经进入到家用电器以及仪表仪器等小型设备中了，另外由于它还是工业控制过程中的最核心部件，它也使这些小型设备真正的实现智能化了。随着微电子技术的更快速发展，掌上型和 笔记本 型等微型计算机具有更高的性价比，因此将受到更大的欢迎。
2、智能化。智能化的计算机应用系统是计算机发展的又一个重要的趋势，它是建立在现代的基础科学之上的，新一代的智能化的计算机不但能够很好的模拟人的思维逻辑过程和人的感官行为，同时它还能进行人们常做的“听”、“说”、“读”、“写”、“想”等行为过程，具有学习能力、推理能力以及逻辑判断的能力。
3、巨型化。这里的巨型化的计算机与微型化计算机并不矛盾，巨型化主要是指计算机的运算速度更快、运算精度更准，同时它具备功能性更强以及储备容量更大的特点。现阶段，我国正在研究巨型化的计算机应用系统，它的运算速度能够达到每秒几百亿次。
通过以上论述，我们对计算机应用技术的概述、计算机应用的发展现状以及计算机应用的发展趋势三个方面的内容进行了详细的分析和探讨。计算机应用系统在人们的工作和生活中所发挥的作用已经越来越明显了，它不但促进人们的生活学习和加快了很多企业的发展速度，也大大的加快了我国社会的信息化发展进程，在现代社会的发展中计算机的应用程度必将越来越普及。随着我国科学技术水平的不断发展，计算机应用系统也将会有更加广阔的发展空间，加快我国各个行业和领域的发展速度，对我国的经济建设也会有更大的促进作用。
四、计算机应用发展预测及展望
进入21世纪，对着经济、社会的不断发展，信息化技术取得不断进步，而计算机应用也呈跨跃式发展，我国的信息化技术远落后于发达国家和一些发展中国家，因此，电子商务要分阶段赶上发达国家，逐步稳定的促进电子商务。预计到2030年，中国的经济和社会信息化达到中等发达国家水平，而我国沿海地区也与发达国家同步。当前是我国信息化建设高速发展的时期，而我国的计算机应用也将进入更高水平，进入新阶段，经济与社会信息化也会实现跨跃式发展。
1、互联网及其应用继续快速发展，计算机应用网络化水平有显著提高。我国计算机装机台数从90年的50万台到2010的亿台，互联网技术不断推广，用户量达2亿，因此，我国的计算机网络设施将逐步完善，带宽与速度也将呈显著提高趋势。
2、政府信息化、电子政务显著提高。随着金字系列重点应用工程的基本完成，我国的政府信息化与电子政务有很大改善，实现政府网上办公，资源共享，全民监督，为我国广大人民群众提供信息服务。
3、各类电子商务逐步发展，各类电子商务，包括B2B(BusinessToBusiness)，B2G(BootToGecko)，B2C(Business-to-Customer)等，在国民经济、工业、农业、交通运输业、证券业等全面展开，还包括电子商务在网络营销方面的应用和网上支付方面都将逐步发展和完善。
结束语：计算机技术在人们的工作和生活中所发挥的作用已经越来越明显，它大大加快了我国社会信息化的发展，其应用频率也会越来越普遍。由此可见，计算机的发展趋势具有很广远的前景，计算机应用系统也将会得到更大的发展空间。计算机与网络遍布世界的各个角落将不再是梦想，社会信息化智能化也不再是梦想。因此，不断地进行计算机技术的探究与发展是我国在未来科技经济建设中必须注重的。
参考文献
[1] 期刊论文 论计算机应用技术的发展趋势-科技与企业-2014(2).
[2] 期刊论文 当代计算机应用发展探讨-科技创新与应用-2013(26).
[3] 马忠锋;;计算机应用的现状与计算机的发展趋势[J];黑龙江科技信息;2011年07期.
[4] 刘清;;浅谈我国计算机的应用现状及发展趋势[J];计算机光盘软件与应用;2012年09期.
[5] 侯晓璐;;浅析计算机应用的发展现状和趋势[J];科技创新与应用;2012年27期.
光纤传感器（fibre sensor）的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，成为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。光纤传感器的优点是与传统的各类传感器相比，光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，具有光纤及光学测量的特点，有一系列独特的优点。光纤传感器可用于位移、震动、转动、压力、弯曲、应变等的测量。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。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：具有抗电磁和原子辐射干扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
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，在T＝20℃时为。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一。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 本文阐述了用主成分分析法进行系统测量数据建模和传感器故障检测、故障诊断、故障重构及确定最优主成分数的原理。用主成分分析法对空调监测系统中的四类传感器故障进行检测方法。结果表明：主成.... 透光脉动传感器的影响因素研究 摘要：通过试验研究和总结生产应用经验，对透光脉动传感器的影响因素进行了分析，并提出了其最优工作参数。光源宜选择波长为860nm的激光二极管；传感器的管径根据使用目的确定，试验研究一般选用1~3mm，生.... 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.... 方向盘转角传感器接口 汽车环境对电子产品而言是非常苛刻的：任何连接到12V电源上的电路都必须工作在9V至16V的标称电压范围内，其它需要迫切应对的问题包括负载突降、冷车发动、电池反向、双电池助推、尖峰信号、噪声和极宽的温度.... 用于电容传感器接口的模拟前端元件 因为采用了传统机械开关,用户使用电容传感器接口的方式直接与各种工作条件下(可靠性)接触传感器的响应度(员敏度)梧关。本文将介绍一些通用电容传感器模拟前端测量方法 灵敏度 电容传感器的灵敏度是由其物理结.... 智能传感器与现代汽车电子 现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。 