工业废气解决方案精选(九篇)

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第1篇：工业废气解决方案范文

良好的性能可提高设备的稳定性和可靠性，为矿山生产的安全有序进行、资源环境的保护和矿山企业生产成本的降低、经济效益的提高提供有力的保障。作为行业领先的专家，美孚油为矿山设备提供了一系列性能卓越的产品和创新的解决方案，在提高设备工作效率、促进安全生产的同时兼顾对环境的保护，为矿山企业带来可持续发展的优势。

以美孚得耐格?系列脂为例，其精心选配的高性能添加剂以及高黏度半合成基础油，能满足煤矿常用重型开式齿轮所需的卓越极压（EP）和抗磨（AW）性能；其持久的薄膜形成效果与卓越的防水性，还能为开式齿轮提供长效保护并减少废弃物产生；而其采用的无溶剂技术，能显著减少脂在应用过程中可能出现的流失现象，以优化脂喷射系统，降低处理与弃置废料的成本，同时减少因使用碳氢溶剂产生的排放废气对环境造成的污染。不仅如此，美孚得耐格?系列脂不含沥青，实现了卓越的系统清洁效果，使轮齿、轮罩的工作变得更简单、低成本，有助于减少关键开式齿轮系统的保养与检修。凭借独特的配方，美孚得耐格?系列脂能在有效延长自身和设备使用寿命的同时，使煤矿和煤炭企业从安全、环保和高效的生产中受益。

除了高品质的产品，美孚油全面的解决方案还为客户提供专业的服务和技术支持。Signum油品分析服务能帮助评估油的使用状况及矿山生产设备的状况，及早发出预警信号，使维护人员及时采取应对措施，或进行预防性维护，提高设备性能。训练有素的工程服务团队还通过计划工程服务（PES），为企业量身定做建议，发挥设备最大潜力，实现油和机器设备价值最大化。

第2篇：工业废气解决方案范文

在这样的大环境下，凯天环保科技股份有限公司（下称“凯天环保”）经过十余载耕耘，凭借自主研发的工业厂房整体治理技术，在环保行业内迅速蹿红，并逐渐发展壮大。

1998年，为了找寻合适项目创业，叶明强前往欧洲考察。在德国，工业文明和生态环境的和谐发展给他留下了深刻印象。对比国内经济建设快速发展后带来的水污染、大气污染等一系列环境问题，叶明强看到了国内潜藏的巨大的环保市场。他随即与欧洲多家企业进行沟通洽谈，最后选择了与德国百年环保企业凯乐公司开展合作，以工业厂房内环境治理为起点，引进国外先进环保理念和技术。

叶明强于当年回国成立了凯天环保，出任公司董事长。他还请来了当时在除尘领域小有名气的胡光明担任技术总工程师。在员工眼里，叶明强、胡光明这几位老股东是出了名的“抠门”，出差很少坐飞机。去年6月，董事长叶明强等人就是和员工一起挤火车去参加第十八届北京・埃森焊接与切割展览会。有时没买到火车座位票还得站着去，一次胡光明去沈阳出差没能买到座位票，硬是在车厢过道上站了一天一夜。

“这都是企业成立时养成的习惯，那时企业什么都缺，都由股东们自己掏钱，借款运作企业。”想起以前奋斗的岁月，胡光明掩饰不住内心的感慨，“那时股东将近10年没有分红，日子过得比员工还艰苦。”

虽然股东日子过得苦，但在人才培养上，凯天环保却从不吝啬。每年凯天环保都会选派一批技术骨干到德国参加培训，包括长达4年的技术培训。几年下来，参与过培训的10多名员工已成长为公司的主要技术骨干。

没有钱就省吃俭用，缺人才就自己培养，缺技术就“引进、吸收、再改进”，在“老抠”们的带领下，凯天环保将欧洲研究了25年的工业厂房的环境治理技术引进国内，通过进口散件组装的方式，在有机废气、烟气粉尘、有毒气体等行业开始从事空气净化治理。

熬过艰苦创业期的凯天环保，开始谋划未来。

要想在环保产业站稳脚跟，仅有吃苦耐劳的精神远远不够。只有不断进取，不断开拓，解决一些国际性的技术难题，才能为自己赢得一席之地。

凯天环保常务副总裁刘华介绍，目前在我国的工程机械、煤矿机械、铁路机车等行业分布有800至1000万台电焊机，每台电焊机每分钟产生300至600毫克有害气体，按每天6小时运行时间计算，每天有近1000至2000吨粉尘飘到大气中。厂房焊接烟尘作为工业厂房内环境治理的国际性技术难题之一，仅靠传统的吸气臂、固定工位式捕捉的方式，很难得到彻底解决。

丢弃以往“一把抓”的理念，针对不同的粉尘性质，凯天环保提出了个性化的治理方案。焊接工位不多又比较分散的厂房，选择移动式单机进行尘源捕集是最有效的焊烟控制方法；焊接工位较密集时则采用集中式烟尘净化设备；若厂房建筑高大，存在大的焊接工件时，靠局部治理很难达到效果，由凯天环保自主研发的整体厂房治理技术便是最理想的解决方案。

2004年，重庆铁马工业集团要对生产车间进行厂房内环境整治。本着对合作伙伴负责的态度，凯天环保在提供自己方案的同时，也向铁马工业集团介绍了其的德国凯乐公司。最终，铁马工业集团选择了德国公司的方案，投资900余万元对厂房进行环境治理。

不久，铁马工业集团的另一个车间也需要进行整治。这次，铁马工业集团选择了凯天环保提出的方案，耗资300余万元。两个车间经过治理后，几乎同时投产，然而，结果却出乎所有人的意料。经过凯天环保分层送风整体技术治理过的车间，焊接烟尘得到了有效治理，而德国公司的方案却出现了运行不畅、除尘效果不理想的问题。参与项目规划的设计院专家感慨地说，凯天环保通过引进德国技术起家，现已超过德国技术，形成了自身的独特技术。

“焊接行业烟尘的国家排放标准是每立方米4毫克，而经过整体厂房技术治理后，烟尘的排放量能降到每立方米1毫克以下，远低于国家标准。”专门负责整体厂房治理的凯天环保整体厂房部副部长郑中平自豪地说。

现在，在整体厂房治理行业，凯天环保已经占据60%至70%的国内市场份额，在焊接烟尘治理方面，凯天环保的国内销售额从2006年的1600万元一跃而升至2011年的6亿元左右。

