关于工业传感器你应该知道的5件事

能源转型首先要衡量人类活动对环境的影响。为了收集这样的测量数据，你需要传感器。

就像人类皮肤上的传感器向大脑发送脉冲以感知冷热一样，在机器中，电流的变化被感知并用于分析物理状况。

传感器是一种检测环境变化并作出反应的设备。简而言之，传感器将诸如热、光、声音、压力、辐射或运动等刺激转换为电信号。这些信号通过一个接口传递，该接口将信号转换成二进制代码并将其传输到计算机进行处理。为了更好地理解工业传感器在当今能源技术中的重要作用，您应该了解以下5件事:

1.传感器无处不在

压力传感器是飞机、火车和汽车上的关键部件，你甚至可以在笔记本电脑、智能手机和咖啡机中找到它们。问问气象学家，如果没有压力传感器，他们将如何预测天气?工业压力传感器广泛应用于石油和天然气能源应用、制造装配线、科学实验室、制药等领域。压力测量技术的设计目的是在最恶劣的环境中提供高可靠性和准确性。

工业传感器也用于任何需要测量液体或气体、湿度、氧气或排放的地方，如发电、水和废水。餐饮石油和天然气、化工、制药和钢铁生产。在法规和改善环境景观的企业责任之间，公司发现可靠的传感器技术可以缓解控制工程师的压力，使他们能够集中时间用可靠的数据和见解维护安全的环境。

最后，传感器在核电站、主要航运港口、材料研究设施以及燃气和燃油涡轮机等场所的辐射测量中发挥着至关重要的作用。

针对石油、天然气或地热能钻井应用，传感器通过伽玛和中子辐射传感器确定一个位置的地球物理和岩石物理，帮助我们了解如何最佳地定位井。这些传感器有助于确定岩石类型，以及岩石中是否含有石油、天然气或水。这些钻井应用通常还使用重力和磁场传感器来精确定位钻柱在地下相对于地球磁场和引力场的位置(可以将其视为地下GPS)。

中子传感器的应用非常广泛。在核电中，中子传感器被用来确定反应堆的功率水平，以保证安全启动、运行和关闭。在燃气轮机应用中，UV传感器被用作监督组件，用于在喷射燃料之前检测火焰的存在，以防止爆炸。

所有这些测量方法的共同之处在于它们都是看不见的但对整个系统和行业的运作和优化至关重要。

2.传感器是高科技的

制造传感器的原材料从铝等常见材料到铑等稀有金属都有。主要的挑战是如何将这些原材料转化为传感器。这需要最先进的设备和为智能传感器行业使用完善流程的专家．贝克休斯的一些传感器专家已经在公司工作了40多年，通过传感器技术的进步解决了许多行业问题。

举个例子，Druck是贝克休斯的公司和压力测量专家，制造硅传感器。公司购买原始硅片，经过300多道工序，在公司最先进的洁净室中转化为传感元件。一些工艺包括微加工和蚀刻。生产更复杂的元素可能需要长达12个月的时间。

路透社-斯托克斯，贝克休斯的另一个业务该公司开发了一种传感器，使用特殊配方的铀混合物来测量核电站的高中子通量。氦-3气体是一种非常专业的商品，已被开发用于测量低通量中子辐射。他们还使用无机盐，可以用作测量伽马辐射的闪烁体。

许多用于传感器制造的特殊材料都需要控制:例如，铀混合物将需要辐射安全程序，这对成功至关重要。无机盐吸收水分，这意味着在干燥的房间环境中操作，以控制污染风险是必须的。

特殊材料从实际的传感元件延伸到支撑机械结构。例如，如果一个传感器需要在反应堆堆芯中放置7年，则必须仔细选择传感器外壳的建造材料，以最大限度地减少激活，并使处置的危险降低。这通常是通过控制用于房屋建筑的不锈钢中的钴含量来实现的。

辐射也会对建筑材料造成损害，这可以通过仔细选择晶粒结构和应用专门的热处理型材来最大限度地减少。

加固的专业性和原材料一样重要。通常，工业传感器工作在非常恶劣的环境中，在核电站的核心有非常高的温度，高振动，冲击和地震载荷。传感器需要在极端条件下继续工作，类似于日本海啸所发生的情况。