一、汽车电子操控和安全系统谈起 近几年来我国汽车工业增长迅速，发展.... 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用。本文简要介绍其工作原理， 产品特性及其典型应用。 霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。 霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。 按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量，后者输出数字量。 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。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°曲轴角的要求，不需采用相位补偿。 （2）可满足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。
光纤传感技术除了个别学校老师用来做研究(其实已经进入技术停滞期了)，主要就是应用在工业领域了。在工业里应用的主要有两条技术路线：分布式和准分布式。前者以基于OTDR技术为主，后者以基于FBG及M-Z干涉仪技术为主。这两条路线都可以监测温度、应力应变、振动/加速度等常规物理量。二者对比的话，分布式技术以安装简单、趋势态监测方便为主要优势;准分布式以单点精准、价格较低为主要优势。光纤系统与电子系统相比，优势主要体现在传感器的安全性高、稳定性较好及寿命长。分布式技术国内以上海波汇公司为代表，国际以sensor optasense为代表;准分布式技术国内以理工光科为代表，国际以smart fiber为代表。应用领域主要为电力系统(地埋、架空线)、消防系统(交通隧道)、桥梁、石化(管道、站场/阀室)、水利等。现阶段最热门是分布式光纤振动探测技术，应用在各种安防领域。在个别细分市场已逐步替代掉主/被动红外对射、激光对射、泄露电缆及振动电缆等技术。光纤传感器结构简单，精度高，灵敏度高，且在许多环境下便于实现，目前非常热门。光子晶体光纤也是现在研究的一个热点，尤其是光子晶体光纤中微结构的灵活性使其在众多领域有独特的优势。但光纤传感的局限是稳定的宽带光源价格昂贵，在需要宽光谱范围时比较难实现，且微结构光纤与普通单模光纤熔接结构的稳定性不易保证，这也是目前微结构光纤研究中的一个问题。
本项研究受国家杰出青年科学基金项目（40225006）和国家教育部重点项目（01086）资助。
施斌丁勇索文斌高俊启
（南京大学光电传感工程监测中心，江苏南京，210093）
【摘要】分布式光纤传感技术，如布里渊散射光时域反射测量技术（简称BOTDR），是国际上近几年才发展成熟的一项尖端技术，应用非常广泛。本文着重介绍 BOTDR分布式光纤传感技术在隧道、基坑和路面等3个方面的应用。在工程监测过程中积累起来的大量监测数据表明，BOTDR分布式光纤传感技术，是一种全新而可靠的监测方法，它在工程实践中的应用为工程监测提供了一种新的思路，因而必将拥有一个广阔的发展前景。
【关键词】BOTDR光纤传感工程监测应变
1引言
随着人们对工程安全要求的日益提高，近年来，一批新式的传感监测技术得到发展，它们不是对传统传感监测技术简单地加以改良，而是从根本上改变了传感原理，从而提供了全新的监测方法和思路。其中，尤以 BOTDR分布式光纤传感技术为世人所瞩目，它利用普通的通讯光纤，以类似于神经系统的方式，植入建筑物体内，获得全面的应变和温度信息。该技术已成为日本、加拿大、瑞士、法国及美国等发达国家竞相研发的课题。这一技术在我国尚处于发展阶段，目前已在一些隧道工程监测中得到成功应用，并逐步向其他工程领域扩展。
南京大学光电传感工程监测中心在南京大学985工程项目和国家教育部重点项目的支持下，建成了我国第一个针对大型基础工程的BOTDR分布式光纤应变监测实验室，开展了一系列的实验研究，并成功地将这一技术应用到了地下隧道等工程的实际监测中，取得了一批重要成果，为将这一技术全面应用于我国各类大型基础工程和地质工程的质量监测和健康诊断提供了坚实基础。
2BOTDR分布式光纤传感技术的原理
布里渊散射同时受应变和温度的影响，当光纤沿线的温度发生变化或者存在轴向应变时，光纤中的背向布里渊散射光的频率将发生漂移，频率的漂移量与光纤应变和温度的变化呈良好的线性关系，因此通过测量光纤中的背向自然布里渊散射光的频率漂移量（vB）就可以得到光纤沿线温度和应变的分布信息。BOTDR的应变测量原理如图1所示。
为了得到光纤沿线的应变分布，BOTDR需要得到光纤沿线的布里渊散射光谱，也就是要得到光纤沿线的vB分布。BOTDR的测量原理与OTDR(Optical Time-Domain Reflectometer）技术很相似，脉冲光以一定的频率自光纤的一端入射，入射的脉冲光与光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射，其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端，进入 BOT-DR的受光部和信号处理单元，经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布，如图1中（b）所示。发生散射的位置至脉冲光的入射端，即至 BOTDR的距离 Z可以通过式（1）计算得到。之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量，就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图。
图1BOTDR的应变测量原理图
如图1中（c）所示，理论上布里渊背散光谱为洛仑滋形，其峰值功率所对应的频率即是布里渊频移 vB。如果光纤受到轴向拉伸，拉伸段光纤的布里渊频移就要发生改变，通过频移的变化量与光纤的应变之间的线性关系就可以得到应变量。式中：c—真空中的光速；
地质灾害调查与监测技术方法论文集
n——光纤的折射率；
T—发出的脉冲光与接收到的散射光的时间间隔。
目前国际上最先进的BOTDR监测设备以日本 NTT公司最新研制开发的最新一代 AQ8603型BOTDR光纤应变分析仪为代表。表1为AQ8603的主要技术性能指标。
表1AQ8603光纤应变分析仪的主要技术性能指标
3隧道安全监测
