بررسی صنعت سنسور سازی

صنعت سنسور سازی

یکی از بخش های صنعت الکترونیک که به طور مستمر روند رو به رشدی را داشته است، صنعت سنسور سازی بوده است. سنسور ها بخش قابل توجهی از قیمت تجهیزات الکترونیکی را به خود اختصاص داده اند. حتی سنسورهای غیرالکترونیکی نیز به منظور تعامل بهتر با کاربران به سمت الکترونیکی شدن پیش رفته اند.

بازار جهانی سنسورها در سال ۲۰۱۳ معادل ۷۹٫۵ میلیارد دلار بوده است. در سال ۲۰۱۴ این بازار بیش از ۸۶ میلیارد دلار بوده است و پیش بینی می شود تا سال ۲۰۲۰ به حدود ۱۵۵ میلیارد دلار برسد.

در این گزارش به بررسی حوزه های کاربرد سنسورها پرداخته شده است. ۱۶ حوزه ی کاربردی اصلی برای سنسورها متصور است که در شکل زیر نمایش داده شده اند.

در ادامه به طور مختصر کاربرد سنسورها در هر یک از این حوزه ها تشریح شده است.

7499-9460650

صنعت سنسور

هوافضا

سنسورها به طور گسترده اي در صنعت هوا و فضا استفاده مي شوند. دوربين هاي موجود در موشک ها و ماهواره ها و همچنين حسگرهاي حساس به امواج الکترومغناطيس که جزو بخش مخابراتي ماهواره بوده و ارتباط آنها را با زمين برقرار مي کند از همين جنس هستند. در رابطه با موشک نيز بخش هاي ارتباطي موشک با ماهواره ها جهت رديابي مسير انواع مختلفي از سنسورها را در درون خود دارند.

بخش سوخت موشک نيز انواعي از سنسورهاي سنجش سطح سوخت موشک را دارا مي باشد. همچنين در موشک ها و ماهواره ها جهت سنجش ميزان فشار و دماي بخشهاي مختلف موشک از سنسورهاي متعددي استفاده مي شود. اگر هواپيما و هلي کوپتر را نيز  جزو صنايع هوافضا به حساب بياوريم. انواع مختلفي از سنسورها در هواپيما و هلي کوپتر وجود دارد. سنسورهاي سنجش ارتفاع و يا کنترل فشار هواي درون هواپيما و بخش هاي مرتبط با تهويه از جمله اين سنسورها هستند. دستگاههاي الکترونيکي درون هواپيما، هلي کوپتر، موشک و ماهواره نيز طبعا انواع گسترده اي از سنسورها را دارا مي باشند.

  • ترابري و حمل و نقل

در حوزه ترابري و حمل و نقل نيز انواع مختلف و متعددي از سنسورها وجود دارند. به طور مثال در بحث کنترل ترافيک و اخذ عوارض از خودرو ها، انواع مختلفي از دوربين هاي مدار بسته و يا دستگاههاي RFID وجود دارند که شامل انواع مختلفي از سنسورهاي نوري و مخابراتي هستند. در مکانهايي همانند فرودگاهها و يا ايستگاههاي قطار نيز انواع مختلف سنسورهاي کنترل کارت تردد و پاسپورت و يا دوربين هاي کنترل افراد و يا بار آنها وجود دارد.

سنسورهايي همانند سنسورهاي مرتبط با درهاي اتوماتيک و شيرهاي نوري و … نيز طبعا در مکان هاي مرتبط با حوزه حمل و نقل همانند ساير مکانهاي مشابه وجود دارد. سنسورهاي مخابراتي همچون سنسورهاي موجود درون بي سيم هاي واحد حفاظت اين مجموعه ها نيز به طور گسترده اي استفاده مي شوند. وسائل الکترونيکي موجود در فرودگاهها، ايستگاههاي قطار و يا ترمينال هاي اتوبوس نيز انواع مختلفي از سنسور را در بر دارند.

  • امنيتي و نظامي

در حوزه نظامي و امنيتي نيز انواع مختلفي از سنسورها وجود دارند. به طور مثال سنسورهاي موجود در بي سيم هاي نظامي و يا دستگاههاي الکترونيکي امنيتي از همين جنس هستند. مثلا دستگاههاي تشخيص هويت که در بحث امنيت استفاده مي شوند انواع مختلفي از سنسور ها را دارا مي باشند.