此外，在已有的基础上，凯天环保还结合国内需求，在发展中不断调整产业结构，提高科技创新能力，开拓新的业务。

近年来，凯天环保积极与环保部环境规划院、中科院过程工程研究所、北京大学等科研院所和高校合作，研发出整体厂房有毒有害气体及粉尘综合治理技术、烟气脱硫脱硝脱汞技术、有机废气无机废气臭气治理技术、垃圾处理治理技术、电子废弃物治理技术等各个行业环境治理的先进技术。现在，凯天环保的业务已经扩展到了大气污染治理、重金属污染治理、固体废弃物处理、水污染治理、淤泥治理以及环境服务业等方面。

第3篇：工业废气解决方案范文

【关键词】酸循环；废气回收；酸雾；降本减排

一、前言

冷轧薄钢具有优越的耐磨性、独特的表面和优异的加工性能，应用领域不断扩大，从而带动了钢铁产业的迅猛发展。冷轧带钢的酸洗作为冷轧的一道工序，直接影响冷轧带钢的加工性能和表面的质量。带钢酸洗方法有电解法、化学酸洗法及混合酸洗法，同时带钢酸洗过程中产生含HCL、氢气、微量氮氧化物的废气及含Fe、Cr、Ni等重金属离子的废酸，严重污染环境，需综合治理才能达到环保排放要求。目前，新钢公司冷轧厂采用的是化学酸洗法，介质为盐酸。由于没有对废气进行系统有效的处理，导致废气的治理和排放不尽理想，既浪费了原始盐酸资源，增加生产成本，又对周边环境造成污染，同时腐蚀酸循环区域的设备，降低设备的使用寿命。

二、酸循环废气的产生分析

酸循环废气的主要成分为盐酸挥发出来的酸雾以及在酸洗过程中产生的各种各样的氮氧化物、氢气（还原性气体）。当带钢经过酸槽时，盐酸（HCL）与其表面的Fe、Fe2O3等反应生成各种可溶性的盐类物质及其气体。

化学反应方程式如下：

Fe+2HCL=FeCL2+H2

Fe2O3+6HCL=2FeCL3+3H2O

离子反应方程式如下：

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

Fe+2H+=Fe2++H2

Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO

由此可见，在酸洗过程中，会有大量的氢气、氮氧化物以及挥发出来的酸雾，如果酸雾没有得到及时的处理或者处理系统不完善，极易造成酸雾直接外溢到环境中，对人员健康、酸洗区域设备及周边环境造成危害。

三、废气对设备及周边环境优化方案的实施

3.1设备本身的防腐方案实施

酸循环区域主要设备包括：拉矫机、烘干机等大型钢铁设备，还有酸洗区域的罐体、电机、气动切断阀、带金属外壳的仪表检测元件、没有任何防腐处理的栏杆、平台等等。以上设备除拉矫机和烘干机自带保护漆，具有一定防腐性能外，其余设备都是酸雾腐蚀的对象。

因此，如果没有一定的防腐方案，这些设备的性能和使用寿命将大打折扣，其中看似安全的平台和栏杆也变的不再安全。为此，酸循环区域进行了大量的攻关和整改工作，将外边的栏杆、平台、电机进行更新换貌的刷漆工作，气动切断阀的供气管道更是由原来的易受腐蚀气管更换成不锈钢管，并刷漆，同时定期对酸循环区域进行卫生大扫除，对设备清洗或者重新上漆。这样，大大减少了酸雾对设备的影响，同时也降低的设备故障率，提高了产生效率。

3.2温度控制对废气产生的影响

我们知道，在酸洗的过程中，酸洗的反应速度很大程度上依赖于温度，温度越高，反应速度越快。但是，在冷轧连续生产线实际轧钢过程中，并不是一味的要求酸洗的反应速度，而是酸洗的质量，酸洗速度过快很容易造成过酸洗，使得带钢表面变黑，影响最终产品质量，同时温度过高，挥发出来的酸雾也就越多，对周边环境及设备的危害也就越大，浪费也更严重。而温度过低，酸洗的效率跟不上，势必影响酸轧的连续生产。然而在适宜温度的情况下，氧化铁的化学活性比铁强，在酸洗的过程中，洗的是带钢表面的氧化铁皮，而不是带钢本身，同时根据方程可知，此时产生的废气更少。为了匹配这种矛盾，提出了使用法布拉克模型来进行酸洗，即根据带钢的厚度、宽度、钢种、运行速度来控制酸的温度以及使用量。这样，既保证了冷轧酸洗线的连续生产，又很好控制了废气和酸雾的产生，减少了对周边环境及设备的影响。

3.3在酸槽两侧增加循环水，吸收从酸槽缝隙逸出的酸雾

酸洗区域的酸雾主要来自于酸槽和酸罐溢流口逸出的酸雾。原来从酸槽逸出的酸雾直接排放到空气中，现可通过改造，在酸槽两侧的凹槽里面通脱盐水，吸收掉部分逸出的酸雾，避免酸雾全部直接排放到环境中，脱盐水取自脱盐水总管道，吸收酸雾后可排入污水沟，不污染环境，为避免脱盐水的浪费，由操作人员定期更换和排放，非常的方便和使用。

3.4优化除雾系统，使废气变废为宝

酸轧现在使用的酸雾净化方法是：将酸洗槽、漂洗槽、循环罐、冷凝水罐、污水坑中的含酸气体，经风管送入酸雾洗涤塔内净化后，由风机抽出，再经烟囱排至室外大气。酸雾净化装置为两级洗涤，利用漂洗水洗涤酸雾，系统工艺流程图如图1。因洗涤级数少，能力小，吸收效果不好，且系统中没有酸雾冷却装置，致使洗涤水酸的浓度和温度比较高，酸雾中的氯化氢得不到很好的净化，而直接随风机抽出排至大气层，造成盐酸流失严重，生产成本高，废气排放达不到环保要求。

通过上图可以发现酸洗生产线的酸雾可以进行冷却捕捉净化收集，并将收集到的液态氯化氢直接回用于酸洗生产线。工作流程是：从各设备排出的酸雾在酸雾管路内冷凝先期收集，再经过冷却器强制冷凝收集，然后预分离分离器再次收集，最后进入洗涤塔洗涤收集。四步收集到的酸液依靠重力作用输送至酸洗线酸循环罐而直接利用，如图2所示。该技术在确保了最大酸液收集量的同时，最大程度地净化了排往大气层的氯化氢含量。