BOTDR分布式光纤传感技术在隧道方面的应用，目前已经在国内日渐成熟。我们在几条隧道变形监测系统的建设过程中，已形成了一整套的成功经验，为该技术在岩土和地质工程安全监测中的推广提供了坚实的技术基础。
光纤铺设
为了使光纤精确地反映被测构筑物的应变状态，必须将之与构筑物紧密相连，铺设在结构物上。铺设的好坏，直接关系到监测的实际效果，因而在工程应用中，有着十分重要的意义。
根据光纤监测系统的设计原则，结合工程实际情况以及AQ8603应力分布式光纤传感器的特点，基本有以下两种铺设方法：全面接着式铺设和定点接着式铺设，如图2所示。
图2全面接着和定点接着
全面接着式铺设
分别沿隧道纵深方向和横断面按全面接着方式布设传感光纤。沿纵深方向布设的传感光纤用于监测隧道纵向的整体变形情况，而沿横断面布设的光纤则是用于监测隧道横向的变形情况。
全面接着式铺设的特点是可以全程监测隧道的健康状况，监测对象为隧道整体，监测结果为隧道整体的变形情况。此种接着方式应用特定的铺设工艺，使用实验测定的效果优良的混合胶粘剂（以环氧树脂为主），将传感光纤按照设计线路粘着在混凝土的表面，并在传感光纤的末段接驳光缆，将监测信号传送至隧道监控中心。
定点接着式铺设
此种接着方式的特点是重点监测变形缝、应力集中区等潜在（或假定）变形处的变形情况。监测对象为变形缝等潜在（或假定）变形处，监测结果为变形缝等潜在（或假定）变形处的应力应变特征。此种接着方式的铺设方法大体等同于全面接着式铺设方式，所不同的是在设计施工面上选择一些特殊点进行粘着，即将光纤每隔1m至确定一个固定点，粘贴在混凝土墙面上，以此来检测隧道局部接缝处的变形（见图3）。在某些特点地点，根据实际情况，选择在特定的线路上在特定的位置安装接缝传感器，以监测变形缝的变形情况（见图4）。
图3隧道接缝布线示意图
变形计算
由于引起隧道变形的原因比较复杂，有温度造成的构筑物热胀冷缩的整体变形，也有不同方向裂缝开裂和错动引起的局部变形，因此，将 BOTDR所测到的隧道的应变转换到变形，有时比较困难。因此比较可行的解决方法一是要合理地布置光纤监测网，分别监测隧道的整体应变和局部应变及其方向，结合变形特点，计算出构筑物的整体变形与局部变形；二是要采用相应的计算方法，将光纤的应变换算为隧道的变形。
图4接缝传感器示意图
例如，对于均匀应变，可以由下式计算变形：
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中：ε为应变，d为应变段长度，δ为变形。
对于不均匀变形，可以采用按一定间距定点接着的方式铺设光纤，两个粘结点间的应变近似地认为是均匀应变，按上式同样可以得到光纤沿线的不均匀变形。
如果隧道发生整体的不均匀沉降，可以按照挠度的计算方法（见式（3）近似计算它的沉降变形量：
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中：ε1、ε2分别为铺设在构筑物顶部和底部的两条光纤的应变，d为两条光纤的间距。
此外，结合数值模拟技术也可以实现变形的计算。可以将光纤的应变作为数值计算的边界条件或者已知条件，通过有限元或有限差分等计算方法，得到构筑物不同部位的各种变形。
总之，从隧道的应变转换到变形的计算常常比较复杂，但是只要通过合理地布置光纤监测网，采用正确的计算方法，隧道变形的计算是可以得到满意的结果。
4基坑变形监测
基坑变形监测是岩土工程领域的基本问题之一，基坑稳定性的重要性不言而喻。近半年来，课题组通过大量的室内外试验研究，将 BOTDR技术成功地应用到了南京市的几个深大基坑工程中，取得了一些十分有价值的成果。
众所周知，基坑变形原因复杂、类型繁多，但总体来说，主要是由基坑开挖引起的坑体水平位移问题和基底隆起问题。传统的监测方式，如土压力盒、测斜管等，由于自身传感方式的限制，往往有精度不高、抗腐蚀性差、损耗较大、浪费人力等缺点。课题组通过研究，成功地研制了一种具有专利技术的基于BOTDR技术的基坑位移监测分布式光纤传感系统（分布式光纤传感智能测斜管）。
图5基坑位移监测分布式光纤传感系统
如图5所示，利用传统的测斜管器件与先进的BOTDR技术相结合，开发出上述传感器。应用传统的测斜管器件的目的在于：①经传统方法验证，测斜管能够较理想地反映土体变形，是一种良好的材料；②测斜管自身带有卡槽，免去了人工开槽的工作；③该材料是常用的基坑监测材料，方便易得，比较经济；④应用与传统监测方式一致的材料，方便对新、旧技术进行类比。该系统的构成，简言之是将光纤按照一定的施工工艺，用经室内外试验和工程实践验证过的特殊的胶黏着在测斜管上，构成传感系统，我们称之为分布式光纤传感智能测斜管。该传感器具有分布式光纤传感器的一切优点，并可进行准实时监测。
应用BOTDR技术的分布式光纤传感器所得到的监测结果，是沿光纤传感器的轴向物理信息（应变、温度等），因此，如何获得沿光纤传感器分布的基坑水平变形量，也就成了问题的核心。经过研究，应用计算挠度的方法来近似计算基坑的水平变形量。
由材料力学相关知识可知，沿线各点的挠度可利用下式计算。
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中：εx为所求点的光纤实测应变，其值为沿测斜管两侧的两条光纤的应变差；d为粘贴在测斜管两侧的光纤之间的距离；积分起点为深部某无应变点，v(x）为各点的挠度，可以近似地认为是基坑的水平变形量。
5连续配筋混凝土路面检测
连续配筋混凝土路面（CRCP）是全部省略接缝的连续混凝土板，是为了减轻因接缝而引起的振动与噪音，或为改善平整度、提高行车舒适性而使用的路面。对于这种高性能的路面结构形式，其钢筋应力状态、混凝土应力状态和路面的裂缝分布是反映该路面使用性能的主要因素[]。将 BOTDR这项优秀的无损检测技术应用于监测 CRCP路面钢筋、混凝土应力和路面裂缝，具有重要意义。
图6为BOTDR分布式光纤传感系统在连续配筋混凝土路面中的布置图。路面纵向钢筋共有11根。在其中9根钢筋上布设了传感光纤，温度补偿光纤4根，应变传感光纤5根，沿中心对称铺设。
图7为浇注混凝土开始5天内BOTDR检测的板表面混凝土应变变化。从图上可以清楚看出沿路面纵向表面混凝土应变分布情况，而且可以根据最大拉应变的位置预测出路面可能产生裂缝的位置。如图中79m处最有可能出现裂缝。
图6光纤传感系统布置
图7板表面混凝土应变分布
图8为浇注混凝土开始5天内 BOTDR检测的钢筋应变变化。从图上可以清楚看出沿路面纵向钢筋应变分布情况。在混凝土硬化这段时间里，钢筋应变不是均匀的，通过连续监测钢筋应变，有助于预测路面的使用性能。
