【中國環(huán)保在線 環(huán)境監(jiān)測】土壤不僅是筑牢食品的 道防線，亦是經(jīng)濟社會發(fā)展不可或缺的重要戰(zhàn)略資源。近年來，隨著土壤污染問題的日益凸顯， 對土壤污染防治的控制和修復(fù)也越來越重視。 　　土壤防治先行區(qū)建設(shè)意見發(fā)布 推動土壤監(jiān)測儀器儀表發(fā)展 　　日前，環(huán)保部印發(fā)《關(guān)于加強土壤污染綜合防治先行區(qū)建設(shè)的指導(dǎo)意見》，明確在廣東省韶關(guān)市、湖南省常德市等6市啟動土壤污染綜合防治先行區(qū)建設(shè)，并要求力爭在2020年先行區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。 　　近年來，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深入推進(jìn)，大量的工業(yè)企業(yè)被關(guān)停并轉(zhuǎn)、破產(chǎn)或搬遷，騰出不少遺留場地，這些場地往往涉及土壤污染、地下水污染、廢棄物污染等諸多問題。不少區(qū)位好的工業(yè)場地由于土壤污染遲遲得不到再開發(fā)利用，成為城市的“毒瘤”。 　　土壤污染問題已成為繼大氣污染、水污染之后引起全社會高度關(guān)注、急需解決的重大環(huán)境問題。但是，與大氣污染防治和水污染防治相比，我國在土壤污染修復(fù)治理方面尚處于起步階段?！澳壳巴寥佬迯?fù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值尚不及環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的1%，而這一指標(biāo)在發(fā)達(dá) 能夠達(dá)到30%以上。因此，國內(nèi)土壤修復(fù)行業(yè)有很大的發(fā)展空間?！敝行沤ㄍ独羁∷烧f。 　　據(jù)此，有相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，“十三五”期間，我國土壤修復(fù)市場的空間可達(dá)1.3萬億元，其中，耕地土壤修復(fù)市場規(guī)模約為3960億元，城市場地修復(fù)規(guī)模約為7600億元，油礦區(qū)治理規(guī)模約為1700億元。 　　與此同時，土壤監(jiān)測市場也被廣泛看好。據(jù)有關(guān)機構(gòu)預(yù)測，到2020年，土壤監(jiān)測儀器設(shè)備行業(yè)市場增量可達(dá)45億元。相關(guān)的檢測機構(gòu)、企業(yè)、儀器設(shè)備供應(yīng)商、土壤修復(fù)技術(shù)等將因此迎來新的更大發(fā)展。 　　為推動具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的污染場地修復(fù)技術(shù)的研發(fā)，發(fā)展場地污染土壤的修復(fù)技術(shù)，中國科學(xué)院南京土壤研究所基于多年污染土壤電動修復(fù)技術(shù)的研發(fā)基礎(chǔ)，在江蘇常熟某電鍍場地開展重金屬污染土壤的電動修復(fù)工程示范，為我國污染場地的電動修復(fù)技術(shù)應(yīng)用提供了可借鑒的工程案例；江蘇天瑞儀器研發(fā)的AFS200T雙道原子熒光光譜，可以對土壤中的沉積物，如汞、砷、硒、鉍、銻等重金屬進(jìn)行測定等等。 　　雖然我國土壤污染修復(fù)治理起步晚，技術(shù)研發(fā)水平較低，產(chǎn)業(yè)化處于初級階段，但已形成基本的產(chǎn)業(yè)鏈條。隨著土壤修復(fù)行業(yè)政策支持力度的不斷增加，土壤修復(fù)市場將在“十三五”期間迎來發(fā)展高峰期，屆時相關(guān)土壤監(jiān)測儀器儀表需求也將迎來爆發(fā)式增長。 　　原標(biāo)題：土壤防治先行區(qū)建設(shè)意見發(fā)布 推動土壤監(jiān)測儀器儀表發(fā)展

　　選擇溫度傳感產(chǎn)品也許看似小事一樁，但由于可用的產(chǎn)品多種多樣，因此這項任務(wù)可能令人頗感畏懼。在這篇文章中，筆者將介紹四種類型的溫度傳感器(電阻式溫度檢測器 (RTD)、熱電偶、熱敏電阻器以及具有數(shù)字和模擬接口的集成電路 (IC) 傳感器)并討論每種傳感器的優(yōu)點與缺點。 　　本文引用地址： 　　從系統(tǒng)級的立足點來看，溫度傳感器是否適合您的應(yīng)用將取決于所需的溫度范圍、準(zhǔn)確度、線性度、解決方案成本、功能、功耗、解決方案尺寸、安裝法(表面貼裝法與通孔插裝法以及電路板外安裝法)還有必要支持電路的易設(shè)計程度。 　　RTD 　　當(dāng)一邊測量RTD的電阻一邊改變它的溫度時，響應(yīng)幾乎是線性的，表現(xiàn)得像一個電阻器。如圖1所示，該RTD的電阻曲線并非完全呈線性，而是有幾度的偏差(示出了一條用作參考的直線)—— 但卻是高度可預(yù)測并可復(fù)驗的。為了對這種輕微的非線性進(jìn)行補償，大多數(shù)設(shè)計人員都會對測得的電阻值進(jìn)行數(shù)字化處理，并使用微控制器內(nèi)的查找表以便應(yīng)用校正因子。