四、总结

针对酸轧现在的废气对环境及设备的影响问题，现已从四个方面进行了优化与探讨，一方面减少了废气的排放，降低了酸雾对周边环境及设备的危害；另一方面减少了盐酸的消耗，降低了生产成本。方案一、方案二已经进行了优化、实施，完成了整改工作，目前所收到的效果还不错，方案三、方案四目前还在探讨阶段。

参考文献

第4篇：工业废气解决方案范文

【关键词】：现代汽车；操控系统；智能化；自动化；传感器

中图分类号：F407.471 文献标识码：A 文章编号：

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自动化传感器。

1汽车电子操控系统

汽车电子已经经历从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。

2智能自动化传感器

2.1传感器概念简述

微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混，仍然笼统地称之为传感器。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。首先必须说明的是，在绝大多数情况下，本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件：将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器；将电学信号转换成非电学参量输出的执行器；以及既能用作传感器又能用作执行器，其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说，关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器（或执行器、或变送器）的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物，而是基于半导体工艺技术的新一代器件：应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。

2.2智能自动化传感器系统组成和性能

它由两块芯片组成，一是具有自检测能力的加速度计单元（微加速度传感器），另一块则是微传感器与微处理器（MCU）间的接口电路和MCU。这是一种较早期（1996年前后）的，但已相当实用的器件，可用于汽车的自动制动和悬挂系统中，并且因微加速度计具有自检能力，还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到，微传感器的优势不仅是体积的缩小，更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是，采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说，单芯片的解决方案显然更可取，生产成本更低，应用价值更高。

智能传感器（Smart Sensor）、智能执行器和智能变送器-微传感器（或微执行器，或微变送器）和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件（例如上述的微加速度计的单芯片解决方案）。因此智能传感器具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等。显然，出于规模生产和降低生产成本的要求，智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前，或流程中，或工艺完成后增加一些特殊需要的工序，但也不应太多。

2.3智能自动化传感器系统产业应用及展望

在一个封装中，把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器（SAR）、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器和串行接口 （SPI）等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成 CMOS 电路工艺流程之前，亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟，已广泛用于汽车（机动车）所需的各式各样的压力测量和控制单元中，诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广，不局限于汽车工业。目前，生产智能压力传感器的厂商已不少，市售商品的品种也很多，已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小，随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少，但功能和性能却越来越强，而且生产成本降低很快（现在约为几美元一只）。

顺便需要说说的是，在一些中文资料中，尤其是一些产品宣传性材料中，笼统地将Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor（或device）都称之为智能传感器，但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为，Smart（智能型）传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然，知识型的内涵也在不断进化，但那些只能简单响应环境变化，作一些相应补偿、调整工作状态的，特别是不需要集成处理器的器件，其知识等级太低，一般不应归入智能器件范畴。

相信大多数读者能经常接触到的，最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况，因为CCD 阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱，必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的，在中、高档长焦距（IOX）光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统，特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪，通过它监测机身的抖动，并换算成镜头的各轴向位移量，进而驱动镜头中可变角度透镜的移动，使光学系统的折射光路保持稳定。

微系统（Microsystem）和MEMS（微机电系统）-由微传感器、微电子学电路（信号处理、控制电路、通信接品等）和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。

MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显，MEMS 的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程，也即采用常规标准的CMOS 工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法，其中也包括微机械结构件的制作。

第5篇：工业废气解决方案范文

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，发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测：汽车工业有可能超过IT产业，成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实，汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT产业的增长。例如，虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右，但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%，中、高档轿车中汽车电子已占30%以上，而且这个比例还在、不断地快速增长，预期很快将达到50%。

电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素，汽车（机动车）的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高，都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出：电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是，必须指出的是，除了一些车内音响、视频装备，车用通信、导航系统，以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外，现代汽车电子从所应用的电子元器件（包括传感器、执行器、微电路等）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（智能执行器、智能变送器）。

实际上，汽车电子已经经历了几个发展阶段：从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。例如为使发动机处于最佳工作状态，就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始，再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量，同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度，确定发动机的工况，进而控制，调整最佳喷油量，最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速，最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合，构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化，而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。

还可以举一个安全驾驶方面的例子，出于平稳、安全驾驶的需要，仅只针对四个轮子的操控上，除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置（ABS）外，许多轿车，包括国产车，已增设了电子动力分配系统（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在，国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统（EBA），该系统在发生紧急情况时，自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度，并判断紧急制动的力度是否足够，如果需要，就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间（例如百万分之一秒级）内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速，进而为每个车轮平衡分配动力，保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”（ETC）系统等。

从以上列举的两个例子可以清楚看到，汽车发展对汽车电子的一些基本要求：

1．电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器（+调理电路）+微处理器，然后再通过微处理器（+功率放大电路）+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求，需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路，并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。

2．现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制，但汽车车体内的空间有限，构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是，电子控制单元应与受控制部件紧密结合，形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。

3．电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例，它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此安全气囊的ECU必须具有自检、自维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保动作的“万无一失”。

4．汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性，并且，对电子产品而言，大多处于非常恶劣的运行环境中，而且各不相同。诸如工作状态时的高温，静止待命时的低温，高浓度的油蒸汽和活性（毒性）气体，以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此，电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。

5．与上述要求同样重要，甚至有时是关键性的条件是，汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产，并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器，它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要，而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产，生产成本较低（几美元至十几或几十美元），所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场，反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。

二、智能传感器：微传感器与集成电路融合的新一代电子器件

微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混，仍然笼统地称之为传感器，或者含糊地归纳为汽车半导体器件，也有将智能传感器（或智能执行器、智能变送器）与微系统、MEMS等都归入了MEMS（微机电系统）名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。

首先必须说明的是，在绝大多数情况下，本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件：将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器；将电学信号转换成非电学参量输出的执行器；以及既能用作传感器又能用作执行器，其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说，关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器（或执行器、或变送器）的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物，而是基于半导体工艺技术的新一代器件：应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。

它由两块芯片组成，一是具有自检测能力的加速度计单元（微加速度传感器），另一块则是微传感器与微处理器（MCU）间的接口电路和MCU。这是一种较早期（1996年前后）的，但已相当实用的器件，可用于汽车的自动制动和悬挂系统中，并且因微加速度计具有自检能力，还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到，微传感器的优势不仅是体积的缩小，更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是，采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说，单芯片的解决方案显然更可取，生产成本更低，应用价值更高。

