歐美工業(yè)直飛中國hydac KHP-10-1214-04
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CLV432條碼辨讀器，可靠條碼讀取率隨著我國經濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平來高，對食品安全的關注度也隨之提高。食品不安全事件的不斷發(fā)生加快了食品安全檢測技術的發(fā)展。生物傳感器作為新的檢測技術之一，是一種以生物活性單元為敏感元件，結合化學、物理轉換元件，對被分析物具有高度選擇性的儀器，具有靈敏度高、檢測速度快、成本低等優(yōu)點。本文在概述生物傳感器的基礎上，具體分析了生物傳感器是如何在食品安全中檢測的，后展望了未來生物傳感器的特點。希望對促進食品安全檢測技術的發(fā)展和保證食品質量安全提供一定的借鑒。
1.1、生物傳感器的含義
生物傳感器(Biosensor)是以固定化生物活性物質(酶、蛋白質、微生物、DNA及生物膜等)做敏感元件與適當的物理或化學換能器有機結合而組成的一種*進分析檢測技術，由生物識別元件和信號轉換器組成，能夠選擇性地對樣品中的待測物發(fā)出響應，通過生物識別系統(tǒng)和電化學或其他傳感器把待測物質的濃度轉為電信號，根據電信號小定量測出待測物質的濃度。
生物傳感器有很多中，根據不同的標準可以分為不同的類型。根據生物活性物質，生物傳感器可以分為酶傳感器、免疫傳感器、DNA傳感器、組織傳感器和微生物傳感器等;根據檢測原理，生物傳感器可分光學生物傳感器、電化學生物傳感器及壓電生物傳感器等;按照生物敏感物質相互作用，可分為親和型和代謝型兩種;此外，還可根據所監(jiān)測的物理量、化學量或生物量而命名為熱傳感器、光傳感器、胰島素傳感器等。
1.2、生物傳感器的特點
生物傳感器與其他傳感器的區(qū)別在于生物傳感器的信號檢測以生物活性物質作為敏感元件，具有特異識別分子的能力。與傳統(tǒng)的分析方法相比，這種新的檢測裝置具備以下特點
經濟、簡便一般不需要進行樣品預處理，測定時一般不需要另外添加其他試劑;
體積小便于攜帶，可實驗連續(xù)在線檢測和現場檢測;
操作系統(tǒng)比較簡單，容易實現自動分析，準度高;
通常不需進行樣品的預處理，可將樣品中被測組分的分離和檢測統(tǒng)一為一體，使整個測定過程簡便迅速，容易實現自動分析;
2、生物傳感器在食品安全檢測中的具體應用
2.1、生物傳感器在農藥殘留檢測中的應用
隨著病蟲害的增加，農藥成為保證蔬菜等順利生長。但是，農藥的過度使用使食品、農產品中的農藥殘留量超標，成為危害食品安全的重要因素之一，嚴重危害著使用者的身體健康。生物傳感器利用農藥對目標酶活性的抑制作用研制的膽堿酯酶傳感器，以及利用農藥與特異性抗體結合反應研制的免疫傳感器，在食品農藥殘留檢測中得到了廣泛的研究。應用于農藥獸藥殘留檢測的傳感器常用的是酶傳感器。單酶傳感器只能測定數目有限的環(huán)境污染物，所以可通過一個生物傳感器上偶聯幾種酶促反應來增加可測分析物的數目。
2.2、生物傳感器在分析食品基本成分中的應用
生物傳感器可以實現對多數食品基本成分進行快速分析，包括蛋白質、氨基酸、糖類、有機酸、酚類、維生素、礦質元素、膽固醇等。采用亞硫酸鹽光纖生物傳感器可測定果蔬中亞硫酸鹽的含量;利用氨基酸氧化酶傳感器可測定各種氨基酸(包括谷氨酸、L廣天冬氨酸、L精氨酸等十幾種氨基酸);酶電極型生物傳感器可用來分析白酒蘋果汁果醬和蜂蜜中的葡萄糖等;通過雙電極的差分方法由生物傳感器自動分析原先測定不出來的項目，包括尿素谷氨酰胺淀粉蔗糖乳糖麥芽糖等。
2.3、生物傳感器在分析食品添加劑中的應用
現在，一些廠商為了追求食品的美味達到吸引顧客的目的就量地添加食品添加劑。添加劑有些是危害身體的，所以對食品添加劑的分析很重要。
亞硫酸鹽通常被用作食品工業(yè)的漂白劑和防腐劑，采用亞硫酸鹽氧化酶為敏感材料制成的電流型二氧化硫酶電極可用于測定食品中的亞硫酸含量。此外，也有些生物傳感器可用于測定色素和乳化劑食品的新鮮度是衡量食品是否安全的因素之一，有的食品一旦失去了新鮮度，生物成分就會轉化為對人們身體有害的物質，所以要加強食品新鮮度的測定。