這種寬溫度范圍(大約-250℃至+750℃)內(nèi)的可復(fù)驗性和穩(wěn)定性使RTD在高精度應(yīng)用(包括在管道和大容器內(nèi)測量液體或氣體的溫度)中極為有用。 　　圖1：RTD的電阻與溫度 　　用來處理RTD模擬信號的電路的復(fù)雜度基本上根據(jù)應(yīng)用而變化。放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等組件(這些組件會產(chǎn)生它們自己的誤差)是不可或缺的。只有當(dāng)測量必要時才給傳感器供電 —— 通過該方法您也可實現(xiàn)低功耗運行，但這會使該電路復(fù)雜得多。而且，使傳感器通電所需的功率還會提高其內(nèi)部的溫度，從而影響測量準(zhǔn)確度。僅僅幾毫安的電流，這種自加熱效應(yīng)就會產(chǎn)生溫度誤差(這些誤差是可糾正的，但需要進(jìn)一步的斟酌考量)。另外，請謹(jǐn)記：線繞式鉑RTD或薄膜RTD的成本可能相當(dāng)高，尤其當(dāng)與IC傳感器的成本進(jìn)行比較時。 　　熱敏電阻器 　　熱敏電阻器是另一種類型的電阻式傳感器。有多種多樣可用的熱敏電阻器，從物美價廉的產(chǎn)品到高精度產(chǎn)品，不一而足。低成本、低精度的熱敏電阻器可執(zhí)行簡單的測量或閾值檢測功能 —— 這類電阻器需多個組件(如比較器、參考和分立式電阻器)，但非常便宜，并具有非線性的電阻-溫度屬性，如圖2所示。如果您需要測量寬范圍的溫度，您將需進(jìn)行大量的線性化處理工作。對幾個溫度點進(jìn)行校準(zhǔn)可能是必要的。為實現(xiàn)更高的精度，可用更昂貴且公差更緊的熱敏電阻陣列來幫助解決這種非線性難題，但這種陣列通常比單個熱敏電阻器靈敏度低。 　　圖2：熱敏電阻器的電阻與溫度 　　因為多跳變點系統(tǒng)增加了復(fù)雜度和成本，所以低成本熱敏電阻器一般僅用于具有少功能要求的應(yīng)用，包括烤面包器、咖啡機、電冰箱和吹風(fēng)機。此外，熱敏電阻器還會遭受自加熱問題的困擾(通常在較高溫度下，此時它們的電阻較低)。和RTD的情況一樣，尚未發(fā)現(xiàn)不能在低電源電壓下使用熱敏電阻器的根本原因 —— 但請記住，滿量程輸出越低，它根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)特性直接轉(zhuǎn)化成的系統(tǒng)靈敏度越低。小功率應(yīng)用還需要提高電路復(fù)雜度，以便能對噪聲引起的誤差非常敏感。熱敏電阻器可在-100°C至+500°C的溫度范圍內(nèi)運行，雖然大多數(shù)熱敏電阻器的額定 工作溫度范圍是+100°C至+150°C。 　　熱電偶 　　熱電偶包括由不同材料制成的兩根電線的接點。例如，J型熱電偶是由鐵和康銅制成的。如圖3所示，接點1位于待測量的溫度處，而接點2和接點3則被置于用LM35模擬溫度傳感器測定的不同溫度處。輸出電壓與這兩個溫度值的差大致成比例。 　　圖3：將LM35用于熱電偶冷接點補償 　　因為熱電偶的靈敏度相當(dāng)?shù)?在每攝氏度幾十微伏的量級上)，所以您將需要低偏移放大器來產(chǎn)生可用的輸出電壓。在熱電偶的工作范圍內(nèi)，溫度至電壓傳遞函數(shù)中的非線性往往需要補償電路或查找表，正如RTD和熱電偶一樣。然而，盡管有這些缺點，熱電偶仍非常流行，尤其適用于烤箱、水加熱器、窯爐、測試設(shè)備和其它工業(yè)處理 —— 原因是熱電偶的熱質(zhì)量很低且工作溫度范圍(工作溫度可擴展至2300℃以上)很寬泛。 　　IC傳感器 　　IC傳感器可在-55°C至+150°C的溫度范圍內(nèi)工作 —— 精選的幾種IC傳感器工作溫度可高達(dá)+200°C。有各種類型的集成式IC傳感器，不過四種常見的集成式IC傳感器當(dāng)屬模擬輸出器件、數(shù)字接口器件、遠(yuǎn)程溫度傳感器以及那些具有溫控器功能的集成式IC傳感器(溫度開關(guān))。模擬輸出器件(一般是電壓輸出，但有些也具有電流輸出)在其需要ADC來對輸出信號進(jìn)行數(shù)字化處理時像無源解決方案。數(shù)字接口器件常使用兩線接口(I2C或PMBus)，并具有內(nèi)置的ADC。 　　除了也包括一個局部溫度傳感器外，遠(yuǎn)程溫度傳感器還具有一路或多路輸入以便監(jiān)測遠(yuǎn)程二極管溫度 —— 它們常被置于高度集成的數(shù)字IC(例如，處理器或現(xiàn)場可編程門陣列【FPGA】)中。當(dāng)達(dá)到溫度閾值時，溫控器可提供簡單的警報。 　　使用IC傳感器有許多好處，包括：功耗低;可提供小型封裝產(chǎn)品(有些尺寸小到0.8mm×0.8mm);還可在某些應(yīng)用中實現(xiàn)低器件成本。此外，由于IC傳感器在生產(chǎn)測試過程中都經(jīng)過校準(zhǔn)，因此沒有必要進(jìn)一步校準(zhǔn)。它們通常用于健身跟蹤應(yīng)用、可佩戴式產(chǎn)品、計算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄器和汽車應(yīng)用。 　　經(jīng)驗豐富的電路板設(shè)計人員將根據(jù)終產(chǎn)品要求來使用合適的解決方案。表1展示了每種溫度傳感器的相對優(yōu)勢/劣勢。 　　表1：RTD、熱敏電阻器、熱電偶和IC傳感器的相對優(yōu)勢與劣勢