智能传感器（SmartSensor）、智能执行器和智能变送器-微传感器（或微执行器，或微变送器）和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件（例如上述的微加速度计的单芯片解决方案）。因此智能传感器具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等。显然，出于规模生产和降低生产成本的要求，智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前，或流程中，或工艺完成后增加一些特殊需要的工序，但也不应太多。

在一个封装中，把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器（SAR）、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器和串行接口（SPI）等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS电路工艺流程之前，亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟，已广泛用于汽车（机动车）所需的各式各样的压力测量和控制单元中，诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广，不局限于汽车工业。目前，生产智能压力传感器的厂商已不少，市售商品的品种也很多，已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小，随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少，但功能和性能却越来越强，而且生产成本降低很快（现在约为几美元一只）。

顺便需要说说的是，在一些中文资料中，尤其是一些产品宣传性材料中，笼统地将SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都称之为智能传感器，但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为，Smart（智能型）传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然，知识型的内涵也在不断进化，但那些只能简单响应环境变化，作一些相应补偿、调整工作状态的，特别是不需要集成处理器的器件，其知识等级太低，一般不应归入智能器件范畴。

相信大多数读者能经常接触到的，最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况，因为CCD阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱，必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的，在中、高档长焦距（IOX）光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统，特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪，通过它监测机身的抖动，并换算成镜头的各轴向位移量，进而驱动镜头中可变角度透镜的移动，使光学系统的折射光路保持稳定。

微系统（Microsystem）和MEMS（微机电系统）-由微传感器、微电子学电路（信号处理、控制电路、通信接品等）和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。

MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显，MEMS的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程，也即采用常规标准的CMOS工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法，其中也包括微机械结构件的制作。

微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器，智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS，MEMS的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令，进而能独立、正确动作的微机械（Micromachines）。现在，开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少，涵盖图4所示的各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。

第6篇：工业废气解决方案范文

随着去年“史上最严”《大气污染防治行动计划》的颁布，各地区与PM2.5的博弈开始进入新的阶段。当全国各大城市纷纷对机动车、工业企业、电厂等传统污染源打响攻坚战的同时，另一个冰山一角也逐渐浮出水面――船舶污染已成为许多港口城市和内河区域的主要大气污染源。

十大最繁忙港口我国占七席

“以一艘中型到大型集装箱船为例，如果使用含硫量为35000ppm（含硫量为3.5%）的船用燃料油，并以70%最大功率负荷行驶，其一天排放的PM2.5大约相当于我国50万辆新货车一天内的排放总量。”自然资源保护协会（NRDC）在其近期的《船舶和港口空气污染防治白皮书》指出了这一严峻的事实。

有专家指出，大约有70%的船舶废气排放发生于距离海岸线400公里或以内的海域内。而世界前十大最繁忙的港口中，有七个来自中国。

“世界前二十大港口中，中国占了十席。”自然资源保护协会（NRDC）港口项目经理朱祉熹指出，2012年全球港口集装箱吞吐量总计为6亿TEUs（一个标准集装箱 （TEU） 长20英尺，宽8英尺），其中我国港口集装箱吞吐量占全球的3成，接近1.78亿TEUs。

频繁往来于港口的船舶虽然带来了货物和经济的发展，却也加剧了港口和周边地区的空气污染。根据上海市环境监测中心编制的最新排放清单，排名世界第一的上海港，2010年船舶和港动（包括货车和货物装卸设备）的SO2（二氧化硫）、NOx（氮氧化物）和PM2.5排放量占上海排放总量的12.4%，11.6%和5.6%。而根据深圳海事部门统计，2012年仅进出深圳港的远洋船舶就有2.6万艘次，每年约排放1.6万吨SO2，占深圳市排放总量的65.8%，是深圳最大的SO2排放源。

“船舶及港口车辆主要由柴油发动机推动。非清洁柴油和船用燃料油含硫量高，因此硫酸盐（PM的一种成分） 和二氧化硫排放量较大。”自然资源保护协会（NRDC）港口项目顾问冯淑慧告诉记者。

David Pettit指出，船舶使用的燃料油含硫量是车用柴油的100～3500倍。因此，远洋船单位燃料的二氧化硫和颗粒物排放量远远超过道路车辆。

事实上，船用发动机的排放标准一直远远宽松于道路机动车排放标准。2011年之后新建的船用发动机适用于II级标准，而这一标准等同于已在香港、北京和上海实施的柴油车国V标准的4～7倍、2016年北京即将采用的柴油车国Ⅵ标准的17～31倍。

“经过十几年的治理，机动车排放已得到有效的控制，但我国在船舶港口污染排放控制方面却相对滞后。” 环境保护部机动车排污监控中心副主任丁焰指出。

排放清单亟待完善

上海和香港是我国最早意识到港口空气污染的两个城市。

“国内的第一个港口排放清单是上海市环境监测中心在2003年专门为上海港制定的。上海港排放清单后来在2011年修订，最新的排放清单中罗列了多种港动，包括货车和货物装卸设备排放以及石油和油气码头的油气排放。”冯淑慧指出道。

香港政府在2007年委托研究机构编制了一份全面的船舶废气排放清单。根据清单研究结果，思汇政策研究所、香港科技大学和香港大学共同开展了一项研究，以评估船舶废气排放的健康影响和减排措施的效用。

香港2007年的船舶废气排放清单详细分析了航运业的排放量。其中，远洋船的排放贡献率最大，其SO2和NOx排放量分别占总量的79%和44%，而PM10排放量占2/3以上。本地船舶是NOx、PM10和VOC排放的第二大来源。

然而，除了香港和上海，我国大陆其他港口仍然缺乏综合性的废气排放清单。由于国内对船舶和港口大气污染排放控制的相关措施和研究尚处于起步阶段，船舶、货运车和港口设备废气减排的相关政策依然亟待完善。

“由于缺乏足够的数据，大多数措施在拟定时没有充分根据港口特点进行具体分析。如果没有足够的成本效益分析来支持，也难以得到港口和航运业的支持。”丁焰告诉记者。

事实上，就排放标准而言，1983年我国颁布的《船舶污染物排放标准（GB 3552-83）》是迄今关于船舶污染防治的唯一标准，但这一标准只针对船舶废污水和垃圾的排放和处置。《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限制和测量方法 （GB 20891-2007）》只涵盖了小型船用柴油发动机（37kW以下），其他类型的船舶仍然缺乏相应的废气排放标准。