本实验测试结果表明，BOTDR分布式光纤传感系统能够在线对连续配筋混凝土路面板中的钢筋和混凝土应变进行有效的检测。这说明BOTDR在路面板、桥面板及其他一些类似工程中具有良好的适用性及广阔的应用前景。
6结语
分布式光纤传感技术在我国尚处于起步阶段，虽然在隧道、基坑等部分领域取得了一定成功，但仍然有许多研究工作有待进一步开展，这包括两个方面，一是分布式光纤传感监测技术本身的进一步改良；二是要不断地解决在工程监测中的技术问题。可以相信，随着这一技术的不断研发和成熟，越来越多的大型基础工程将采用这一技术进行分布式监控和健康诊断，应用前景十分广阔，无法估量。
图8钢筋应变分布
参考文献
[1]Horiguchi T,Kurashima T,Tateda strain dependence of Brillouin frequency shift in silica optical Photonics Technology Letters,1989,1(5):107～108
[2]Ohno H,Naruse H,Kihara M,Shimada A,Industrial applications of the BOTDR optical fiber strain Fiber Technology,2001,7(1):45～64
[3]Wu Z S,Takahashi T,Kino H and Hiramatsu K,Crack Measurement of Concrete Structures with Optic Fiber of the Japan Concrete Institute,2000,22(1):409～414
[4]Wu Z S,Takahashi T and Sudo K,An experimental investigation on continuous strain and crack with fiber optic Research and Technology,2002,13(2):139～148
[5]Li C et al,Distributed optical fiber bi-directional strain sensor for gas trunk and Lasers in Engineering,2001,(36）:41～47
[6]Uchiyama H,Sakairi Y,Nozaki T,An Optical Fiber Strain Distribution Measurement Instrument Using the New Detection Technical Bulletin,2002,(10):52～60
[7]黄民双，陈伟民，黄尚廉.基于Brillouin散射的分布式光纤拉伸应变传感器的理论分析.光电工程，1995,22（4）:11～36
[8]查旭东，张起森，李宇峙，苏清贵，黄庆.高速公路连续配筋混凝土路面施工技术研究.中外公路，2003,23（1）:1～4
[9]谢军，查旭东编译.连续配筋混凝土路面设计指南.国外公路，2000,20（5）:4～6
[10]施斌等.BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究.岩石力学与工程学报.
[11]Shi Bin et al,A Study on the application of BOTDR in the deformation monitoring for tunnel engineering,Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure, Publishers, 2003:1025～1030
[12]徐洪钟，施斌，张丹，丁勇，崔何亮，吴智深.基于小波分析的BOTDR光纤传感器信号处理方法.光电子激光，2003(7)
[13] Zhang,Yong Ding,Heliang Cui,Data processing in botdr distributed strain measurement based on wavelet analysis,Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastruc ture, Publishers,2003:345～349
[14]张巍，吕志涛.光纤传感器用于桥梁监测.公路交通科技，2003,20(3）:91～95
[15]张丹，施斌，吴智深，徐洪钟，丁勇，崔何亮.BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用.土木工程学报，2003,36（11）:83～87
[16]Dan Zhang,Bin Shi,Hongzhong Xu,Yong Ding,Heliang Cui＆Junqi Gao,Application of BOTDR into structural bending monitoring,Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure, Publishers,2003:271～276
[17]Dan ZHANG,Bin SHI,Junqi GAO,Hongzhong XU,The recognition and location of cracks in RC T-beam structures using BOTDR-based distributed optical fiber sensor,SPIE,2004
[18]张丹，施斌，徐洪钟，高俊启，朱虹.BOTDR用于钢筋混凝土 T型梁变形监测的试验研究.东南大学学报（待刊）
[19]丁勇，施斌，吴智深.岩土工程监测中的光纤传感器.第四届全国岩土工程大会会议论文集2003:283～291
[20]Ding,Y.,Shi,B.,Cui,.，＆Chen, stability of optical fiber as strain sensor under invariable Health Monitoring and Intelligent Infrastructure, Publishers,2003:267～270
