【经验】定制传感器如何在降低总成本的同时满足特定的应用需求?

2020-01-13 TT Electronics

本文主要探讨定制传感器如何在降低总成本的同时满足特定的应用。


解决流体测量的复杂性问题

光是一种强大的感应机制。一束光可以用来探测物体的存在与否,了解物体的表面特征,并通过光线来探测材料的组成成分。光学传感技术已经很普遍,不仅在现实世界的应用中,而且在学术科学实验和显微镜会议中,都可以用来感知运动。


光学传感的简单性使目标检测成为一种非常直接的方法。任何人都可以在光源的对面安装一个光敏传感器来检测物体。然而,在极端的医疗环境中,光学传感变得至关重要,因为在这种环境中,可靠性和一致性对安全和健康至关重要。


通过中断光路来探测物体很简单,但测量流动流体的特性或探测充满某种液体的管道中的气泡则更具挑战性。在低对比度的环境中,传感器可能需要通过一个透明的屏障来测量液体的特性,同时为周围环境光亮的程度不同做一定补偿。工程师需要评估如何通过使用标准光学组件或开发满足预期应用程序性能和可靠性要求的定制解决方案,来最佳地实现最有效的解决方案。


光学传感技术选择

面描述的简单状态检测场景是一种传输技术或基于传感的吸收技术的一个例子:在发射器和光敏传感器之间物体的存在本质上吸收了发射的信号。设计良好的发射极、感光器对能够在发射极信号完全传输和完全吸收之间的范围内进行感知,这使得它们之间的材料的特性更加微妙,包括存在液体。


反射光传感器包括一个光电传感器,该光电传感器位于一个发射器旁边或一对发射器之间,并在物体通过传感器区域时测量物体反射的光。在测量过程中,可以对发射器的输出进行调制(例如,以不同的速率提高或降低,或打开或关闭),以在测量过程中以提取更详细的信息。在被感知物体的远端放置一个棱镜反射器,在没有物体遮挡光学时,可以增加发射器反射到传感器的信号量。这样可以设置一个基准,以帮助提高存在物体时测量的信噪比。


光学流体传感应用

取决于不同的目的,光学流体传感应用有许多不同的类型。例如,光学流体传感器可用于检测管道、小瓶或流线中流体的存在与否。它们可以用来检测管道,小瓶以及储罐和蓄水池等容器中的液体水位。重要的是,在医疗和工程控制应用中,光学传感器可以检测流动液体中的气泡,从而采取措施记录问题并避免任何不规则流动的潜在后果。


更复杂的光学流体传感器可以用来识别流体的颜色,或其颜色的变化,这对于医学应用是非常理想的,知道是否有血液或生理盐水在静脉线上,这是很重要的。这些强大的设备还可以测量微妙的流体特征,如牛奶的脂肪含量。


这种广泛的应用导致了各种形式的光学流体传感器的发展。其中最简单的一种是“开槽开关”,它是由一个红外探测器和一个光敏传感器组成的组件,彼此相对地安装在一个开口上,构成一个超小型的封装。该开关可用于简单的存在/缺席检测,以检测移动部件何时到达其允许行程的终点,或测量是否存在某种特定流体组成元素。当注射器是空的时候,它也可以感知--例如,安装在注射器驱动程序中,用于以稳定的速度将药物输送到静脉线上。


开槽开关通常使用塑料外壳以及密封的分立式传感器和发射器制造。这些类型的元件经过高可靠性处理,以确保长使用寿命。


光学流体传感器也可以采用沉浸式,其中传感器淹没在液体中并测量其反射。光学传感器也可以安装在透明管或小瓶外,该设备通过一个透明的窗口将光反射到被测液体上,然后通过窗口感知其反射。这种设计确实有它的挑战性,比如在测量窗口中越来越多地使用低反射率材料,以及缺乏对传感器周围环境光水平的控制。

传感器也可以安装在带有标准螺纹的外壳中,使它们能够与已经安装在设备上的螺纹固定装置配合使用。


定制解决方案增加价值

考虑到光学流体传感器的通用性和各种可能的传感技术,定制光学传感器通过结合机械配合,传感器性能,成本和上市时间的解决方案来增加价值。这条路径也最小化了供应链的复杂性—开发团队可能没有光学传感的经验,没有供应商关系和市场知识来开发和交付最佳定制解决方案。