به طور مثال دستگاههاي تشخيص هويت همانند دستگاههاي تشخيص اثر انگشت و يا قرنيه افراد و يا خطوط کف دست و يا رگهاي پشت دست و يا لاله گوش و يا صورت افراد و يا نحوه راه رفتن افراد[۱] و يا نحوه امضا و نگارش يک متن توسط افراد و يا نحوه فشار دکمه هاي يک صفحه کليد توسط افراد همه و همه انواع مختلفي از سنسورهاي نوري و يا تماسي را دارا مي باشند. در حوزه نطامي نيز هر وسيله الکترونيک تقريبا انواع متعددي از سنسور دارد. وسائلي همچون انواع تانک، موشک انداز، موشک، رادار، هواپيما همه و همه انواع مختلفي از سنسور ها را دربر مي گيرند.

sensor_global

  • کشاورزي

در عرصه کشاورزي نيز از انواع مختلفي از سنسور مي توان نام برد. دستگاههاي آب رساني اتوماتيک سنسور هاي کنترل فشار آب و يا تشخيص دما و نور دارند تا در زمان هاي مشخص و در شرايط اقليمي مشخص عمل نمايند. سنسور هاي موجود در دستگاههاي مرتبط با کشاورزي همانند تراکتور و يا پمپ هاي آب و … نيز انواع مختلفي از سنسور را در درون خود جاي داده اند.

  • عمران و ساختمان

حوزه ديگري که شامل انواع متعددي از سنسور مي شود حوزه عمران و ساختمان است. در صنايع ساختمان سازي انواع دستگاههاي مختلفي که مواد و محصولات يک ساختمان را توليد مي کنند شامل انواع متعدد سنسور مي باشند. با توجه به اينکه يک ساختمان بخشهاي بسيار متعددي دارد در هر کدام از اين بخش ها نيز انواع متعددي از سنسورها وجود دارند. بخش هاي پيش از ساخت يک ساختمان که تحت عنوان صنايع پيشين شناخته مي شوند همچون مواد خام يک ساختمان (تير آهن، سيمان، گچ، آجر، انواع عايق ها) در کارخانه هايي ساخته مي شوند که دستگاههاي موجود در اين کارخانه ها انواع متعددي از سنسور را دارا مي باشند.

بخش هاي پسين يک ساختمان که تحت عنوان صنايع پسين ساخته مي شوند همانند کابينت سازي، برق کشي، آب و فاضلاب، مبل و وسائل زينتي و ساير وسائل ضروري و غير ضروري موجود در يک ساختمان همه و همه در کارخانه و يا کارگاههاي ساخته مي شوند که دستگاههاي موجود در آن کارخانه و يا کارگاه انواع متعددي از سنسور را دارا مي باشد. برخي از وسائل موجود در منازل نيز مستقيما سنسور دارند.

مثلا آيفن هاي تصويري سنسور هاي نوري داشته و يا اجاق گازهاي اتوماتيک سنسور هاي حساس به خاموش شدن شعله داشته و يا وسائل پيشرفته تري همچون تلفن و موبايل و کامپيوتر و تلويزيون نيز انواع متعددي از سنسور را دارا مي باشند. به طور مثال کنترل هاي مرتبط با دستگاههاي مختلف (همچون تلويزيون و يا دربهاي اتوماتيک) سنسورهاي نوري و يا الکترومغناطيسي دارند و يا برخي تلويزيون ها و موبايل ها سنسورهاي تماسي در صفحات لمسي[۲] خود دارند. گستره سنسورهاي موجود در ساختمان تقريبا به اندازه همه وسائل الکترونيکي است که در منزل از آنها استفاده مي کنيم.

Baumer_Bild_IFRM12_ATEX_93224ad039

  • بازرگاني

در حوزه بازرگاني نيز سنسورهاي متعددي وجود دارند. دستگاههاي خوانش بارکد و يا انواع مختلف دستگاههاي که در گمرکات استفاده مي شوند مربوط به اين حوزه هستند. امروزه به کمک ورود سنسور و الکترونيک به حوزه کالا و خدمات تقريبا مي توان از ورود و خروج کليه کالاها به يک کشور و نحوه گردش و توزيع آن در کشور اطلاع پيدا کرد.

  • انرژي

حوزه قابل توجه ديگر حوزه انرژي مي باشد. انواع مختلف سلول هاي خورشيدي از سنسورهاي نوري بهره مي برند و با توجه به استفاده رو گسترش صفحات خورشيدي استفاده از سنسورهاي نوري رو به افزايش خواهد بود. در بخش هاي مرتبط با حوزه نفت و گاز نيز انواع مختلفي از سنسور وجود دارد. به طور مثال در خطوط انتقال نفت و گاز انواع متعددي از سنسور وجود دارند که مسائلي همچون فشار و يا دماي ماده مورد نظر را کنترل مي کند. در کارخانجات پتروشمي به خصوص در بخش کنترل و اتوماسيون آن نيز دنيايي از سنسورهاي مختلف را مي توان سراغ گرفت که به کمک حوزه الکترونيک بخش هايي از يک کارخانه را به صورت هوشمند مديريت مي کنند.

