传感器的7大感应方式，你了解多少？

接近感应

a、是否存在物体。

b、对象的大小或简单形状。

接近传感器在操作中可以进一步分为接触式或非接触式，以及模拟或数字。传感器的选择取决于物理，环境和控制条件。其中包括：

可以采用任何合适的机械/电气开关，但是由于操作机械开关需要一定的力，所以通常使用微型开关。

气动：

这些接近传感器通过破坏或扰乱气流来工作。气动接近传感器是接触式传感器的示例。但这些产品不能用于可能被吹走的轻型部件。

光学：

在最简单的形式中，光学接近传感器通过断开光束而落下，该光束落在诸如光电池的光敏装置上。这些是非接触式传感器的示例。

值得注意的是，这些传感器的照明环境必须格外小心，例如，光学传感器可能会因电弧焊过程中的闪光而被遮蔽，空气中的灰尘和烟云可能会阻碍光的传输等。

电气：

电接近传感器可以是接触式或非接触式。简单的接触式传感器通过使传感器和组件形成完整的电路来进行操作。非接触式电接近传感器依赖于感应原理来检测金属或依靠电容来检测非金属。

范围感应：

距离感测涉及检测组件距离感测位置有多近或远，尽管它们也可以用作接近传感器。距离或距离传感器使用非接触式模拟技术。使用电容，电感和磁技术进行几毫米至几百毫米之间的短距离感测。使用各种类型的已发射能量波（例如，无线电波，声波和激光）执行更远距离的感应。

力感测

可能需要感应的力有六种。在每种情况下，力的施加可以是静态的（静止的），也可以是动态的。力是矢量，因为它必须同时在大小和方向上指定。因此，力传感器是模拟操作，并且对其作用方向敏感。六种力量是：

①、拉力

②、压缩力

③、剪力

④、扭转力

⑤、弯曲力

⑥、摩擦力

存在用于感测力的多种技术，一些是直接的，一些是间接的。

拉伸力：

可以由应变计确定，当长度增加时，它们会显示出其电阻的变化。这些量规测量的电阻变化可以转化为力，因此是间接装置。

压力：

可以通过称为称重传感器的设备来确定，这些设备可以“通过检测压缩负载下电池尺寸的变化，或者通过检测负载下电池内压力的增加，或者通过在压缩负载下电阻的变化来运行”加载。

扭转力：

可以看作是拉伸力和压缩力的组合，因此可以采用上述技术的组合。

摩擦力：

这些涉及要限制运动的情况，因此“通过使用力和运动传感器的组合间接检测摩擦力。例如：

触觉感应

触感是指通过触摸进行感测。最简单的触觉传感器类型使用以行和列排列的简单触摸传感器阵列，这些通常称为矩阵传感器。

每个单独的传感器与物体接触时都会被激活。通过检测哪些传感器处于活动状态（数字）或输出信号的大小（模拟），可以确定组件的印记。然后将压印与先前存储的压印信息进行比较，以确定组件的大小或形状。

目前已实现机械，光学和电子触觉传感器。

热感

作为过程控制的一部分或作为安全控制手段，可能需要进行热感应。有多种方法可供选择，这些方法的选择主要取决于要检测的温度。

一些常见的方法是：双金属条，热电偶，电阻温度计或热敏电阻。对于涉及低水平热源的更复杂的系统，可以使用红外热像仪。

声音感应（听力）

声学传感器可以检测并有时区分不同的声音。它们可用于语音识别，以发出口头命令或识别异常声音，例如爆炸。最常见的声学传感器是麦克风。

在工业环境中，声学传感器的明显问题是大量的背景噪声。

当然，我们也可以简单地将声学传感器调整为仅对某些频率做出响应，从而使它们能够区分不同的噪声。

气体感应（气味）

对特定气体敏感的气体或烟雾传感器依赖于传感器中所含材料的化学变化，化学变化会产生物理膨胀或产生足够的热量来触发开关设备。

机器人视觉（瞄准器）

视觉可能是当前机器人感觉反馈研究中最活跃的领域。

机器人视觉是指通过某种相机实时捕获图像并将该图像转换为可以由计算机系统分析的形式。这种转换通常意味着将图像转换成计算机可以理解的数字场。图像捕获，数字化和数据分析的整个过程应足够快，以使机器人系统能够响应分析的图像并在执行任务集期间采取适当的措施。