生物傳感器作為食品鮮度評價的工具使對食物新鮮度的評價由主觀變化客觀，由定性走向定量。目前這方面的研究和應用主要集中在肉類鮮度的評定。食物的過程都伴隨著產生特定的化學物質，如微生物總數增加、生成胺類、核苷酸降解等，所以根據測定對象的不同可采用不同類型的生物傳感器。Volpe等曾以黃嘌噙氧化酶為生物敏感材料，結合過氧化氫電極，通過測定魚降解過程中產生的一磷酸肌苷、肌苷的濃度。
3、未來生物傳感器的發(fā)展趨勢
食品安全來重要，對檢測食品安全的技術研究會得到不斷的深入。生物傳感器從20世紀60年代中期開始研發(fā)，現在已經經歷三代，但現在的生物傳感器還具有敏感膜上生物分子的固定量以及固定分子的活性很難控制，導致傳感器使用的一致性、可靠性差，測量精密度低;生物分子的活性保持受許多因素影響，導致傳感器使用壽命不長等缺點。通過科學家們的研究預測，未來的生物傳感器將具有以下特點
智能化與集成化。未來的生物傳感器將與計算機緊密結合，自動采集數據處理數據。同時，芯片技術將進入傳感器域，實現檢測系統(tǒng)的集成化一體化。
低成本、高靈敏度、高穩(wěn)定性和高壽命。生物傳感器技術的不斷進步必然要求不斷降低產品成本，提高靈敏度穩(wěn)定性和延長壽命這些特性的改善也會加速生物傳感器場化商品化的進程。
4、小結
通過以上的分析可知，生物傳感器以其*的優(yōu)勢在食品安全檢測的各方面中都得到了廣泛的應用。盡管當前的生物傳感器還受到穩(wěn)定性、重現性和使用壽命的限制，加之食品成分多且含量差異等問題，使得生物傳感器在食品安全檢測中實現商品化的進程受到制約。但是，我們相信隨著生物學、信息學、材料學和微電子學的飛速發(fā)展，微型化、多功能化、智能化和集成化，開發(fā)新一代低成本、高靈敏度、高穩(wěn)定性和高壽命的生物傳感器將會應用到食品安全檢測中來人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。但是在很多現實活動中，僅靠人們自身的感覺器官是遠遠不夠的。因此，傳感器應運而生，并廣泛應用于各個行業(yè)。飛機制造是傳感器應用非常廣泛的一個域，本文將介紹傳感器在飛機制造域的各個應用。
今年飛機事故頻發(fā)，讓小編著實擔憂，其中一起事故讓小編感到有驚無險一架由曼谷飛往香港的國泰747客機，因制動系統(tǒng)發(fā)生故障，要求緊急降落，客機其后安全著陸，320名乘客和機組人員安然無恙?？蜋C安全降落后，工程人員隨即進行檢驗，發(fā)現是系統(tǒng)傳感器發(fā)生故障。
看到這則新聞后，小編對飛機上的各類傳感器產生了極的興趣。一個小小的傳感器故障就能對乘客生命安全產生威脅，迫使客機緊急迫降，可見其作用是不可小覷的。下面是在飛機制造中，各式傳感器的應用解析。光纖光柵傳感器監(jiān)測飛機飛行數據
光纖光柵傳感器作為一種新型傳感器，是將傳感器制作在“頭發(fā)絲”粗細的光纖內部，以實現應變、溫度、壓力、加速度等多種物理參量的測量，它可以耐受高電壓、抗電磁干擾，也可以埋入結構機體的內部，多用于在線監(jiān)測，如橋梁、壩、油庫、鐵路等。
飛機作為一種高速飛行、使用環(huán)境嚴酷、結構精致復雜的裝備，如何實現飛機結構的安全監(jiān)測，一直是性的難題。而光纖光柵傳感器則解決了這個難題。
利用光纖光柵傳感器，既可以通過數據對異常狀況進行安全預警，通過數據積累實現長期的健康判斷和壽命預測，也可以為飛機機翼的變形提供數據支持，使飛行更加安全、更加智能。
目前國內已經有研發(fā)團隊開發(fā)出更加小型化、便于分布安裝的光纖傳感系統(tǒng)，使光纖光柵傳感器不僅在飛機上，在鐵路、風電及艦船等監(jiān)測方面也開始走向更范圍應用。
傾角傳感器測量飛機飛行角度
傾角傳感器的優(yōu)勢就是可以直接輸出角度等傾斜數據，可以用來顯示客機的俯仰角度姿態(tài)和側滾角度姿態(tài)。
飛機有一個重要儀表叫做姿態(tài)指引儀，這個儀器需要一個非常重要的電子器件就是傾角傳感器。傾角傳感器通常安裝在硬度非常好的客機的機翼上，當客機在起飛的時候，傾角傳感器可以實時的把客機當前的起飛俯仰角度測量出來，并可以通過數字或者模擬量的信號傳輸到客機的飛行儀表的綜合顯示系統(tǒng)。
在客機正常飛行的時候，傾角傳感器可以實時的把客機當前的飛行俯仰角度和側滾角度測量出來，并把傾角信號傳輸到顯示系統(tǒng)，使得機長或者副駕駛能夠實時的了解客機當前的飛行姿態(tài)，提高了客機飛行的安全性。