  • پروسه هاي ساخت و توليد

پروسه ساخت و توليد نيز حجم قابل توجهي از سنسورها را در بر دارد. در واقع هر محصولي که ساخته مي شود به نوعي در خط توليد يک کارخانه و يا کارگاه قرار داشته و تقريبا در کليه دستگاههاي الکترونيکي استفاده شده در کارخانجات سنسور وجود دارد. بجز دستگاههاي موجود در يک کارخانه، بخش هاي اتوماسيون يک کارخانه شامل انواع متعددي از سنسورها هستند. طبعا بخش هاي امنيتي و ايمني کارخانجات همچون دستگاههاي اعلان حريق که در پروسه ساخت و توليد پيش بيني مي شوند، نيز شامل سنسورهايي متعددي همچون سنسورهاي حساس به گاز هستند.

  • لوازم بازي و تفريحي

دنياي لوازم بازي و تفريحي در بخش هايي که از الکترونيک بهره مي گيرد شامل انواع متعددي از سنسورهاست. نکته قابل توجهي اي که در اين بخش وجود دارد اين است که بخش هاي الکترونيکي استفاده شده در لوازم بازي و تفريحي بعضا شامل اجزاي دست دوم هستند و يا اجزايي هستند که از بخش هاي کنترل کيفي محصولات الکترونيک با موفقيت خارج نشده اند.

با توجه به اهميت کمِ خطا در وسائل بازي کودکان، اين اجزاي با هزينه بسيار کمتر از معادل استاندارد خود در وسائل بازي استفاده مي شوند. به طور مثال سنسور نوري استفاده شده در چشم يک عروسک بازي اگر خراب هم بشود مساله قابل توجهي رخ نداده و دقيقا مشخص نمي شود که آيا کودک به وسيله بازي به آن آسيب زده يا اينکه خودش خودبخود خراب شده است. در پارک هاي شهر بازي نيز انواع وسائل بازي انواع مختلفي از سنسورها را در بر دارند. به طور مثال سنسورهايي از قبيل سنجش سرعت و شتاب در وسائلي همچون ترن ها و بشقاب پرنده ها و يا  سنسورهاي فشار در وسائلي همچون اندازه گير ميزان قدرت فرد از جمله اين سنسورها هستند.

  • اندازه گيري هاي عملي

يکي از بخش هايي که تقريبا در همه حوزه هاي صنعتي کاربرد دارد بخش اندازه گيري هاي عملي است. معمولا اندازه گيري به خاطر دو هدف عمده انجام مي گيرد: مانيتورينگ و کنترل.

cc1

  • ارتباطات و مخابراتي

يکي ديگر از حوزه هاي پرکاربرد و پر اهميت الکترونيک حوزه ارتباطات و مخابرات مي باشد. از موارد کاربرد سنسور در مخابرات، مي توان به سنسورهاي تصويري اشاره کرد. سنسورهايي همچون [۳]CCD ياCMOS[4]  که تصاوير ديجيتال را به کمک برخي ادوات نوري در دوربين ها، تهيه مي کند، اعم از دوربين هاي معمولي و يا دوربين هايي که بر اساس آشکارسازي امواج مادون قرمز کار مي کنند، مانند دوربين هاي ديد در شب و يا دوربين هايي که نقشه حرارتي يک جسم را تصوير مي کنند. همچنين در زمينه مخابرات فيبر نوري، براي خواندن اطلاعات نور انتقالي از طريق فيبر، از يک آشکارساز و سنسور نوري استفاده مي شود. همچنين در کنترل آنتن­هاي رادار سنسورها نقش بازي مي کنند بعلاوه در کنترل دوربين هاي بسته. همچنين برخي ادوات کنترل از راه دورها از سنسورهاي مادون قرمز استفاده مي کنند.

  • هواشناسي و زيست محيطي

در صنعت هواشناسي نيز انواع متعددي از سنسورها وجود دارند. سنسور هايي که دما يا رطوبت و يا آلودگي هوا و انواع مختلف گازها و آلاينده ها را اندازه مي گيرند از دسته اين نوع سنسورها هستند. در واقع هواشناسي با نصب واحد هايي که داراي سنسور هاي مذکور مي باشند در محيط هاي مختلف اين پارامترها را اندازه گيري و به کمک فرمولهاي خاص اين رشته، يک عدد به عنوان ميانگين دما يا رطوبت اعلام مي شود. همچنين سنسورهايي که در ماهواره هاي هواشناسي به صورت دوربين هاي خاص استفاده مي شود، در دسته سنسورهاي هواشناسي قرار مي گيرد.