一种大幅度降低开发光学流体传感器解决方案复杂性的方法是使用传感模块,将关键组件封装在坚固的密封组件中。这些类型的设备经过优化以提供诸如可编程灵敏度,输出极性和漏极选择等特性。理想情况下,该模块包括一个发射器和一个光敏传感器,模拟信号调制电路,温度补偿和自动增益控制,以便在苛刻的环境中实现可靠的功能。


以TT电子公司的OPB9000光学传感器为例,这些复杂的模块可以自行校准,因此随着发光二极管的老化,不再需要手动重新校准。板载的非易失性存储器使用户能够存储发射器的驱动电流值,该值与光电二极管的参考电平相对应。该功能可用于创建“设定值”,代表对特定流体属性(如颜色)的识别。


光学流体传感模块工作

三种类型的传感器展示了多功能的性能:浸入式传感器;贴在瓶、试管等透明容器上的外部传感器;以及测量流线中流体的传感器。


随着世界各地的卫生服务机构试图将越来越多的医疗保健从医院转移到家庭。最后一种选择在医疗设备市场上变得越来越重要。例如,在预防性检测和干预性支持方面,对低成本设备的需求正在上升。这种设备必须准确,可靠,稳固,而且通常可能还需要电池供电,方便携带,以及未经训练的人在困难的条件下也能使用。


集成光学流体传感模块可以帮助满足这些需求,且更节省空间。由于是密封的,这减少了由于传感器污染和病人液体泄漏造成错误测量的潜在问题。自校准功能有助于使终端设备更容易维护,因此可更直观的使用。因为它可能在照明条件变化幅度大的情况下工作,所以环境光抑制能力会使终端设备的测量更可靠。


值得注意的是,优化的传感模块是为了满足医疗行业对供应商的严格规定而设计的,这些要求远远超出了其他行业的要求。在开发内部光学流体传感器时,满足这样的法规要求就等于增加了大量的开销,特别是考虑到开发人员在寻找合格的部件供应商时,会给供应链带来的复杂性。此外,由于必须克服认证问题,产品测试也变得更加复杂。


基于集成模块的光学流体传感器解决方案在广泛的应用中具有明显的性能和实现优势。但它针对的是特定的市场需求,比如医疗电子产品的监管制度,这确实让天平向有利于它们的方向倾斜。事实证明,光学流体传感并不像在学校里看起来那么简单。


 

  • +1 赞 0
  • 收藏
  • 评论 18

相关服务

相关推荐

型号 描述 品质保证 价格(含增值税)

OPB900x系列

SMD Reflective Optical Sensor,芯片

最小包装量:2,500

世强先进(深圳)科技股份有限公司

供货保障

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

价格¥  20.0146

现货2,061

发货地广东

预计交期
1. 预计交期为预估时间,不含国家法定节假日,不作为订单或合同约定内容。
2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。
3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素,如地震、水灾、旱灾、疫情等,交期可能有所延长。

预计交期?

约3个工作日

OPB8736系列

光学传感器

最小包装量:100

世强先进(深圳)科技股份有限公司

折扣优惠

供货保障

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

限量折扣(100PCS)

价格¥  187.5656

现货100

发货地广东

预计交期
1. 预计交期为预估时间,不含国家法定节假日,不作为订单或合同约定内容。
2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。
3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素,如地震、水灾、旱灾、疫情等,交期可能有所延长。

预计交期?

约3个工作日

OPB9000系列

光学传感器

最小包装量:1

世强先进(深圳)科技股份有限公司

折扣优惠

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

限量折扣(4PCS)

价格¥  58.8000

现货4

发货地广东

预计交期
1. 预计交期为预估时间,不含国家法定节假日,不作为订单或合同约定内容。
2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。
3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素,如地震、水灾、旱灾、疫情等,交期可能有所延长。

预计交期?

约3个工作日

OPB1079x系列

光学传感器

最小包装量:100

世强先进(深圳)科技股份有限公司

原厂认证

世强代理

世强自营

发货地广东

OPB12114系列

光学传感器

最小包装量:100

世强先进(深圳)科技股份有限公司

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

价格¥  105.4538

发货地广东

SI1181-B3-GMR

Silicon Labs

需提供NDA保密协议后才可发货

NDA?