尽管国内目前尚缺乏控制船舶废气排放的法规，但相关人士透露，环境保护部环境标准研究所正在制定《船用柴油机大气污染物排放标准》。一些地方政府也已经开始寻找减少港口和船舶空气污染的解决方案。

今年2月，广东省交通运输厅颁布了《广东省绿色港口行动计划（2014-2020）》。这一计划设定了能效和CO2减排目标，确保到2015年，全市有5个或更多的港口成为绿色星级码头；到2020年，100个以上的码头成为绿色星级码头。

“深圳港和广州港已被交通运输部选为全国四个绿色港口试点中的两个。这两个港口将会推动实施包括岸电、LNG拖车及LNG拖船等措施。”冯淑慧告诉记者，广东省交通厅还计划支持深圳港制定港口废气排放清单。

提高油品是当务之急

“提高我国轮船的燃油品质是当务之急。”丁焰指出了这一迫切需要解决的问题。事实上，作为控制船舶废气排放的措施之一，将船用燃料油转换成低硫燃油是目前许多港口的选择。

据了解，美国加州和欧盟都执行了严格的泊岸时换用燃油的规定，强制远洋船停靠码头时使用的燃油含硫量不超过1000ppm（0.1%）。加州的换油规定更为严格，从远洋船驶入距离加州海岸24海里水域范围内开始执行。

目前，全球共建立了4个排放控制区，规定所有远洋船在排放控制区内都要使用含硫量低于10000ppm（1%）的燃油。而这一限值将于2015年1月降低至1000ppm（0.1%）。

在我国，香港是首个执行严格的本地船用低硫油标准（500ppm，或0.05%含硫量）的城市，并将率先强制要求远洋船入港时使用低硫燃料油。

据了解，香港政府于2012年启动了为期3年的一项激励计划以鼓励远洋船在泊岸时使用低硫油，但截至2012年12月，仅有12%的远洋船登记参与这一计划。这些远洋船公司表示，政府补贴只相当于约40%的换油成本。

“香港政府现正在制定一项新法规，用以规定远洋船在泊岸时使用含硫量为5000ppm（0.5%）的燃油，预计在2015年开始实施。”冯淑慧表示，相比2011年的污染物水平，泊岸时强制性转用低硫油估计能将香港的船舶废气中硫、PM10和NOx排放量分别减少14%、6%和0.2%。

而作为首个对新《大气污染防治行动计划》进行响应的省市，深圳市政府去年9月了《深圳大气环境质量提升计划》。计划显示，深圳市将力争在珠三角水域率先创建硫排放控制区，要求远洋船舶在进入近岸24海里范围内及停泊期间，使用含硫量低于0.1%的低硫燃料，并制定低硫燃油补贴政策。

第7篇：工业废气解决方案范文

1.1形势背景

中国改革开放的三十多年间，国民经济发展迅速，GDP增长了15倍，而能源消费也增长了近4倍[1]，单位GDP消耗的主要资源和污染物排放远高于发达国家[2]。越来越大的节能减排和环保压力直接影响到中国的现代化进程，必须探索一条符合中国国情、资源节约型和环境友好型的绿色低碳发展路径。

1.2回收炼厂乙烯资源成套技术的工业应用

炼厂二次加工过程产生大量干气。通常的流化催化裂化装置(FCCU)气体产率为10%~20%；延迟焦化的气体产率一般为8%~10%；催化重整大约生产8%~15%的气体；加氢裂化产气率在8%左右[3]。C2回收装置建设的目的在于提浓这些原本用作燃料使用的气体中的C2及以上组份作为乙烯生产原料，提升资源综合利用水平、降低石油化工生产全流程综合能耗，符合资源节约型的国策。2002年美国德克萨斯贝塘石油化工区建成了世界上第一套炼厂—乙烯一体化的FCC干气乙烯回收系统[4]。2005年燕山石化干气回收乙烯装置投入运行，节省化工轻油12万吨/年[5]。该装置采用燕山石化、四川天一和SEI联合开发的回收炼厂乙烯资源成套技术，于2005年在燕山石化建成投产并于2006年通过中石化鉴定。回收炼厂乙烯资源成套技术包括变压吸附(PSA)、压缩、脱硫脱碳和微量杂质脱除4个工序，前两个工序为有效组分提浓部分、后两个工序为微量杂质净化部分。首先，利用两段变压吸附工艺，除去大部分氢气、甲烷、氮气、一氧化碳等弱吸附组分。一段吸附保证半产品气纯度，二段吸附提高乙烯回收率。富含乙烯、乙烷等C2及以上组分的半产品气经压缩升压后依次送往脱硫脱碳和微量杂志脱除部分进行胺洗、精脱硫、脱氧、碱洗，脱除硫化氢、二氧化碳、氧等有害组分，最终获得符合乙烯装置要求的富乙烯或富乙烷产品气。如图1所示。

1.3首套装置原始设计的不足

作为回收炼厂乙烯资源成套技术的开发装置，燕山石化干气提浓乙烯装置的原始设计和主要设备工程适应性存在不足[6]，主要表现为：(1)冷干机组分液能力不足，尤其当原料干气携带较多的水和较重烃类时，冷干效果较差，除影响PSA部分提浓效果外，还会缩短换剂周期并有可能造成吸附剂破碎；(2)压缩工序未设置精细过滤器且往复式压缩机无备机，上游吸附剂的破碎进而危害到装置的长周期运行；(3)作为PSA工序重要组成部分的抽真空系统中，承担较大负荷比重的罗茨真空泵采用两级串联泵头配双轴伸电机驱动型式，该机型首次应用于此类装置，在工程适应性上表现出一定欠缺，在燕山石化装置中反映出了较高的故障率。(4)真空泵能力配置偏低，在高负荷工况下吸附剂再生不够彻底。(5)吸收塔塔径偏小，高负荷工况下塔顶带液。

1.4应用范围的拓展需求

原料的适应能力是决定技术的生存能力的一个判断指标。回收炼厂乙烯资源成套技术开发之初专门针对催化干气，随着绿色经济、可持续发展观念深入人心，对更广泛的原料干气品种的回收处理提上工程层面，如焦化干气[6]、加氢干气等。相对催化干气而言，焦化干气中烷烃含量高、烯烃含量低，有机硫含量较高，是C2回收装置需要重点探讨的适应对象。