سنسورهاي زيست محيطي نيز از همين جنس هستند. به طور مثال ممکن است در درون آب يک رودخانه سنسورهايي خاصي نصب بشود که نوع خاصي از آلاينده ها را اندازه گيري نمايد. سنسورهاي تحقيقاتي نيز ممکن است در محيط زيست قرار داده بشوند. مثلا ممکن است سنسورهايي که در دهانه آتش فشان ها تعبيه بشوند تا تغييرات يک مجموعه آتش فشاني را رصد کنند تا در صورت نزديک شدن به آستانه فوران آتش فشان، اين مساله به مراکز مربوطه از قبل اعلام بشود. همچنين سنسورهاي تحقيقاتي اي که بر روي بدن برخي پرندگان يا حيوانات نصب مي شوند تا رفتارهاي آنان را در شرايط مختلف بررسي کنند از دسته همين نوع سنسورها هستند.

  • لوازم خانگي، اتوماسيون

دسته ديگري از سنسورها سنسورهاي مرتبط با لوازم خانگي و اتوماسيون است. تقريبا در همه لوازم خانگي نوعي از سنسور وجود دارد. به طور مثال در کنترل از راه دور تلويزيون ها و صفحات لمسي برخي نمايشگرهاي تلويزيوني سنسورهاي تماسي وجود دارد و يا مثلا در اتوها و يا يخچال و فريزرها، چاي سازها و برخي کولرها سنسورهاي حساس به دما وجود دارد و يا در ماشين هاي لباسشويي سنسورهاي اندازه گير سطح آب وجود دارد.

در حوزه اتوماسيون نيز قواعد مشابهي حکم فرماست. تقريبا مي توان ادعا کرد امروزه هر کارخانه بزرگي داراي يک بخش اتوماسيون مي باشد و کنترل بخش هاي مختلف يک کارخانه توسط انواعي از سنسورها انجام مي شود. دوربين هاي کنترل کننده داراي سنسورهاي نوري بوده و يا بخش هايي همچون اعلان حريق داراي سنسورهاي حساس به دود مي باشند. انواع بسيار متعدد ديگري از سنسورهاي مجموعه هاي اتوماسيون را نيز مي توان مثال زد، مانند سنسورهاي فرآيندي از جمله حرارت، رطوبت، گاز، PH و غيره و يا سنسورهاي خط توليدي مانند موقعيت سنج، سرعت سنج و غيره.

Pepperl+Fuchs_capacitive_sensor_CJ8-18GM-E2-V1

  • صنايع دريايي

در صنايع دريايي نيز انواع مختلفي از سنسورها وجود دارند. به طور مثال در يک کشتي سنسورهاي سنجش سرعت، شتاب، عمق، رطوبت و يا انواع ژيروسکوپ وجود دارد. سنسورهاي خاصي نيز در برخي کشتي هاي تحقيقاتي وجود دارند. از اين نوع سنسورها مي توان به سنسورهاي سنجش ميزان آلودگي آب اشاره کرد. سنسورهاي کنترل کننده ميزان اکسيژن وسائل غواصي نيز از جمله سنسورهاي مرتبط با حوزه صنايع دريايي هستند.

  • پزشکي و درماني

عموما سنسورهاي حوزه پزشکي به دوقسمت تقسيم مي شوند. اول بايوسنسورها يا زيست حسگرها هستند. منظور از زيست حسگر، سنسوري است که با کمک عناصر زيستي شناسايي و سنجش را انجام مي­دهد. از ساده ترين موارد در اين حوزه مي توان به گلکومترها براي بيماران ديابتي اشاره نمود که در بازار به وفور يافت مي شوند. دوم سنسورهاي غيرزيستي که خود شامل سنسورهاي تصويري و غير تصويري مي شوند. به طور مثال در دستگاههاي عکس برداري به روشهاي اشعه ايکس، گاما اسکن، سي تي اسکن و يا ام آر آي، انواع مختلفي از سنسورهاي تصويري وجود دارد.

سنسورهاي غيرتصويري نيز خود دو قسمت مي شوند. يا براي اندازه گيري کميات زيستي و يا علائم بيماري به کار مي روند، مانند فشارسنج هاي رايج ديجيتالي که داراي سنسورهاي فشار مي باشند و يا انواع مختلف دستگاههاي مانيتورينگ بدن انسان که در سي سي يو و يا آي سي يو ها استفاده مي شوند. همچنين قسمت ديگر سنسورهاي غير تصويري در دستگاه هاي انجام اعمال درماني به کار مي روند، مانند سنسورهايي که در دستگاه تصفيه خون و يا جراحي با ربات به کار مي روند.

به طور کلي حوزه پزشکي و درماني حوزه سود آوري است و داراي بازار بسيار بزرگي مي­باشد که انواع مختلفي از دستگاهها را در برگرفته و به تبع آن به انواع مختلفي از سنسورها در اين حوزه استفاده مي شوند.


[۱] Gait recognition

[۲] Touch Screen

[۳] Charge-Coupled Device (CCD)

[۴] Complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS)

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *