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生物医学传感器的四个发展动向有哪些?

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2014-06-12 15:30【

随着科学技术的交叉发展、相互渗透,对传感器的质量、品种和数貴提出了新的要求。那么,生物医学传感器的四个发展动向有哪些?下面我们就一起来看一下。

一、发展多功能传感器

以前一个传感器只能把单一的被测量转换成电信号,新型传感器可利用一个传感器同时检测几种被测量并分别转换成相应的电信号。例如,一种多功能传感器,它可以同时检测气体的温度和湿度。这种传感器是在钙钛矿上填加对湿度敏感的(尖晶石)的复合多孔质烧结体作为传感元件。温度变化引起传感器电容量的变化,湿度变化引起传感器电阻的变化。因此传感器的电阻值和电容量的变化,分别表示气体温度和湿度的变化置。

多功能化的另一层含义是将传感器与其他功能复合(如温度补偿、信号处 理、执行器等功能)。

二、发展图像传感器

在大多数锖况下一个敏感元件只能获取一个点的信息,这是很不够的,许多应用场合要求传感器传感一个被测源所发出的全部信息,亦即要求传“像”。如红外成像技术要求传感器传感热图像,超声成像技术要求传感器传感声图像,X线成像技术要求传感光图像。因此,要求传感器能将物体具有二维、三维或四维 (包含时序)的图像转换成电信号,这就是所谓的“图像传感器”。目前固体图像传感器发展突出,正取代摄像管。它具有体积小、重量轻、寿命长、分辨率髙、功耗低、残留图像少、图像不变形、不易受电磁干扰、信号易于处理等优点。

三、发展智能传感器

电子计算机与传感器的有机结合,构成了智能传感器的基本框架。智能传感器不仅把传感和信号预处理结合为一体,使之与后处理的微型计箅机兼容,而且为利用现代信号处理方法提高对信号的判断能力和开辟新的应用领域创造了条件。智能传感器不仅能完成传感和信号处理任务,而且还有自诊断、自恢复及自适应功能。智能传感器可使信号在敏感元件附近就能进行局部处理,从而减 轻了和传输线路的负担,提髙了效率。智能传感器不存在非线性的缺点。 相反,当传感器具有较宽的动态范围或在某一区域具有较离灵敏度时,这神非线性不仅无关紧要,而且可以变成有利的因素。

四、发展化学传感器和生物传感器

由于科学技术不断深入发展,除了以物理量为检测参数的物理传感器以外, 又出现了以化学物质成分为检测参数的化学传感器,现有的化学传感器主要是利用敏感材料与被测物质中分子、离子相互接触时引起材料表面电势、电极电势、表面化学反应直挨或间接地转换为电信号。目前的化学传感器有半导体淘瓷传感器、电化学传感器、半导体场效应化学传感器等。但是这些化学传感器的测量对象限于低分子物质,很难有选择地检测复杂的有机物以至高分子物质。 近30年来,由于生物医学工程的迅速发展,出现了检测生物体内高分子化学成分的生物传感器。已经研制出的生物传感器有酶传感器、组织传感器、微生物传感器、免疫传感器、酶热敏电阻、发光酶传感器等。这些传感器将有力地促进医学基础研究、临床诊断和环境医学的发展。

随着科学技术的交叉发展、相互渗透,对传感器的质量、品种和数貴提出了新的要求。因此,必须从新原理、新材料以及新加工技术等三方面寻找途径才能研究出新型传感器。