壓力傳感器有哪些應(yīng)用領(lǐng)域？

壓力傳感器是指利用壓力差來測量壓力的傳感器。從物理學(xué)角度講，壓強（Pa）是指質(zhì)量在空間上分布的分量，單位為牛頓，用N表示。從化學(xué)角度講，壓強（Pa）是構(gòu)成元素分子鏈中各原子間作用力與斥力的乘積。

1、汽車電子

汽車電子在近幾年得到了迅猛的發(fā)展，并逐漸取代了機械制造行業(yè)，成為汽車工業(yè)發(fā)展的一個新領(lǐng)域。目前，汽車已從簡單地滿足人們出行、生活所需轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩?、舒適、環(huán)保的交通工具，因此汽車電子成為當(dāng)今世界最具活力的新興產(chǎn)業(yè)之一。

據(jù)了解，汽車電子設(shè)備在整個工業(yè)中所占的比重越來越大，而這些設(shè)備都要通過傳感器來檢測。傳統(tǒng)的傳感器一般由一個或多個微型繼電器、微電阻和電容等組成，但隨著人們對汽車安全要求的不斷提高，傳感器逐漸向小型化、智能化和集成化發(fā)展，目前已發(fā)展到多種類型。這些傳感器可分為四大類：壓力傳感系統(tǒng)（包括加速度傳感器、力傳感器和位置傳感）；聲/光傳感器；壓力傳感系統(tǒng)（主要包括活塞式和凸輪軸式）。目前在轎車上使用最多的有四種類型：加速度傳感系統(tǒng)、力感應(yīng)系統(tǒng)、位置感應(yīng)系統(tǒng)以及加速度/力矩傳感器。

2、工業(yè)控制

工業(yè)控制中的壓力傳感器主要應(yīng)用于：

①工業(yè)設(shè)備和過程控制：如汽輪機、軋鋼、煉油、化工、紡織、鋼鐵冶金等機械設(shè)備的壓力控制，如液壓系統(tǒng)的壓力平衡閥和節(jié)流裝置等；

②機械傳動系統(tǒng)：如各種自動變速器、汽車發(fā)動機、起重機等等；

③食品加工系統(tǒng)：如各種肉類切片機等；

④自動化生產(chǎn)線和自動化過程控制：如各種包裝設(shè)備和生產(chǎn)機械的壓力傳感器；

⑤工業(yè)過程測量與保護(hù)系統(tǒng)：如工業(yè)用水流量測定儀等。

3、農(nóng)業(yè)

利用壓力傳感器進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉水計量，可實現(xiàn)對水的有效利用和控制，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量。通過壓力傳感器測得的土壤含水狀況可以直接顯示在計算機上，還可以為灌溉、節(jié)水提供依據(jù)。對于作物生長而言，通過壓力傳感器獲得的植物壓力參數(shù)與其生長量直接相關(guān)。在中國的許多農(nóng)田里，由于土壤水分過多或過少都會導(dǎo)致作物根部土壤的含水狀況不佳甚至出現(xiàn)死苗現(xiàn)象。所以通過安裝壓力傳感器來測量土壤含水量可以有效地減少水分浪費及對土壤的直接傷害。同時，也可以利用壓力傳感器采集作物的生長狀況數(shù)據(jù)，為作物的管理提供依據(jù)和決策參考。

4、環(huán)保

環(huán)境污染是當(dāng)今世界的熱點問題，各國都非常重視環(huán)境保護(hù)問題。在國家經(jīng)濟迅速發(fā)展和城市化的同時，環(huán)境污染也成為一個亟待解決的問題。隨著社會不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們對于生態(tài)保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展理念有了新的認(rèn)識，綠色經(jīng)濟、環(huán)保意識不斷增強。環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵在于控制污染源，就需要用到各種傳感器。例如：用于大氣污染監(jiān)測的壓差計、在線酸度計、煙氣溫度測量儀、在線電導(dǎo)率測量儀、廢氣濃度及污染物含量測定儀、二氧化碳監(jiān)測儀等。另外還可用于各種污水處理設(shè)施和空氣凈化系統(tǒng)中，如曝氣池、氣浮池等設(shè)備中，以監(jiān)測污染物濃度為目的的各種壓力傳感器已得到廣泛應(yīng)用。

5、生物工程

生物技術(shù)在近年來有了很大的發(fā)展，但其研究與應(yīng)用還比較少，其中一個重要的原因是需要使用專門的設(shè)備來監(jiān)測動物，如生物傳感器等。這些設(shè)備都是用來監(jiān)測動物體內(nèi)壓強、肌肉力量等物理參數(shù)，也有一些采用的是光學(xué)傳感器。隨著人們對健康與生命科學(xué)認(rèn)識的加深，對生物工程技術(shù)更是抱著一種狂熱的態(tài)度。這種情況下，為了保證設(shè)備正常運行，需要定期測量生物工程裝置中相關(guān)參數(shù)如血氧飽和度、二氧化碳濃度、壓強、肌肉力量等等。但是這些傳感器也都不是什么好東西，有的用來監(jiān)測生物工程裝置中動物的情況，有的則用來監(jiān)測生物工程裝置內(nèi)部壓力情況。因為這兩種傳感器都涉及到測量生物工程設(shè)備內(nèi)高壓環(huán)境及液體環(huán)境等物理參數(shù)。

6、建筑和土木工程行業(yè)

現(xiàn)代建筑的設(shè)計中，不僅要求建筑物具有一定的強度和剛度，而且還要求建筑材料、結(jié)構(gòu)體系以及施工技術(shù)能適應(yīng)建筑物所承受的各種荷載，如重力、彎矩、剪力和摩擦力等。由于這些荷載在結(jié)構(gòu)中所占的比重很大，因此需要采用傳感器來監(jiān)測這些荷載。建筑材料中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)由于施工時需對其進(jìn)行整體澆筑，所以一般都會在其表面進(jìn)行壓力測量。由于水泥和混凝土等材料強度高，施工方法簡便，但抗拉性能差或有收縮變形。而采用壓力傳感器就可以對這兩種材料進(jìn)行精確測量。例如鋼結(jié)構(gòu)中鋼筋和混凝土施工時，鋼筋用量會隨溫度變化而隨之變化，所以溫度測量也是一項很重要的指標(biāo)。

7、醫(yī)療保健行業(yè)

壓力傳感器在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用也是非常廣泛的。從醫(yī)療儀器、醫(yī)用儀表到手術(shù)器械，都離不開壓力傳感器的配合。例如：超聲波設(shè)備中，利用壓力傳感器檢測超聲波的大小和方向；超聲波清洗機、超聲顯像儀中，用壓力傳感器監(jiān)測探頭位置，以便對探頭進(jìn)行清洗、更換；手術(shù)器械上有高壓管道，用壓力傳感器監(jiān)測管道的壓力大小、方向；醫(yī)用X射線設(shè)備中使用了壓力傳感器等等。除此之外，我們還可以通過智能手機 APP實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控功能，比如：預(yù)約專家問診；遠(yuǎn)程給患者輸液；對病人進(jìn)行監(jiān)護(hù)、急救等。