机器人视觉的完善将使人工智能在工业机器人上的全部潜能得以发挥。它的用途包括检测存在，位置和移动，识别和识别不同的组件，样式和特征。

但是，即使是最简单的视觉技术也需要大量的计算机内存，并且可能需要相当长的处理时间。

(来源：网络，版权归原作者所有，侵删）

探寻福厦高铁背后的科技密码

核心阅读

数字孪生模型实现铁路图纸的立体化，“昆仑号”等新装备推动桥梁快速铺架，智能施工推进智慧交通建设……我国首条跨海高铁福厦高铁近期正式开通运行，一批新装备、新材料、新工艺在实践中得到运用、成熟、优化。

历经6年多建设，我国首条设计时速350公里的跨海高铁——福州至厦门至漳州高铁(以下简称“福厦高铁”)正式开通运行。开通满两个月(9月28日至11月28日)，福厦高铁凭借便捷的出行和秀美的风景赢得了万千旅客的青睐，共开行旅客列车6000余趟，发送旅客超1000万人次，旅客列车日均客座率达七成以上。

据介绍，福厦高铁正线拥有84座桥梁、29座隧道，桥隧比高达85.1%，集结了多座世界级跨海桥梁。

高难度、新场景、新挑战，福厦高铁成为新装备、新材料、新工艺的应用平台，一批新技术在实践中得到运用、成熟、优化。近日，记者来到一线，探寻福厦高铁穿山跨海背后的科技密码。

立体图纸，智绘“山海”蓝图

在福建，峰峦叠嶂、水网交错、山水阻隔，福厦高铁应如何选线？

“为应对挑战，福厦高铁全线路全专业采用建筑信息模型技术设计。”东南沿海铁路福建有限责任公司副总经理林依飞介绍。

何为建筑信息模型技术？中铁第四勘察设计院集团有限公司(以下简称“铁四院”)福厦高铁建筑信息模型设计负责人孙泽昌介绍，传统的线路设计主要依靠人工勘察获取原始资料，再依托设计师经验进行选线。而福厦高铁利用了我国自主研发的三维铁路选线系统，将空天地一体化技术测绘成果录入系统，再结合收集的环境敏感区等信息，由系统根据预设的规则推荐经济安全的线路，大幅减少了人工现场勘察的工作量。

借助建筑信息模型直观形象的特点，设计团队构建了超过3500平方公里的数字地面模型、13类共计489个标准构建模型，实现了全线303公里桥梁、路基、隧道、站场、接触网与轨道、立交道路的模型构建，提供了77处立交道路与7处站场概念模型的构建。

“简单来说，就是设计团队利用电脑技术在虚拟世界里建造了一条福厦高铁的‘孪生兄弟’。”孙泽昌说，这一数字孪生模型不光外形长得像，连里面的“血管”和“神经”都能够分层展现，甚至可以将每一颗螺丝都精确呈现。

数字孪生模型实现了铁路图纸的立体化，让设计变得更加科学、精准。以跨海大桥的设计为例，通过数字孪生模型，跨海大桥哪些位置经受的风阻大、哪个位置易受地震影响，在系统里一目了然。设计人员可根据系统提示，有针对性地对跨海大桥的关键部位进行加固强化，提升大桥的抗震防风性能。

“福厦高铁构建的数字孪生铁路，让建筑信息模型从设计向建造、运维阶段传递，为后续智慧运维奠定了基础。”林依飞说。

大国重器，铺架海上长龙

2017年，福厦高铁的设计图纸最终确定。线路需先后跨越湄洲湾、泉州湾、安海湾，架设3座跨海大桥。特别是湄洲湾跨海大桥，采用了40米箱梁设计，一共327榀。为什么不采用传统的32米箱梁设计？

“同样的里程，每榀箱梁越长，连接点越少，所需桥墩数量越少，桥墩总体占用水域面积越小。以湄洲湾跨海大桥为例，海域施工长度为10.08公里，采用40米箱梁可减少桥墩65个，水域占用面积减少20%，通航能力大幅提高。”林依飞说，不仅如此，采用40米箱梁还减少了大桥箱梁段的接缝数量，可保证高铁以350公里时速过桥不减速。