OPTICAL SENSOR

SI1181;SI1181-BX系列

OPTICAL SENSOR

24-ODFN

最小包装量:2,500

世强先进(深圳)科技股份有限公司

选型推荐

供货保障

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

价格¥  15.4349

即将到货27,495

发货地广东

SI1132-A10-GMR

Silicon Labs

新款产品中尽量不要使用该元件

停产?

SI1132;SI1132-A10;SI1132-A10-GM系列

I2C UV Index and Ambient Light Sensor

最小包装量:2,500

世强先进(深圳)科技股份有限公司

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

价格¥  13.4704

现货17,559

发货地广东

预计交期
1. 预计交期为预估时间,不含国家法定节假日,不作为订单或合同约定内容。
2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。
3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素,如地震、水灾、旱灾、疫情等,交期可能有所延长。

预计交期?

约3个工作日

Proximity/Ambient Light Sensor IC with I2C Interface

Si115x;Si1153-AB;Si115x-ABxx系列

Optical sensor module, IR filter

DFN

最小包装量:2,500

世强先进(深圳)科技股份有限公司

选型推荐

供货保障

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

价格¥  15.7155

现货7,156

发货地广东

预计交期
1. 预计交期为预估时间,不含国家法定节假日,不作为订单或合同约定内容。
2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。
3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素,如地震、水灾、旱灾、疫情等,交期可能有所延长。

预计交期?

约3个工作日

SI1142;SI1142-A11;SI1142-A11-GM系列

I2C Proximity/Ambient Light Sensor with 2 LED Drivers

最小包装量:2,500

世强先进(深圳)科技股份有限公司

供货保障

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

价格¥  17.3058

现货19,605

发货地广东

预计交期
1. 预计交期为预估时间,不含国家法定节假日,不作为订单或合同约定内容。
2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。
3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素,如地震、水灾、旱灾、疫情等,交期可能有所延长。

预计交期?

约3个工作日

SI1143;SI1143-A11;SI1143-A11-GM系列

I2C Proximity/Ambient Light Sensor with 3 LED Drivers

最小包装量:2,500

世强先进(深圳)科技股份有限公司

供货保障

原厂认证

世强代理

世强自营

一支起订

价格¥  21.8894

现货15,029

发货地广东

预计交期
1. 预计交期为预估时间,不含国家法定节假日,不作为订单或合同约定内容。
2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。
3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素,如地震、水灾、旱灾、疫情等,交期可能有所延长。

预计交期?

约3个工作日

本文由风逆翻译自TT Electronics,版权归世强元件电商所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:世强元件电商”。

评论(18

   |   

提交评论

全部评论

  • 双目誰无言 Lv5. 技术专家 2020-01-15
    有检测丙酮的传感器吗?
    • 用户50651719_世强回复:SGAS701/SGAS707是瑞萨电子旗下IDT公司推出的两款固态化学电阻传感器,该传感器采用集成加热器,采用高灵敏度的MOx材料,SGAS701主要用于检测空气中的氢,对流速的依赖性低,而SGAS707主要用于检测空气中的挥发性有机化学物质(VOCs),包括甲醛、甲苯、二甲苯、丙酮、异丁烯、辛烷、酒精。 SGAS701/SGAS707可高效地检测空气中的各种气体,在通风控制,气体浓度检测等领域有着广泛的应用。【产品】用于检测氢气和挥发性有机化学物质的固态化学电阻传感器SGAS701、SGAS707
  • 乡野荒人 Lv7. 资深专家 2020-01-16
    学习
  • DaisyLiang Lv4. 资深工程师 2020-01-15
    学习学习
  • 小沫香油 Lv6. 高级专家 2020-01-15
    很不错的经验分享
  • 用户44135521 Lv3. 高级工程师 2020-01-15
    学习了
  • 鄗立恒 Lv8. 研究员 2020-01-15
    学习了。
  • 好运常伴吾 Lv7. 资深专家 2020-01-15
    学习了
  • Jimi Lv7. 资深专家 2020-01-15
  • terrydl Lv8. 研究员 2020-01-14
    学习了
  • titan Lv7. 资深专家 2020-01-14
    学习
点击查看更多

联系我们

400-887-3266(工作日 9:00-18:00)

service@sekorm.com

投诉与建议

E-mail:claim@sekorm.com

商务合作

E-mail:contact@sekorm.com

搞研发 找元件
下载世强硬创电商APP