2工程设计的主要改进

继燕山石化之后，采用回收炼厂乙烯资源成套技术的工业装置先后在茂名石化、上海石化、武汉石化、四川石化、天津石化和扬子石化建成投产。十年间，在多套工业装置的工程实践中，工艺流程和工程设计得到不断完善和优化。

2.1冷干系统的优化

原料干气在上游装置经胺洗脱硫后，其水份呈饱和态，经管道输送自然降温析出的游离水会造成变压吸附剂的破碎和粉化，威胁后续气体压缩设备的运行安全。因此，需要设置冷干系统脱除原料中的部分水份。燕山石化干气提浓乙烯装置投运后逐渐暴露出冷干系统分液能力不足，结合后续装置的工程经验，2013年对冷干系统进行改造消除了装置运行瓶颈。冷干系统设计要点：(1)根据原料组成选取合理的冷冻温度；(2)根据凝液量计算分液罐尺寸规格；(3)根据变压吸附剂对目标组分的吸附—脱附特点设定适宜的回热温度。

2.2抽真空设备负荷配比调整

回收炼厂乙烯资源成套技术变压吸附提浓部分设置两段吸附以提高C2及以上组份的回收率，原料处理量20000Nm3/h以上装置的一段吸附采用罗茨真空泵与往复真空泵组合的方式抽真空。通过程控阀切换，在抽真空前期使用抽气量较大的罗茨真空泵、后期则使用往复真空泵保证较高的真空度。乙烯资源回收装置选用的罗茨真空泵为双轴伸电机驱动串联的两级泵头的型式，以适应较大抽气量和较大压比的复合工况。而该机型对于入口压力周期性变化而出口存在恒定背压的工况的适应能力有待进一步增强。根据装置运行实践经验，在装置设计过程中进行了调整罗茨真空泵与往复真空泵符合配比的探索。自燕山石化之后的装置，对处理量30000Nm3/h以上的装置，将往复真空泵单台抽气量能力由600L/s提高至1200L/s以减轻罗茨真空泵负荷、降低抽真空系统故障率。各装置投产后的运行实践表明，负荷配比调整后，罗茨真空泵故障率有所降低。

2.3罗茨真空泵型式改进

燕山石化和茂名石化装置的运行实践表明罗茨真空泵的原始选型在C2-PSA工况下故障率较高，质量难以满足装置长周期运行的要求。经与多家罗茨真空泵制造商交流选择合适的进口罗茨真空泵型式，并在燕山装置改造及后续装置装置上应用，取得了良好的效果。在罗茨真空泵的具体改进意见上，提出如下要求：(1)两级泵头与电机采用整体公用底座，以降低安装水平对泵组长周期安全稳定运行的影响；(2)泵头非驱动端设置止推定位轴承、对弹性联轴器预拉伸量进行准确计算，以降低轴承热变形造成泵组故障的风险；(3)限制级间冷却器和末级冷却器的冷却水温升和确保面积裕量，以保证逆冷效果和二级泵进气温度；(4)设置极限真空保护流程，以避免机组超载。

2.4压缩机入口设置精细过滤器

燕山石化和茂名石化干气提浓装置的压缩机入口总管没有设置精细过滤器，实际运行表明，微量吸附剂粉末会随气流带入后部的压缩机系统，尤其是装置投入运行的初期，造成往复压缩机活塞环磨损严重、气阀阻塞等问题[7]。后续装置工程设计过程中，在压缩机入口总管上设置了精细过滤器，实际运行表明，很好地解决了这个问题，没有再因此影响往复压缩机的运行周期。

2.5压缩配置的完善

对于往复压缩机备用率和装置占地面积之间的矛盾，燕山石化干气提浓乙烯装置置换气压缩机和半产品气压缩机原设计均未配置备用机组，实际运行中由于压缩机故障严重影响了装置的长周期运行。茂名石化干气提浓制乙烯装置采用的解决方案为将出口压力较高的半产品气压缩机备机通过加压方式同时为置换气压缩机备用；武汉石化和上海干气提浓装置则进一步优化采用了将置换气压缩机和半产品气压缩机合为一体，从级间抽出置换气的型式，减少了压缩机台数和占地；燕山石化干气提浓乙烯装置在后来的改造中也采用了同样的方案；天津石化C2回收装置处理能力较大的Ⅱ系列则选用级间抽出置换气的离心压缩机。

2.6原料适应性改进

回收炼厂乙烯资源成套技术传统流程能够适应加氢干气、焦化干气等原料工况。天津石化C2回收装置Ⅱ系列的净化部分选用了抚顺石化研究院的低碳烯烃加氢技术对提浓半产品气进行加氢精制(详见图3)，还可选用四川天一公司的加氢催化剂对焦化干气进行加氢预处理后再并入提浓原料(详见图4)。

2.7针对不同产品需求的工艺调整

图5为乙烯装置流程示意框图。C2回收装置产品气从不同工艺位置进入乙烯流程时，对产品气有不同的质量控制指标。一般，当原料以烯烃含量低而烷烃含量高的焦化干气和加氢干气为主要原料时，优选从裂解系统进入乙烯装置做裂解料；催化干气中烯烃含量较高，此时C2回收装置产品气优选从分离系统进入乙烯装置，根据具体情况可进入裂解气压缩机的三段入口(碱洗塔前)、或四段入口(碱洗塔后)。如从分离系统进入乙烯装置，对H2S含量有较高的要求；而从裂解系统进入时，由于乙烯装置为防止炉管渗碳而需要注硫，对C2回收装置产品气H2S含量要求就要宽松一些。根据C2回收装置产品气进入乙烯流程工艺位置的不同和乙烯装置自身配置的差异，燕山石化、上海石化的装置设有三段碱洗流程，茂名石化装置设一段碱洗，其它装置无碱洗流程。

2.8根据具体工况设置凝液回收系统

当原料干气中重烃(C4、C5)较多和产品气出装置压力较高的情况下，压缩机出口分液罐的凝液量较多，其中含有相当多的C2、C3组分，通过增设凝液回收系统，回收其中的C2、C3产品组分，提高了产品气收率约1~1.5个百分点。