同样，在钻井应用中用于伽马探测的无机晶体非常脆弱。这需要一个坚固的悬浮系统来保护晶体在钻井过程中遇到的振动、冲击和热。同样，用于钻井的中子探测器需要特殊的技术来保护阳极线(比头发丝还细)在振动下不断裂。

除了材料的选择，某些设计的本质意味着非常低的信号，这就非常强调信噪比。这意味着通过降低污染物来消除信号泄漏路径，这通常需要使用洁净室。

此外，信号传输电缆必须采用特殊设计，具有非常高的绝缘电阻，以便在非常长的距离上传输非常低的信号，在此过程中存在很大的干扰潜力。

3.传感器可以帮助世界实现净零目标

传感器可以帮助测量，从而改善燃油效率．例如，Druck 'sTERPS传感技术其精度最高的装置，可以控制燃气轮机燃料系统的压力，这有助于更准确地调节燃料供应，这提供了更高的效率，因为涡轮机可以控制到更高的运行参数水平。

井下传感器可以帮助优化新井的位置．通过钻更少的井，特定油田的钻井项目也随之缩小，从而减少了作业的整体碳足迹。此外，井可以钻快传感器可以承受高温高压，因此缩短了钻井所需的时间，减少了每口井的影响。

传感元件也可以应用于泄漏检测。传感器可以检测变压器的泄漏，以防止化学物质泄漏到环境中。安装流量计进行泄漏检测在基础设施方面，比如配水可以监测效率和减少浪费，最大限度地提供水供应。石油和天然气管道维护和完整性计划的管理得益于安装的检测设备要么磁性或超声波传感器，能够测量管壁的腐蚀和开裂威胁。这也降低了泄漏到环境中的风险。

火炬管理技术现在可以使用传感器，精确测量可以减少排放。使用由Panametrics也是贝克休斯的一部分，油气运营商可以获取有关火炬系统的关键信息，包括温度、压力、排气速度和气体成分，以计算火炬性能的最佳水平，并确保98%+的高效火炬燃烧。的耀斑。智商technology可以减少的排放量相当于从我们的道路上减少34000辆汽车从一个典型的石油和天然气炼油厂，每天生产50万桶，燃烧效率为70%。

4.传感器保持机器连接

数字世界是二进制的，由1和0组成。为了将我们的模拟世界数字化，我们需要从一个转换这些信号的设备开始。这个基本设备就是传感器，一旦传感器的数据被处理，无论它在哪里，这都是迈向数字化工业的第一步。

例如，对传感器的需求越来越大，而不仅仅是测量压力，所以现在开发的新技术可以同时测量压力和温度。在他们的数字化之旅中，一些运营商可能希望从一个传感器获得尽可能多的信息，以获得基本的读数并从中推断数据。

或者其他人可能希望从整个系统中收集所有可用的数据。在这种情况下，他们的产品或他们的IP就是多个传感器收集的数据所分析的信息。例如，顾问需要查看水库的水深、降雨量和降雪数据来预测城市的防洪能力。所有这些都是根据压力读数计算出来的，然后他们就可以设计一个复杂的算法，设计一个模型来保证城市免受洪水的威胁。他们需要大量来自传感器的数据，以使他们的产品尽可能准确，并最终挽救生命。

无论客户想要怎样的数据，无论是简单的模拟信号还是复杂的数字协议，工业传感器技术都需要能够支持这两者。

5.未来能源技术的传感器

对于下一代超声波流量计换能器，研发团队现在正在使用3D打印来创建复杂的形状，这在以前用传统的加工和制造方法是不可实现的。

因此，使用这种换能器的信号质量显著提高，因为传输光束的信号形状通过打印部件得到增强。这意味着该技术将适用于更苛刻的氢和CO应用₂例如，作为组件的测量需要在这些环境中更加健壮，这是能源转型成功的关键因素。

在氢经济中，从成本和安全角度来看，泄漏是不可接受的。氢是一种昂贵的高能燃料。现有的泄漏检测传感器正在进行调整，新的传感器正在开发中，以承受氢气条件，并在生产、传输或存储期间提供准确的测量。

在现有的传感器上做更多的工作，无论是额外的测量还是更精确的测量，都将提高前面讨论过的效率。

现有的传感器技术也正在进行测试和调整，以便将来用于开发地热和核能应用。