如何用可靠的传感器改造工业和医疗行业
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物联网 (IoT) 并不是什么新鲜事物。 事实上，许多人可能会惊讶地发现物联网的诞生发生在 30 多年前的 1990 年，当时一位名叫 John Romkey 的人开发了一种烤面包机，该烤面包机与计算机相连，可以通过互联网打开和关闭。 那个烤面包机成为物联网的第一个“东西”。如今，物联网连接正在迅速提高多个行业的生产力和效率。 我们正处于世界技术转型的一个节点，在这个节点上，万事万物、无处不在的连接从未像现在这样容易实现。 然而，如果没有传感器，物联网的发展和我们今天所处的位置是不可能的。传感器对于物联网的运行至关重要，因为它们可以对多种类型的资产的状态和性能进行精确评估，将信号从数十亿个端点发送到枢纽，枢纽解释数据以采取行动。传感器专注于工业和医疗行业，在下一次工业革命和医学的未来中发挥着至关重要的作用。 新的传感器技术通过在复杂生产过程的自动化和集成中发挥重要作用，加速了向工业 4.0 的过渡。 在医疗保健领域，创新的传感器有助于防患于未然，它们还可以提供更好的护理，帮助人们保持健康。传感器正在快速跟进工业 4.0工业状态监测已经存在了一段时间，但随着物联网的发展，它正在发生重大变化。 以机器维护为例。 传统上，工厂采用基于既定时间表的预防性维护策略，例如每 6 个月一次，无论是否有必要。 如今，使用先进、可靠的传感器，工厂现在能够转向预测性维护结构。 传感器提供了一种优化方法，通过测量和传达各种性能指标的状态，使高价值资产保持良好的工作状态。 预测性维护允许对高价值资产进行较少频率的离线维护检查，或在必要时进行额外的间歇性干预，从而减少停机时间，并最终显着提高生产力和成本效率。物联网刺激了基于消费者的个性化健康设备的增加，从而提高了消费者对监测个人健康能力的认识。为了使预测性维护有效，资产监控至关重要，并且由于传感器网络，这几乎可以发生在任何地方——从现场的计算机到人们口袋里的智能手机。 例如，集成在泵或管道中的传感器可以在设备开启或离线时发送信号，这对于远程操作尤为重要。 当输出放缓或设备受损或恶化时，传感器还提供实时测量，从而快速解决问题。 预测性维护和资产监控可确保高价值资产提高其所有者的投资回报，为客户创造价值并为企业带来利润。随着工业 4.0 的进步和机器对机器通信的日益普及，传统工厂正在向智能工厂发展。 智能工厂中的许多资产可以联网在一起。 显示工厂生产实时状态的仪表板使工厂工人可以直接在办公桌前甚至掌上评估所有机器的状况。 传感器技术的不断发展将带来更加精确和准确的新型测量，从而提供更多数据来优化生产。智能工厂的一个关键要素是使用工业协作机器人或协作机器人。 协作机器人旨在与人类工作者互动并为其提供帮助，而不是作为独立的自动化设备，几乎没有或没有人类互动，被认为是尖端机器人技术的巅峰之作。 制造环境中的协作机器人还可以处理人类无法完成或无法安全执行的复杂或危险任务。 传感器对于工业协作机器人很重要，因为它们收集的数据有助于成功和安全地运行，从而提高效率、生产力和盈利能力。由于新传感器旨在实现传统上由人类工厂工人执行的任务的机械化，因此正在部署新型协作机器人来执行越来越困难的任务。 其中一项任务是在装配创建中定位——定位和拾取所需的组件并相应地放置它们。 协作机器人在检查过程中也非常有用。 即使协作机器人正在执行工作，质量控制也需要人眼进行适当的目视检查。 机器人布置的摄像头为工人提供了沿装配线的多个角度的观察，使检查更容易和更彻底。传感器使医疗保健设备更智能、更高效正如物联网正在彻底改变工业格局一样，它也在医疗保健领域发挥着同样的作用。 传感器正在改变患者监测和治疗方式，让患者更好地了解自己的健康状况，同时使治疗更加方便和舒适。联网设备中的传感器为医生提供非常精确的数据和准确的监控。 医用泵只是一个例子。 得益于传感器，当今的医用泵，例如输液泵、血液透析和血流监测应用，正变得更加智能。 通过集成高度先进的传感器，这些设备针对精度和可靠性进行了优化。 各种传感器测量力、压力、位置和温度，以保持液位和连续流动，检测阻塞，并提醒用户注意管道中可能有害的气泡。更重要的是，小型化和网络化设备的出现已经开始允许像肾透析这样的程序在患者家中而不是医生办公室进行。 从患者护理的角度来看，好处包括使治疗更加方便和舒适。 最终，这种方法对于供应商和患者来说也应该更具成本效益。物联网在医学革命中发挥作用的另一个例子是睡眠呼吸暂停的治疗。 以前，睡眠呼吸暂停诊断需要患者在睡眠中心过夜，并连接到机器。 睡眠呼吸暂停患者使用笨重的固定式 CPAP 呼吸机进行治疗。 先进的传感器改变了睡眠呼吸暂停的诊断过程，现在可以在家中完成，并且治疗和反馈的准确性会通知主治医生。 在 CPAP 机器本身中，传感器测量压力、振动、温度和湿度。 此外，光电传感器通过测量血氧水平帮助诊断睡眠呼吸暂停，压电薄膜测量呼吸振动，为患者提供状态检查。最后，物联网刺激了基于消费者的个性化健康设备的增加，从而提高了消费者对监测个人健康能力的认识。 传感器是可穿戴设备（例如健身追踪器和心率监测器）的关键组件，可以检测呼吸频率、温度、血氧水平、葡萄糖水平、血红蛋白等。 预计在未来，这些设备将变得更加精确，并且能够测量更广泛的健康因素，有朝一日甚至可以在症状出现之前检测到疾病。最重要的是，没有传感器，物联网设备和设备就无法运行。 可靠、准确的传感器为工程师了解应用程序的各种属性奠定了基础，并使他们能够观察和报告我们周围的世界。
作者：TE Connectivity首席技术官Erin Byrne