学术堂整理了十五个植物景观设计方向的论文选题,供大家参考:1.郑州紫荆山公园植物群落美景度评价2.多肉植物在景观园林绿化中的应用3.南宁市彩叶植物研究概况4.合肥滨湖国家森林公园植物配置研究5.浅析园林植物病虫害现状及综合防治6.佳木斯市园林木本植物多样性与应用调查研究7.基于层次分析法的宁夏职业技术学院校园植物景观美学评价8.塔里木盆地园林工程提高植物成活率的途径9.地锦育苗及园林绿化栽培技术10.陕西关中主要城市观花树种花的观赏性状分析11.城市园林植物病虫害的特点及生态控制策略12.广西地区15种典型园林观赏植物的耐阴性及光合特性13.上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究14.南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征15.园林道路绿化种植的配置方法探索
城市湿地植物群落构建与景观设计研究~~~~各种语言论文代写、发表、翻译、现存论文提供~~~~一、立项的背景和意义湿地(Wetland)，是地球上独特的生态系统，是陆地生态系统与水生生态系统之间的过渡性生态系统，是一种特有的土地资源和生境，是重要的物种基因宝库。国际《拉姆萨尔湿地公约》(Ramsar Converntion，伊朗1971)给地球表层湿地下的定义是：湿地(Wetland)系指不论其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、湿原地、泥炭地或水域地带，带有或静止、或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域，并以水成土和土壤水分饱和为其主要特征。1992年1月,中国加入联合国《拉姆萨尔湿地保护公约》(LWWPC)。同时在同年6月制订的《中国21世纪议程》中,将湿地保护和合理利用列入议程并为优先项目。2000年3月,国家林业局编制并公布了《中国湿地保护行动计划》。湿地保护与利用的概念,已经从“湿地作为水禽及其栖息地”上升到新的高度,即“保护湿地,更是为了保护其独特的生态、社会和经济功能,特别是保护湿地在提供淡水资源、蓄洪防旱、控制环境污染等方面的功能和效益。”湿地由于其特殊的水文条件，支持了独特的适应此条件的生物系统，具有丰富的生物多样性和很高的自然生产力。植被(Vegetation)是湿地的显著标志，沼泽(Marshland)是湿地的主要类型。湿地与森林、海洋并称为地球的三大生态系统，是自然界最重要的生态系统之一，由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物及其与上述生命形成有关的非生命的水、光、热、无机盐等组成，这些要素互相联系、互相制约，形成了一个动态平衡的生态系统，它具有涵养水源、调节气候、均化洪水、促淤造陆、降解污染物的功能，被称为地球之“肾”；同时由于湿地生态系统特殊的水、光、热等条件，其初级生产力高，能量积累快，成为许多重要野生水生动植物的生长栖息之地，尤其是鱼类和珍稀水禽的栖息与繁衍区域，它对保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面发挥了重要作用。城市与水、城市与湿地有着不解之缘，大凡世界上的绝大多数城市都有湿地（水系），如北京的海（北海、中海和南海），上海的江（黄浦江），济南的湖（大明湖），而杭州兼具江（钱塘江）、湖（西湖）、河（运河）和溪（西溪），世界上的著名城市如纽约、东京、日内瓦、巴黎和堪培拉也是如此。但是,正由于湿地具有多种生态功能和社会经济价值以及诱人的吸引力，湿地正越来越受到人们的关注和影响。随着我国人口的增长、城市化加速和经济的快速发展,为了追求短期效益,许多地区的湿地，特别是城市湿地（Urban Wetland）正受到严重地影响，主要表现在对城市湿地盲目地开垦和侵占、工业和生活污水随意排放、湿地面积急剧减少、湿地动植物逃离和死亡、湿地生态系统严重干扰、湿地景观的破坏。城市（Urban）和城市边缘(Suburban)湿地,受城市化、工业化影响最深,破坏程度最大。如何在搞好城市建设、实现城市经济的可持续发展同时，保护、恢复和改善城市湿地的生态系统，还湿地之本来面貌，已成为城市湿地生态恢复的当务之急，也是城市规划中的当务之急，而在城市湿地生态恢复中，植被的恢复和湿地植物群落构建是最基础的，也是最被关注的，从一定意义来讲，植物群落能否得到科学地营造，直接关系到城市湿地建设和城市湿地景观构建的原动力。浙江省是我国东南沿海经济发达的省份，经济发展和人民生活水平在全国都处于前列，浙江省委、省政府提出，要提前基本实现现代化，实施“蓝天、碧水、绿地、清净”工程，建设“绿色浙江”，全面进行生态省建设，建立全面小康社会，这给园林绿化建设提出了更高的要求，生态省建设首先是绿化建设，城市湿地的绿化建设是生态省建设的客观要求和重要组成部分，本课题立足浙江，面向全国，通过对我省重要城市湿地植物群落构建的研究，提出城市湿地植物景观营造的方法和途经，保护、恢复和改善城市湿地的生态系统，改善城市湿地的景观，为中国城市边缘湿地的可持续利用做出了有益的尝试，为生态省建设和“绿色浙江”建设服务，为城市化推进服务，为全面建设小康社会服务。二、国内外研究现状和发展趋势湿地是目前国际众多学者关注的前沿研究领域，还没有形成完整的科学体系，但近年来发展得非常迅速，国内外对湿地的研究主要集中在湿地水文、湿地植物资源调查、湿地水污染、湿地分类、湿地鱼类、湿地鸟类等方面的研究。在湿地水文学研究方面：1869年，湖泊学创始人福艾专著《湖泊学专长概论》，奠定了湿地研究的开始；1923年，瑞士全国水文局领导人、日内瓦大学理学院院长兼地质学教授高莱写就的权威性《湖泊学》专著，主要对湿地水文学进行研究，专著中记载了距今100年前后的湿地水文研究深度。在湿地土壤研究方面：1979年，Cowardin等专家开始将“水成土”（hydric soil）术语引入到湿地土壤研究，20多年间，专家们对水成土的理化性质特别是其生物地球化学过程进行了深入研究。著名的有Mausbach and Richardson(1994)；Richardson et al.(1994)；Vepraskas(19994)；Hurt et al.(1998)；and Vepraskas and Sprecher(1997)；杨青、吕先国（1998）研究了湿地基底呼吸活动；白军红、余国营等（2001）利用统计学定量研究湿地土壤养分的空间异质性等。在湿地植物研究方面：1999年，朗惠卿主编《中国湿地植被》，比较全面地介绍了我国湿地植被的专著，首次全面、系统地记述了我国湿地植被的植物区系、植物生态、植物群落，并对植被分类、分布、区划以及形成、结构、演替过程、生产力与营养物循环深入探讨；2001年美国学者朱莉K.