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汽车电子业期待全程提速

中国汽车工程学会汽车发动机分会秘书长 陈上华

汽车发动机电子技术应用升级

  近几年,中国汽车工业的高速发展和快速增长的市场需求,刺激了国内外汽车发动机公司的积极性,在日趋激烈的市场竞争及不断严格的环保、噪声标准的形势下,各大汽车发动机公司除了扩大产能、抢夺市场外,也非常重视新技术的引进和研发。而现代汽车发动机新技术基本都与电子控制技术有关,因此,汽车发动机电子技术也相应地迅速提高。

  2004年,有两个值得关注的现象:一是国际汽车大公司纷纷在国内建立独资或合资的汽车发动机厂,如丰田、本田、日产在广州,戴-克公司和现代在北京,福特在南京,大众在上海和长春等地均建立了发动机厂,且规模很大,其中广州几个发动机厂的年产能就达到100万台。并且,美国康明斯公司与中国东风汽车公司于2004年12月合资设立发动机技术中心,这是外资柴油机企业在华设立的第一家技术研发中心。这也表明随着国内汽车买方市场的形成,迫使国外汽车公司不得不采用更新技术的产品来参与中国市场的竞争。

  另一个现象是在市场竞争、环保要求的压力下,国内的汽车发动机厂加快了新型发动机的研发速度,新投产的汽油机都已达“欧III”排放标准,并已瞄准“欧IV”标准,而国内车用柴油机厂的新产品研发也取得了长足的进展。

  汽车发动机应用电子技术是随着排放法规的不断变严而发展的,从2000年开始我国按欧洲标准实施严格的排放要求以来,国内汽油发动机的电控燃油喷射技术已相当成熟,大多数车用汽油机已提前达到“欧III”排放标准。除了在发动机本身采用可变气门定时和升程系统、电控废气再循环等先进电子技术外,在改善驾驶性能(如自动巡航系统)、电子防盗技术(如电子发动机锁)等方面也有所发展。对柴油机来说,电控技术的应用还刚起步。

  由于我国将在2008年实施相当于“欧III”的排放标准,而“欧III”柴油机必须采用电控燃油喷射技术,促使各汽车柴油机厂加大了研发投入。经过几年的努力,在2004年已有相当多的汽车柴油机生产企业取得了电控燃油喷射技术上的突破,除了合资企业南京依维柯汽车公司和东风康明斯发动机公司等已能批量生产国外品牌“欧III”柴油机外,玉柴、朝柴、大柴、上柴等国内骨干柴油机厂也都相继研制成功排放达“欧III”标准的电控燃油喷射柴油机。这些企业虽然有些也拥有自主知识产权,但其核心技术目前仍控制在少数国外公司手中,电控燃油喷射的关键零部件全部依赖进口。

  2005年中国汽车产量仍将有较大增长,伴随着技术的不断进步,使发动机电子产品的需求得到迅速增长。而目前国内汽车发动机电子产品的生产主要集中在少数外资企业,或依赖进口。国内汽车发动机电子产业应抓住机遇,集中优势力量,积极参与竞争,从零部件起步,逐渐提高产品的技术含量、性能水平和质量,积累经验和资金,逐步向系统产品发展,获得发动机整机企业的认可,创出拥有自主知识产权和品牌的产品。

中国汽车工程学会汽车安全技术分会秘书长 张金换

智能型安全气囊成未来发展趋势

  我国2000年出台的CMVDR294《关于正面碰撞乘员保护设计规则》法规,对所有M1类新车型提出了较高的安全要求,这在很大程度上促进了安全气囊产业的成长与发展。参照国外汽车安全气囊装备使用情况,并考虑到国家将颁布实施强制性安全技术法规的可能性,安全气囊市场在未来5年内每年的增长率将达到20%。

  在国内安全气囊市场上,久乐、锦恒、和昌等厂商通过自主开发或引进技术开发出了正面碰撞安全气囊系统,已为国产汽车配套。而国外企业以天合、奥托立夫等为主,他们也纷纷在国内建立合资企业,扩大生产规模,来适应中国市场本地化配套的需求。目前来看,国内大部分整车还是装备了国外企业的安全气囊,但中档车型或中档以下车型会考虑国产产品。