2.9降噪方面

PSA单元因程控阀的周期性开启关闭，气流噪声大。根据我们对燕山、茂名装置运行的实地考察跟踪主要噪声源，并结合工艺过程对系统压降的不同要求，提出了在原设计仅均压管线上设有消音器的基础上，在逆放阀后和逆放缓冲罐内设置管道消音器的方案，该方案实施后效果明显，PSA单元的强噪声得到了明显地消减，改善了现场环境。

3工程设计的发展方向

3.1乙烯资源回收与氢气回收的联合应用

乙烯资源回收装置吸附废气中氢含量在15%~30%(v)范围，具有较高的回收价值。燕山石化为干气提浓乙烯装置吸附废气与炼厂其它含氢废气建设了膜分离装置，对其中氢组份初步提浓，再送往制氢装置PSA系统进一步处理；武汉石化将干气提浓装置吸附废气并入制氢装置原料压缩机入口；金陵石化、天津石化为吸附废气(或与其它含氢废气一起)单独设置PSA装置回收氢气。

3.2探索PSA技术与常温油吸收技术的结合

采用PSA技术回收干气中的C2，具有技术成熟、回收率较高、能耗低、操作条件缓和的优势，但其回收率和产品纯度不是很高，一般情况下，回收率在85%~89%，产品气中甲烷含量在8%~15%(随原料气中甲烷含量高低而变化)。在PSA技术的基础上，为了进一步同时提高回收率和产品纯度，PSA与常温油吸收相结合技术的研究和探索正在进行当中，在理论核算和研究上已取得了一定成果。新的工艺技术，可使回收率提升至90%以上，同时产品中甲烷含量降至5%以下，而且能耗与现有两段PSA法不相上下或仅略有增加。

4结束语

第8篇：工业废气解决方案范文

关键词:智能传感器

1 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,发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测:汽车工业有可能超过IT产业,成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实,汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT 产业的增长。例如,虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右,但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%,中、高档轿车中汽车电子已占30%以上,而且这个比例还在不断地快速增长,预期很快将达到50%。

电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素,汽车(机动车)的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高,都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出:电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是,必须指出的是,除了一些车内音响、视频装备,车用通信、导航系统,以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外,现代汽车电子从所应用的电子元器件(包括传感器、执行器、微电路等)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(智能执行器、智能变送器)。

实际上,汽车电子已经经历了几个发展阶段:从分立电子元器件搭建的电路监测控制,经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统,现在已经进入了采用高速总线(目前至少有5种以上总线已开发使用),统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据,实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。

还可以举一个安全驾驶方面的例子,出于平稳、安全驾驶的需要,仅只针对四个轮子的操控上,除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置(ABS)外,许多轿车,包括国产车,已增设了电子动力分配系统(EBD),ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在,国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统(EBA),该系统在发生紧急情况时,自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度,并判断紧急制动的力度是否足够,如果需要,就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间(例如百万分之一秒级)内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速,进而为每个车轮平衡分配动力,保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”(ETC)系统等。

从以上列举的两个例子可以清楚看到,汽车发展对汽车电子的一些基本要求:

1.1 电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器(+调理电路)+微处理器,然后再通过微处理器(+功率放大电路)+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求,需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路,并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。

1.2 现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制,但汽车车体内的空间有限,构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是,电子控制单元应与受控制部件紧密结合,形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。

1.3 电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例,它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开,但在极大多数时间内气囊是处在待命状态,因此安全气囊的ECU 必须具有自检、自维护能力,不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性,确保动作的“万无一失”。

1.4 汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性,并且,对电子产品而言,大多处于非常恶劣的运行环境中,而且各不相同。诸如工作状态时的高温,静止待命时的低温,高浓度的油蒸汽和活性(毒性)气体,以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此,电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。

1.5 与上述要求同样重要,甚至有时是关键性的条件是,汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产,并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器,它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要,而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产,生产成本较低(几美元至十几或几十美元),所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场,反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。

2 智能传感器:微传感器与集成电路融合的新一代电子器件

微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混,仍然笼统地称之为传感器,或者含糊地归纳为汽车半导体器件,也有将智能传感器(或智能执行器、智能变送器)与微系统、MEMS等都归入了MEMS (微机电系统)名称下的。这里介绍当前一些欧美专着中常用的技术名词的定义和技术内涵。

首先必须说明的是,在绝大多数情况下,本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件:将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器;将电学信号转换成非电学参量输出的执行器;以及既能用作传感器又能用作执行器,其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说,关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器(或执行器、或变送器)的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物,而是基于半导体工艺技术的新一代器件:应用新的工作机制和物化效应,采用与标准半导体工艺兼容的材料,用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。

它由两块芯片组成,一是具有自检测能力的加速度计单元(微加速度传感器),另一块则是微传感器与微处理器(MCU)间的接口电路和MCU。这是一种较早期(1996年前后)的,但已相当实用的器件,可用于汽车的自动制动和悬挂系统中,并且因微加速度计具有自检能力,还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到,微传感器的优势不仅是体积的缩小,更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指出的是,采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说,单芯片的解决方案显然更可取,生产成本更低,应用价值更高。

智能传感器(Smart Sensor)、智能执行器和智能变送器-微传感器(或微执行器,或微变送器)和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件(例如上述的微加速度计的单芯片解决方案)。因此智能传感器具有一定的仿生能力,如模糊逻辑运算、主动鉴别环境,自动调整和补偿适应环境的能力, 自诊断、自维护等。显然,出于规模生产和降低生产成本的要求,智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前,或流程中,或工艺完成后增加一些特殊需要的工序,但也不应太多。

在一个封装中,把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器(SAR)、微处理器(摩托罗拉69HC08)、存储器和串行接口 (SPI)等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成 CMOS 电路工艺流程之前,亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟,已广泛用于汽车(机动车)所需的各式各样的压力测量和控制单元中,诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广,不局限于汽车工业。目前,生产智能压力传感器的厂商已不少,市售商品的品种也很多,已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小,随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少,但功能和性能却越来越强,而且生产成本降低很快。

顺便需要说说的是,在一些中文资料中,尤其是一些产品宣传性材料中,笼统地将Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor(或device)都称之为智能传感器,但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为,Smart(智能型)传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然,知识型的内涵也在不断进化,但那些只能简单响应环境变化,作一些相应补偿、调整工作状态的,特别是不需要集成处理器的器件,其知识等级太低,一般不应归入智能器件范畴。