克朗克和M.修伯翰芬尼斯(Julie 和 Fennessy)合作出版了《湿地植物――生物学和生态学》(Wetland plants: biology and ecology)，对湿地植物群落生态学、湿地生物化学和植物作为湿地生态完整性的进行研究；陈吉泉研究了河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用（1996）；汤庚国、李湘萍、谢继步等对江苏湿地植物的区系特征及其保护与利用进行研究（1997）；李湘萍、汤庚国、王定胜等研究了江苏湿地植物群落学特征及其分布和演替规律91998）；顾长明等对安徽湿地与生物多样性保护开展研究（2003）。在城市湿地研究方面：还刚刚开始，1999，陈运生对浙东湿地的古地理环境研究作了研究；杨学军、唐东芹提出了城市地区湿地生境类型的生态绿化与对策（2001）；2002，陈久和以杭州西溪湿地为例对城市边缘湿地的可持续利用进行研究。人类对城市湿地研究较迟，作为现代城市湿地生态设计的研究却是上个世纪才开始，1925年荷兰生物学家蒂济（Jaques P. Thijsse）和园艺师西普克斯（）在布罗门代尔（Bloemendaal）2公倾土地上创造了一座乡土植物的的园林，种植了一些湿地植物。随着经济快速发展和城市化的加剧，环境的迅速恶化，迫使人们在考虑对于自然湿地索取同时，开始重视如何保护湿地，增加城市生物多样性，于是在上个世纪90年代初，上海率先开展了生态园林的研究，其中有一部分专门研究城市湿地。上个世纪90年代末，北京市园林科研所的陈自新和北京林业大学苏雪痕等园林专家开始进行北京城市园林绿化生态效益的研究，课题科学地分析了植物景观的生态效益，测定了近百种植物的环保效应和环境适应性，并提出了不同环境下的多种植物种植结构方式，达到了世界先进的水平，为园林环境生态设计的科学化作出了新的贡献。在理论研究突破同时，实践上也进行了大胆地尝试，广东中山岐江公园、北京土城遗址公园、杭州西湖西进等城市湿地公园建设正如火如荼地开展。但从国内外城市湿地研究来看，对城市湿地植物群落构建和定量化设计还未见报道，而这却是丰富城市生物多样性，特别是城市水生植物和城市水生动物最直接也是最基础的，我们希望通过对城市湿植物群落构建进行研究，进一步丰富城市生物多样性，改善城市湿地景观，让“地球之肾”发挥健康机能，为人类服务。参考文献1、中国花经，陈俊愉，程绪珂主编，上海文化出版社，1990╱82、中国高等植物，傅立国等主编，青岛出版社， 2000╱103、陈久和：《试论城市边缘湿地的可持续利用———以杭州西溪湿地为例》，浙江社会科学2002年第6期，第181－183页。4、余国营:《论湿地研究的若干基本科学问题》,《地理学报》2002年第2期,第25～26页。5、陈运生:《浙东湿地的古地理环境研究》,《地理科学》1999年第3期,第35～36页。6、陈桥驿．浙江地理[M]．杭州：浙江教育出版社，2001．116．7、顾长明等，安徽湿地与生物多样性保护研究，安徽农业大学学报，2003，30(3)：323－3288、汤庚国，李湘萍，谢继步，等,江苏湿地植物的区系特征及其保护与利用，南京林业大学学报，(4):47-529、江苏植物研究所．江苏植物志．南京：江苏人民出版社，197710、刘昉勋，等．江苏海岸沙生植被的研究．植物生态学与地植物学学报、1986。10（2）：115-12311、刘昉勋，等．江苏海滩植被演替的研究．植物资源与环境，1992，1(1)：13-1712、林文棣．中国海岸带林业．北京：海洋出版社、199313、陈宜瑜．中国湿地研究．长春：吉林科学出版社，199514、刘厚田．湿地生态环境．生态学杂志，1996，15(1)：75—7815、殷康前,倪晋仁.湿地研究综述.生态学报,1998,18(5):439～、国家林业局等编制.中国湿地保护行动计划.北京:中国林业出版社,、陈吉泉.河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用.应用生态学报,1996,7(4).18、许木启,黄玉瑶.受损水域生态系统恢复与重建研究.生态学报,1998,18(5).19、李湘萍,汤庚国,王定胜等.江苏湿地植物群落学特征及其分布和演替规律.南京林业大学学报,1998,22(1).20、杨学军，唐东芹，城市地区湿地生境类型的生态绿化与对策，林业科技通讯，2001•721、Kenneth , Douglas T. Shaw, Kurt W. Weiler. Hydrologic design of a wetland:advantages of continuous modeling. Ecological Engineering 4(1995)99-11622、Richardson,J. L. 2001. Wetland soils:genesis,hydrology,landscapes and classification23、Cronk,J. K. and M. Siobhan Fennessy. plants:biology and ecology24、Gopal, Brij. \iodiversity in wetlands:assessment,function and conservation.三、研究开发内容和技术关键1、研究内容①、城市湿地类型和湿地植物调研现状进行分析，对国内（以长江三角地区为主）主要城市湿进行较为系统的调查研究，通过目前城市湿地的景观现状、生态特色和植物应用，分析城市湿地类型的多样性和可应用湿地植物的丰富性。②、城市湿地植物群落构建研究构建城市湿地植物群落模型，研究湿地群落的安全性、稳定性、景观丰富性和美感可变性。总结出不同类型城市湿地的植物群落特色。③、城市湿地生态效益评价选择不同类型的城市湿地，测定湿地植物的生长量、光饱和点、光补偿点，建立光响应曲线，建立绿量回归方程，对城市湿地进行生态效益进行评估。④、城市湿地植物景观设计选育适合长江三角洲地区的特色湿地植物30－50种，根据测定的生长指数、光响应曲线和绿量回归方程，初步定量地开展湿地植物景观设计，克服城市湿地植物应用的随意性和设计的模糊性。⑤、城市湿地植物快繁技术研究结合长江三角洲地区，选育城市湿地特色植物8－10种，利用现代先进植物繁育技术和设施，进行快繁技术研究和产业化开发。2、技术关键①城市湿地植物群落构建。