Senzory pro dům a domácnost • • • • • • • • • • • •
Zabezpečení proti krádeži Požární zabezpečení Monitorování stavu budovy Topení, větrání a klimatizace Počasí Osvětlení Měření spotřeby médií Výtahy Bazény Domácí spotřebiče Přenosné přístroje Zahrada
Monitorování stavu budovy
termokamera
Topení, větrání a klimatizace
teplota
Rychost proudění vzduchu
komfort
Vlhkost Kvalita vzduchu (chemické složení) Teplota a průtok vody
Počasí
sluneční záření
• Teplota • vlhkost vzduchu • rychlost a směr větru • tlak
Měření spotřeby médií
teplo
plyn
voda
Výtahy • • • • • •
Akcelerometr Inklinoměr Síla (hmotnost nákladu) Teplota Detektor kouře vibrace
Bazény
pH
Teplota, pH, průtok chlor
Domácí spotřebiče
Turbidita (čistota vody po máchání) Akcelerometry pro měření vibrací při odstřeďování
Přenosné přístroje • • • • • •
Teploměr Barometr GPS Kompas Obrazové senzory mikrofony
10 mm
Zahrada
Kapacitní senzor vlhkosti půdy
déšť
Bezpečnostní rizika • Terorizmus a zločin • Mezinárodní agrese • Přírodní pohromy (tsunami, zemětřesení, půdní sesuvy a laviny) • Dopravní nehody • Požáry (včetně požárů lesních) • Pracovní nehody a úrazy • Úrazy v domácnostech jako úraz elektrickým proudem nebo otrava plynem • Sportovní úrazy a náhlá úmrtí
Bezpečnostní aplikace senzorů
• • • •
Požární ochrana Bezpečnost obyvatelstva Vojenské systémy Ochrana zdraví obyvatelstva
Bezpečnostní aplikace senzorů
• Požární ochrana – v budovách – v otevřených prostorech – v dopravních prostředcích a tunelech • Bezpečnost obyvatelstva • Vojenské systémy • Ochrana zdraví obyvatelstva
Bezpečnostní aplikace senzorů
• •
• •
Požární ochrana Bezpečnost obyvatelstva – Bezpečnost konstrukcí budov mostů a jiných objektů – Systémy včasného varování proti přírodním katastrofám – Protiteroristická opatření – Detekce toxických látek a výbušnin ve vzduchu a ve vodě – Detekce výbušnin a min – Pracovní bezpečnost – Ochrana hranic a vstupní systémy Vojenské systémy Ochrana zdraví obyvatelstva
Bezpečnostní aplikace senzorů
• Požární ochrana • Bezpečnost obyvatelstva • Vojenské systémy – Systémy rozpoznávání osob a vozidel (radar nebo IR) – Biometrické senzory – Detekce vetřelců – Minohledačky a detekce nevybuchlé munice (UXO unexploded ordnance) • Ochrana zdraví obyvatelstva
Bezpečnostní aplikace senzorů
• • • •
Požární ochrana Bezpečnost obyvatelstva Vojenské systémy Ochrana zdraví obyvatelstva – Monitory životních funkcí – Diagnostika
Požadavky na senzory • • • • • •
spolehlivost citlivost (vysoká pravděpodobnost detekce) selektivita (detekce konkrétního podnětu) odolnost proti přetížení odolnost proti úmyslnému poškození schopnost adaptace (např. Vzhledem k proměnnému pozadí užitečného signálu) • funkce autotestu • odolnost proti vlivům prostředí • cena (není důležitá pro vojenské aplikace ale je kritická pro domácnosti a běžné spotřebitele
Požární detektory • • • • • •
IONIZAČNÍ DETEKTOR KOUŘE OPTICKÝ DETEKTOR KOUŘE - rozptyl světla TEPLOTNÍ DETEKTOR OHNĚ – monitoruje teplotu a její růst Detektory záření (UV a IR) Optický vláknový senzor – monitorování teploty v tunelech – reflektometrie Senzory CO - elektrochemické
IONIZAČNÍ DETEKTOR KOUŘE Malý radioaktivní zdroj, nejčastěji 241Am, ionizuje vzduch uvnitř komory otevřené okolnímu vzduchu. V případě nepřítomnosti kouře prochází komorou malý elektrický proud v řádu 10 – 20 pA. Malé pevné částice vznikající spalováním, které vnikají do komory, fungují jako rekombinační centra pro ionty. Pohyblivost kouřových částic je výrazně menší než pohyblivost iontů, proud iontů se snižuje.
Referenční komora větrána skrze malý otvor s filtrem, který částice kouře nevpustí. Kompenzuje vliv teploty, vlhkosti a tlaku
Detektory plynů
Výbušné plyny: pellistor
Elektrochemické senzory: CO, SO2, NH3, NO2, Cl2, H2, HCl, H2S, PH3, SiH4, C2H40, HCN.
AEVM-2 od firmy Femtoscan:zařízení v sobě spojuje plynový chromatograf se spektrometrem pohyblivosti iontů (IMS)
Detektory plynů Polovodičové senzory (SnOx): C2H6 (Metan) H2 CO CO2 NH3 (čpavek)
Plamenový ionisační detektor, Fotoionizační detektory
Detektory plynů
Quartz crystal Gold electrodes
Quartz W afer
Gold electrodes
a)
b)
Rezonanční krystalový chemický senzor (Quarz Microbalane - QCM)
SAW
Barevné indikátory
Detektory plynů
povrchová plasmonová rezonance (SPR)
Střežení prostoru
Ultrazvukový a mikrovlnný dopplerovský senzor pohybu
Střežení prostoru
kamera Senzor rozbití skla: - kontaktní piezo - akustické
PIR senzory
Střežení prostoru
Taktilní senzory
Polohový snímač . Dveře, okna … jazýčkový kontakt
Střežení prostoru
Kapacitní senzory Světelná závora
Kontrola přístupu: biometrické • Rozpoznávání obličeje • Oční duhovka • Otisk prstů – kapacitně nebo opticky
Hledání a detekce vodivých předmětů
Vířivé proudy
Hledání a detekce feromagnetických předmětů
magnetometry
Monitory vitálních funkcí
Krev nasycená kyslíkem pohlcuje v porovnání s nenasycenou jinak světlo
Senzor frekvence tepu spojený s oximetrem a teploměrem
Detekce čistoty vody
turbidimetr
Senzor elektrického pole
250V/m (nízké nebezpečí) 100 kV/m (blesk)
použití: rozvodny, letadla Technologie: rotační kapacitor
Lékařské aplikace senzorů
Taktilní senzor pro kathetr
MEMS hustoměr Comparison between common glass tube densitometer and MEMS density sensor
MEMS tube filled with sample MEMS density sensors
Densitometr
Detektor alkoholu
Elektrochemický monitor glukozy
Electrochemical Glucose Monitor Test strip with a needle
Krevní plyny
IR detektor CO2
Detektor kyslíku
2 ZrO2 disky: jeden jako detektor, druhý jako kyslíková pumpa. Prac. Teplota 7000C
Ultrazvukové senzory
CCD snímač pro radiografii
Plynový ionizační detektor pro CT
Scintilační detektor pro CT
Krevní tlak
Optický vláknový teploměr
Pro hypertermii a další aplikace uvnitř těla
Průtokoměry pro respirometrii