相信大多数读者能经常接触到的,最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况,因为CCD 阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱,必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的,在中、高档长焦距(IOX)光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统,特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪,通过它监测机身的抖动,并换算成镜头的各轴向位移量,进而驱动镜头中可变角度透镜的移动,使光学系统的折射光路保持稳定。

微系统(Microsystem)和MEMS(微机电系统)-由微传感器、微电子学电路(信号处理、控制电路、通信接品等)和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。

MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显,MEMS 的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程,也即采用常规标准的CMOS 工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法,其中也包括微机械结构件的制作。

微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器,智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS,MEMS 的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令,进而能独立、正确动作的微机械(Micromachines)。现在,开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少,涵盖各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。

第9篇：工业废气解决方案范文

第一，作为第三次工业革命立意的核心——分布式能源的推广和发展，在中国还需要相当漫长的道路要走，因为当下集中式的发电和能源的集中管理，依旧是中国能源领域里最重要的模式。中国今天虽然也是全球的风电设备和太阳能设备制造大国，但是这些清洁能源在中国的上网率和使用率依旧很低，其主要原因就是集中式用电方式对分布式用电方式的排斥。但是在分布式能源迅速发展的欧洲，比如，丹麦、荷兰、芬兰等国的分布式能源的发电量已经分别占到国内总发电量的2％、38％和36％；以德国为代表的工业大国，也不遗余力地推动着分布式能源对传统能源的替代。只有当分布式能源的采纳成为社会的主流，分布式能源与互联网结合才能真正派上用场。这无疑是对传统能源模式的根本性变革。

分布式能源的使用对改变人类能源使用格局，减少二氧化碳和温室气体排放，无疑有着极其重要的作用。在中国，我们是否可以找到一条快速切入的路径呢？我认为答案是有的：国家发改委公布的在“十二五”期间于全国试行的分布式天然气发电，就是迈出了积极探索的第一步；其次，如果我们能够大力椎广微电网技术，也就是允许分布式能源实现小区范围的经济调度，或者对企业余热和废气燃气的使用，在微网侧实现管理的话，这也将是分布式能源非常有益的尝试。因为这样的分布式能源系统不仅需要电源，还需要储能系统，以及完成电力运输的交流或直流的微电网，为了使它既可以独立运行也能并网上网，需要需求侧的电网自动化管理。

近来，随着太阳能光伏企业在中国的大量倒闭，国家已经出台了相关政策，鼓励太阳能光伏电站的并网。如果有企业能够帮助小微型太阳能发电设施实现微网的运行，作为常规能源的替代和补充，尤其是在边远地区，其经济意义和技术意义会来得更加深远。在这方面，中国的太阳能及风电企业家们应该打破传统上千军万马并网上网的思维，积极开发相应的信息技术，在微网一侧实现真正的分布式能源的使用。可以说这样的市场时机已经到来了，这样的技术储备也早已经有了，需要的只是企业家们的决心和突破常规思维的魄力。

第二，谈第三次工业革命的能源管理，不得不提到传统企业的能源效率问题，也就是能效管理技术的提升。今天，大量中国企业能效管理依旧被视作若干设备的升级改造，系统级的能效管理的概念还远远没有建立。也正因为这样，中国那些耗能大户，比如钢铁、化工、有色冶炼企业，能效管理水平在全球范围内依旧处于比较落后的状态。

我曾经倡议一些企业家们发起建立中国的能效云管理，并且可以以GE在能源领域的丰富经验和创_新参与其中，这其中的产业空间极其巨大。但对于能效云管理，要做的基础工作非常之多，首先要做好能源管理，需要跟踪目标企业的能耗使用，建立相应的数据库，这样的工作至少需要两年以上，才能积累有价值的可供分析和改进的系统数据。

这一领域是一个典型的跨行业、多技术综合的范畴，只有那些拥有多样技术储备和持续投资决心的企业才能承担得起大规模的能效管理工作。，但是，针对某个行业、或某个企业的能效管理工作还是很容易实现的。这里面存在一个巨大的鸿沟，就是传统工业知识和信息产业知识的结合，也是两类人才知识的交互和结合。在这方面可以说跨界人才在当今的中国极其稀缺，培养能够通晓工业工艺和先进的信息产业、信息技术的人才是使得这种方案得以成功部署和实施的关键所在。也正因为这样，建立能效云恰恰是解决当前人才瓶颈和技术壁垒的一个关键措施，它可以使基于云计算的信息处理技术被多个企业乃至于多个行业共同分享，而将技术注意力集中在标准的建立，标杆模式的采纳和推广、以及能效改进方案的实施上。

第三个巨大的鸿沟，实际上是一个老生常谈的问题，就是我们常常谈到的工业和信息化的深度融合。在当今的中国企业中，工业化和信息化的融合依旧集中在管理信息化的层面。在工业自动化、生产自动化，以及对使用信息手段提升产品技术含量等诸多领域，本土企业仍然处于较初级的阶段。事实上在这个领域的技术差距，中国本土企业与全球先进企业之间的差距并没有缩小，甚至有逐渐拉大的趋势。

以汽车行业为例，未来的汽车产业已经被贴上了互联网汽车的标签，因此即便像通用汽车这样的老牌公司，也迫不及待地开始大批招募软件技术人才，希望能加入未来互联网汽车与苹果、谷歌和微软的竞争中。

道理很简单，汽车制造曾经依赖于大规模定制、高度柔性的生产系统，但是未来的汽车乃至汽车部件会变成传统部件加传感器、以及与互联网高度融合的智能化系统，从而使得汽车成为彻头彻尾的互联网设备。这一变化了的行业布局，有没有被中国的整车厂和汽车部件厂所意识到呢？包括德尔福在内的汽车部件制造商已经开始在各种元器件中部署智能化芯片，从汽车安全，以及改善驾驶员分神系统入手，提升部件的智能化程度。这一趋势将是不可逆转的，而且整个行业变革的速度会越来越快。

除此之外，即便是在销售客户管理等曾经是信息产业非常成熟的传统领域，随着移动互联网的迅速普及，其工作方式和产业格局也在发生着根本的变化。举例来说，今天的工业企业销售人员还需要带着大量纸质资料去给客户做推广介绍吗？一些大型设备、复杂系统的性能计算、指标计算，还需要后台技术人员花费大量时间才能够带给客户吗？完全不需要了，因为移动互联网强大的终端模式已经完全能够解决以上的问题，而且变得更加有效率，更加精准。