自然界的植被群落是植物经过长期自然选择和演替的结果，而人工湿地植物群落不仅受湿地植物“装配式”地模仿自然构建，还受到水位、城市负载的影响，使得群落构建可变性和复杂性。②城市湿地植物景观设计。通过生长、生态因子测定，利用生态位的原理进行城市湿地植物定量设计，因受环境影响，测定数据会有偏差，导致设计的非唯一性和不确定性，富有挑战性。目前，我们已经制定了初步研究计划和方案，吸取森林植被群落和城市陆地植物定量设计的经验，从我省城市湿地的实际出发，吸收国内外各种先进经验，通过认真测定、科学分析，结合不同类型湿地实际，解决好我们的城市湿地群落的不稳定性和景观丰富性，攻克技术难关。四、预期目标（主要技术经济指标、应用或产业化前景）1、主要技术经济指标①发表湿地相关学术论文3-5篇，城市湿地专著1本②选育城市湿地特色植物30－50种，并进行扩繁；③测定20－25种湿地植物光响应曲线和绿量回归方程；④城市湿地植物设计样板工程（示范湿地）1－2处。2、应用或产业化前景① 可以整体改善城市湿地景观的单调性和生态脆弱性；② 提高城市湿地生物多样性和功能可持续性；③ 增加城市湿地经济效益、生态效益和社会效益；④ 改善城市环境，减缓城市矛盾，提高城市的品位。本研究的产业化主要是利用湿地植物素材、造景技术、设计品牌、模型指标等进行城市湿地的植物景观设计，推广湿地植物素材、群落模型、数据指标，引导城市湿地开发和生态建设。五、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解1、研究方案本课题根据群落理论和生态原理开展城市湿地植物群落构建，其研究方案主要包括以下三方面：①、城市湿地植物调查和指标测定②、城市湿地植物群落构建和景观设计③、城市湿地植物快繁技术研究生态效益评价2、技术路线3、组织形式(1)、项目研究体系结构和组成本项目的主要研究人员由浙江林学院园林、植物、生态等专业科研人员组成，为了使学科完整性和利于工作开展，适当邀请校外协作单位人员参加研究和样板湿地建设，共同团结、高效、严谨的课题研究组，其构成简单示意如下：城市湿地植物群落构建研究项目组织方式示意图(2)、项目实施的组织、管理、方法及步骤成立课题组，由浙江林学院蔡建国博士主持，北京林业大学博士生导师苏雪痕教授担任顾问。课题组在项目下达以后，首先召开课题组会议，明确分工、落实任务、各司其职、分头执行。在项目执行中，做到月月互通情况，半年一次汇报，一年一次汇总检查。项目研究中期全面检查，找出问题，及时寻求解决办法，保证项目研究顺利进行。项目结题，通过技术验收鉴定，达到预定的技术目标。4、课题分解子课题一：城市湿地类型和湿地植物子课题二：城市湿地植物生态效益评价子课题三：城市湿地植物群落构建和设计子课题四：城市湿地植物快繁技术研究计六、计划进度安排在项目实施年限为2005年1月－2008年12月，共3年。分步实施：1、2005年1－10月：城市湿地调研分析；湿地植物选育和引种栽培。2、2005年11月-2006年10月，城市湿地植物选择和指标测定；城市湿地植物群落模型研究。3、2006年11月-2008年5月，城市湿地植物群落构建和试点；城市湿地植物景观设计；城市植物快繁技术研究。4、2008年6月－12月，材料总结和论文撰写；课题结题和验收。七、现有工作基础和条件课题组具有较强的技术力量和基础条件。◆浙江林学院具有较强的科研力量，课题组成人员从事科研工作多年，曾主持和参与研究的项目有省科委重点课题，国家自然科学基金、省自然科学基金、省教委、省林业厅种苗站等研究项目10多项，并有多项成果获奖。浙江林学院现已有试验湿地和苗木基地，并有组织培养设备和设施齐备的温室。园林植物与观赏园艺学科是重点学科，设备先进，基础好。◆主持人蔡建国博士：师从我国园林植物开发和园林植物造景权威苏雪痕教授，从事园林植物研究10余年，曾先后主持和参与省科委、浙江省自然科学基金、省教委、省林业厅种苗站项目多项，并如期完成研究任务，主持和参加研究的成果多次获奖，先后发表论文多篇，并主持和参与安排及参与了多个良种基地、花木基地的建设工作，并使这些场均能成功建成并取得良好效果。近几年开展城市植物配置、植物优化、城镇绿化技术集成与示范等方面的科研项目，并主持完成多项城市绿化规划设计任务。◆课题组主要成员都是从事湿地植物、园林植物育种、景观生态、园林效益评估、园林设计和试验分析等教学、科研多年，对城市湿地和湿地植物较为了解。◆已完成的相关课题和成果已发表相关论文多篇，已完成和在研相关课题5个（“浙江省城市林业结构调整及优化技术研究”、“杭州市道路行道树及公共绿地树种规划”、“城市绿化观赏花木新优品种引繁与开发研究”、“滨海特色园林植物引繁与开发研究”和“农村小城镇绿化工程集成技术应用与示范研究”），完成有关规划设计项目多项。◆仪器设备城市湿地植物群落构建研究项目仪器一览表仪器名称 型 号 数 量 价格（元） 备 注照度计 ST-85 2 1860 租用负氧离子测定仪 1 16000 租用叶面积测定系统 AM-100 1 52705 租用温、湿、光照记录仪 HOBO H8系列 3 6000 租用数码相机 CANON 1 7000 已有笔记本电脑 NEC 1 15000 已有手持GPS定位仪 2 4000 已有八、经费预算预计所需的研究经费为15万元，具体见下表。城市湿地植物群落构建研究项目经费预算经费开支预 算（万元） 设备费 能源材料费 试验外协费 资料印刷费 会议及调研费2．4 1 租赁费 鉴定验收费 人员经费 管理费 其他费用1 1 0 1 1
专科相对好写。。。不知你是做设计还是要只写论文可以写你们地区某个公园的植物景观设计分析、某小区的植物景观设计、老城区或商业区的植物设计 也可以写一些特殊区域的，比如 工厂、矿区或者医院，这些地方在做植物设计的时候都有额外的要求。
完全可以找找个领域的（植物学研究）等书籍啊，
超级材料—石墨烯
“超级材料”这个词近来被大量的使用——陶瓷超级材料，气凝胶超级材料，弹性体超级材料。但是有一种超级材料把它们都淹没了，它让它的发现者获得了诺贝尔奖，并为科学的炒作和兴奋定义了上限。它有可能使处理、电力储存、甚至太空 探索 发生革命性的变化，这就是石墨烯材料。那么石墨烯的市场应用主要有哪些方面的呢？
石墨烯是由单层碳原子排列成六边形晶格的一种异形体(形式)。它是碳的许多其他异形体的基本结构元素，如石墨、钻石、碳、碳纳米管和富勒烯。石墨烯有许多不同寻常的性质，它能有效地传导热量和电，它的导电性也非常高，而且几乎是透明的。它不仅具有令人难以置信的物理特性，还被广泛引用为每一重量基础上创造的最坚固的材料。例如，石墨烯在原子小的情况下，可以使处理器中的晶体管更加紧密地封装，并允许许多电子行业向前迈进一大步。