然而，全新的设计也带来了新的施工挑战。40米箱梁长40米，重1000吨。这个重量，普通的运输车载不下，火车头拖不动，起重机吊不起。茫茫大海，如何将327榀箱梁运到海上、架设到桥墩上？

启用新装备!这是从建设方到设计团队再到施工单位的一致想法。2016年冬天，中铁十一局集团汉江重工有限公司与中铁第五勘察设计院集团有限公司(以下简称“铁五院”)成立联合研发小组，启动了千吨级架桥机的研制工作，设备取名“昆仑号”。

为让“昆仑号”能经受各种考验，研发团队为它加装了满身“黑科技”：它全身“钢筋铁骨”，采用高强度钢板作为主梁结构；它拥有“千里眼”，与北斗“握手”，在荒无人烟的地区也能精准定位；它配备“雷达探测”激光矩阵传感器系统，可在全黑隧道内精准施工，行走时自动纠偏，遇到隧道内巨大溶洞时还能就地架桥。

为提升整机结构强度，汉江重工武汉研发中心与宝武集团鄂城钢铁有限公司联合研发新材料；为保证“昆仑号”灵活行走，委托福建漳州龙溪轴承厂完成关节轴承制造，轴承既能承受上百吨的拉力，又能在千吨压力下自如转动……“这就是重大工程的吸引力，让我们有可能凝聚各行各业的优秀伙伴，共同研发攻关。”铁五院副总工程师梁志新说。

2020年6月初，“昆仑号”运抵湄洲湾跨海大桥建设现场。仅用216天，“昆仑号”就完成了桥梁的铺架任务。得益于在福厦高铁的成功运用，“昆仑号”顺利打开市场。截至目前，“昆仑号”系列产品已在杭衢、沪苏湖、南玉等10余条高速铁路工程建设中应用。

智能施工，发挥标杆作用

福厦高铁是我国高铁中桥梁结构最多样复杂的高铁线路。“这对工程建设提出了极高要求。”林依飞说，建设方充分发挥重大项目的标杆作用，为后续跨海高铁建设探索经验。

以国内首座跨海高速铁路桥——泉州湾跨海大桥为例，其需要适应高盐高湿的海洋大气环境。现场实测数据显示，每24小时每平方米钢板表面就能沉淀0.566毫克盐粒子，是标准的强腐蚀海洋大气环境。

为此，铁四院联合鞍钢集团钢铁研究院等单位，基于钢材化学成分设计比选、力学及工艺验证试验、海洋环境现场挂片曝晒试验等长期技术攻关，成功研制了镍系耐海洋大气腐蚀钢及配套高强螺栓等。

“通过‘以锈制锈’，实现全寿命期的长效防腐。”铁四院泉州湾跨海大桥设计负责人曾甲华说，这次升级推动了耐候钢桥技术的发展。

除了新材料、新工艺，福厦高铁还为许多智能施工装备提供了试验舞台。

先看新建厦门北站。建设过程中，这里摒弃了传统人工墙面抹平，改用自动收面机器人，施工速度提升2倍；引进钢结构自动焊接机器人替代人工焊接，焊接时长大大缩短，焊接质量提升2倍……

“这是智能施工设备在高铁站房领域的首次大规模应用。”中铁建设厦门北站项目总工程师潘峰潭说，通过智能化施工，在新建厦门北站规模比既有老站增加34%的同时，工期缩短了18%，关键施工节点均提前半个月以上完成。

再看福厦高铁接触网。中国铁建电气化局在湄洲湾特大桥首次启用由自动立杆设备、自动腕臂机器人、恒张力放线车、检测机器人等组成的全新“四电”智能装备，仅需七八个操作人员，就可以完成以往几十、上百人的工作量。

“福厦高铁是继京张高铁、京雄城际后，我国建成投用的又一智能高铁，标志着中国高铁在智能化领域的探索又向前迈进了一步，为智慧型交通建设注入了新动能。”国铁集团科技和信息化部运输技术处处长谭立刚说。《 人民日报 》( 2023年12月06日 10 版)

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