壓力傳感器保證氣數據
隨著現代飛機對氣數據信息的數量和其精度要求的不斷提高，使得在飛機上廣泛采用氣數據計算機來測量各種氣數據信息，其基本的信息是飛行高度、指示空速、真空數、M數、氣溫度和密度六個，其余信息皆由這6個信息演變而來。
可以發(fā)現，這6個信息又依靠全壓、靜壓、總溫和攻角四個原始參數解算而來。
準地測量這些原始參數，對保證氣數據計算機精、可靠地工作是十分重要的，這對測量全壓和靜壓的壓力傳感器要求也具有高重復性、穩(wěn)定性和高精度性。
壓力傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。如壓力式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點，應用在飛機的振動和沖擊測量中。壓力傳感器也可以用來測量飛機發(fā)動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。
高度傳感器測量飛機飛行高度
高度計是飛機飛行器中重要的傳感器，對于飛行器的安全飛行與自主控制具有十分重要的作用。這里以直升機為例。直升機的垂向控制是通過控制主旋翼的升力而實現的，垂向控制的高度信息和垂向速度信息就來自于高度傳感器，記錄下地面的氣壓，和直升機的飛行時氣壓值進行比較，由于飛的高壓力低，通過兩者之間的差就能計算出直升機當前的高度。
通過高度的變化，就可以計算出垂向的速度。但一旦高度傳感器出現故障，無人直升機的垂向控制系統(tǒng)就會出現問題，導致嚴重的事故。如果說一輛普通汽車上有幾百只傳感器，那么飛機上則有幾千甚至上萬個傳感器來保證飛機的安全運行。
除了上述舉的例子外，飛機上的傳感器應用還有溫度傳感器測量飛機發(fā)動機的溫度，溫濕度傳感器測量飛機室內的溫濕度，油位傳感器測量飛機內的油位，加速度傳感器和速度傳感器測量飛機飛行的加速度和速度，煙霧傳感器來進行煙霧報警，超聲波傳感器來監(jiān)控飛機的位置，還有慣性傳感器等等。
飛機上的傳感器多不勝數，每個傳感器都在它們的崗位上默默的奉獻著，沒有重要與不重要的區(qū)別，它們都是保證飛機安全飛行的保證。在現代工業(yè)生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態(tài)或狀態(tài)，并使產品達到好的質量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現代化生產也就失去了基礎。
除了飛機制造域，傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調查、醫(yī)學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之廣泛的域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。位于捷克的Provys公司是汽車工業(yè)及電子技術工業(yè)的自動化機械設備的家。Provys公司接了客戶的委托以開發(fā)出用于檢測各式各樣塑膠零件的視覺影像檢查機，例如: 汽車上的鑰匙蓋，也就是一個范圍且多樣檢測點的檢測。在這臺設備上必須能做到8組不同零件的檢測，而每種零件多達20個檢測點。另外被測物零件及所處的背景都是黑色，更加重了視覺感測的挑戰(zhàn)。另外，對每一個零件的檢測結果，都必須數據化，并以檔案的方式各別儲存，以利品質的控管。
解決方案
整合定位編碼器的3D智慧型影像感測技術的自動化塑膠零件品質控管檢測設備
Provyss公司在本案采用了3D智慧型影像感測技術的 IVC-3D視覺傳感器，并配合線性馬達，以移動的方式及整合線性激光光學模組將被測零件做全面積的掃描，同時搭配高解析的DRS60增量型定位編碼器以取得高精密的3D外型輪廓，因此不受到被測零件表面色差的影響。由于IVC-3D視覺傳感器及DRS60增量型傳感器都屬于可程式規(guī)劃型，Provys公司的這臺設備具備了高彈性，得以依被測零件的需求隨時調整參數。
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