在未来的石墨烯时代，随着批量化生产以及石墨烯技术等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，未来，石墨烯将会在以下领域率先实现商业化应用：
01 基础研究方面的应用
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。
02 传感器方面的应用
石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
03 新能源电池方面的应用
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源 汽车 电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
04 防腐涂料领域的应用
目前国内防腐涂料消费量近180万吨，占世界防腐涂料总消费量的40%以上。我国防腐涂料需求主要集中在船舶、石油化工、桥梁、集装箱等领域。涂料中添加石墨烯后，石墨烯能够形成稳定的导电网格，有效提高锌粉的利用率，同时，石墨烯涂层能在金属表而与活性介质之间形成物理阻隔层，对基底材料起到良好的防护作用。
近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展，为防腐涂料提供了广阔的市场空间。烯旺 科技 致力于对石墨烯涂料进行大规模商业和工业应用，为全球客户提供高效产品和全方位解决方案，打破中国重防腐涂料和核心原料严重依赖进口的局面，为涂料行业工业提供坚实的基础。 作为石墨烯应用的开拓者，石墨烯防腐涂料和功能性涂料成为烯旺 科技 重点发展战略之一。烯旺 科技 整合集团投资的涂料资源，组织顶尖科研人员，率先开发了石墨烯复合陶瓷耐蚀树脂和涂料系列产品以及独特的石墨烯改性锌粉底漆等。
05 医疗 健康 领域的应用
今年3月，南京医科大学和烯旺 科技 共同研发的一项石墨烯无创治疗肿瘤新技术，被美国生物医学顶级期刊《Advanced Therapeutics》(先进医疗) 作为封面论文发表，这种无创、低副作用、低成本的全新治疗策略，或将成为治愈癌症的一大进步，有望成为未来肿瘤治疗的主流方法之一。
在慢性病的治疗上，石墨烯具有巨大的医疗潜力。石墨烯释放的远红外，作用于人体时会引发细胞原子与分子的共振，共振效应可将远红外线的热能传递到人体皮下的较深部分，作用于血管微循环系统，可加速血液循环，强化各组织间的新陈代谢，调理身体，促进慢性病的康复。石墨烯在医疗领域的发展令人惊喜，运用非药物疗法治病，一方面减少损伤，一方面节省费用，不仅让医疗技术变得更加成熟，提高医疗活动的效率和质量，更可以与传统医疗技术形成互补，同时降低医疗成本。借助这样治疗方式，才能不断让优质的医疗资源普惠到更多人群中。
石墨烯 科技 为医学领域带来了重大突破，更为人类 健康 贡献了非凡力量。烯旺 科技 在石墨烯医疗领域的更多应用，让更多科学以及医学专家坚信，在未来数十年内，更多现在无法解决的问题，石墨烯将发挥更大的作用。
总而言之，从现今石墨烯技术的实际应用以及技术水平来看，对石墨烯的很多发展已经有了决定性的进度，其中在防腐涂料及医疗 健康 领域，烯旺 科技 已发展到可以规模商业应用的阶段。我们相信，随着越来越多成熟石墨烯应用的加速落地，石墨烯，将重新定义世界，让我们一起期待世界的改变。
科学认识石墨烯的应用价值及未来前景
石墨烯应用领域中科院近期发布的一份报告指出，石墨烯的研究和产业化发展持续升温，从石墨烯专利领域分布来看，其应用技术研究布局热点包括：石墨烯用作锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等。主要集中在如下四个领域：传感器领域。石墨烯因其独特的二维结构在传感器中有广泛的应用，具有体积小、表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递快、易于固定蛋白质并保持其活性等特点，能提升传感器的各项性能。主要用于气体、生物小分子、酶和DNA电化学传感器的制作。新加坡南洋理工大学开发出了敏感度是普通传感器1000倍的石墨烯光传感器;美国伦斯勒理工学院研制出性能远超现有商用气体传感器的廉价石墨烯海绵传感器。储能和新型显示领域。石墨烯具有极好的电导性和透光性，作为透明导电电极材料，在触摸屏、液晶显示、储能电池等方面有很好的应用。石墨烯被认为是触摸屏制造中最有潜力替代氧化铟锡的材料，三星、索尼、辉锐、3M、东丽、东芝等龙头企业均在此领域作了重点研发布局。美国德州大学奥斯汀分校研究人员利用KOH对石墨烯进行化学修饰重构形成多孔结构，得到的超级电容的储能密度接近铅酸电池。密歇根理工大学科学家研发出一种独特蜂巢状结构的三维石墨烯电极，光电转换效率达到，且价格低廉，有望取代铂在太阳能电池中的应用。东芝公司研发出石墨烯与银纳米线复合透明电极，并实现了大面积化。半导体材料领域。石墨烯被认为是替代硅的理想材料，大量有实力的企业均开展了石墨烯半导体器件的研发。韩国成均馆大学开发出了高稳定性n型石墨烯半导体，可以长时间暴露在空气中使用。美国哥伦比亚大学研发出石墨烯-硅光电混合芯片，在光互连和低功率光子集成电路领域具有广泛的应用前景。IBM的研究人员开发出了石墨烯场效应晶体管，其截止频率可达100GHz，频率性能远超相同栅极长度的最先进硅晶体管的截止频率。生物医学领域。石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、DNA和蛋白质检测。如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成DNA测序。石墨烯量子点应用于生物成像中，与荧光体相比具有荧光更稳定、不会出现光漂白和不易光衰等特点。石墨烯在生物医学领域的应用研究虽处于起步阶段，但却是产业化前景最为广阔的应用领域之一。
随着国家一系列石墨烯产业政策的落地，石墨烯产业将由高科技研发逐步转入应用推广，石墨烯产业化发展进入提速阶段。我国天然石墨资源储量丰富，长期位居全球首位，产量也长期稳居世界第一，此外，我国还是全球最大的天然石墨消费国。然而，多年来我国低价大量出口石墨初级产品、同时又大量高价进口高附加值石墨产品的进出口“倒挂”现象，却让石墨产业一直备受诟病。若要改变彻底改变这种现状，我国石墨产业的发展必须要瞄准前沿领域，弯道超速，方能后来居上。