  安全气囊主要电控系统包括传感器、ECU等,传感器目前主要使用压电传感器,可在正面、侧面、垂直三个方向感应汽车碰撞过程中的加速度变化,并输出模拟信号,较为先进的传感器集成了A/D转换模块,可以直接输出数字信号。未来对传感器的要求体现如下:一是可靠性,应能够在日常使用中长期可靠工作,并能够抵抗碰撞过程的大冲击;二是智能化,能实现自诊断、滤波、A/D转换等功能;三是集成化,可减小传感器及其周边器件的数量,提高可靠性;四是成本要低,因其直接关系到系统的造价。

  虽然安全气囊在碰撞过程中对人体有很好的保护作用,但由于其工作采用的方式,其爆破力造成的冲击对人体也有一定的伤害。因而目前研究的重点是智能型安全气囊,主要技术是采用重量传感器或者红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素,进而在碰撞时判断是否点爆、点爆力有多大,并且与安全带形成总体控制,以对乘客形成最佳保护。国外在这方面研究非常多,已有车型安装了双级爆破安全气囊。智能化安全气囊系统是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势,可更好地识别乘客类型,并根据正撞与侧撞力度不同,采取不同的保护措施。如今侧撞保护系统已经发展得比较成熟,而尾撞则靠头枕来保护,正面、侧面、帘式气囊等发展很快,这主要都是靠ECU控制来实现。

  汽车安全性体现在两个方面,一是汽车结构耐撞性,二是成员保护系统。在结构耐撞性方面,清华大学汽车碰撞实验室进行了多年的研究,在车身耐撞性以及轻型材料开发方面取得了很多成果,已在沈阳金杯海狮、福田等车型上应用。

  应当注意的是,安全气囊一般是与安全带配合使用,国产车大都使用普通安全带,而国外开发了限力式、预紧式安全带。限力式安全带可减少撞击时的冲击力,预紧式安全带可感知碰撞信号并使得原来松跨在乘客身上的安全带瞬时拉紧,以减少冲击力。清华大学也与通用、德尔福合作,进行安全气囊展开、折叠方式的研究,主要进行模拟计算,以前建模时间为2月-3月,目前2天-3天即可建模,大大提高了效率,此项技术已在市场上得到广泛应用。

中国汽车工程学会计算机技术应用分会 张衍儆

建立汽车行业信息技术服务平台势在必行

  我国加入WTO后,激烈的国内市场竞争逐渐演化为国际化竞争。国内企业要想在愈演愈烈的市场竞争形势下生存和发展,必须广泛寻求国内外合作,扩大规模,坚持制度创新、技术创新和管理创新。而坚持管理创新就是管理数字化、信息化,因此,信息化是企业在新经济形势下保持生存和持续发展能力的必由之路。

  为实现提高汽车行业的信息化应用水平,节省信息化建设成本,促进传统产业技术改造和提高企业核心竞争力等目标,有必要通过IT业界熟悉汽车行业特点、真正了解行业企业需求和实际应用水平、具有丰富行业服务经验的实力厂商通过整合自身和社会资源来营造汽车"行业信息技术服务平台"。

  该平台应专门为汽车企业提供包括行业化ERP、PDM等企业级基础技术产品服务的整体解决方案,以及包括企业管理信息化咨询、应用集成、信息化基础设施建设、汽车电子商务和信息技术产品的定制、开发、应用、实施等全方位的信息技术服务,以实现企业信息化建设的社会化、平台式技术服务模式的创新。

  该平台的建设实施将从技术角度、业务模式等多方面为我国汽车制造业的信息化建设进行创新性的应用尝试。该平台的建设成功将为我国汽车行业企业的信息化发展提供成功的示范模式,并对以信息化带动我国汽车产业的发展起到积极的促进作用。

  该平台的建立加强了对汽车行业信息化建设的社会化、专业化的产品服务和技术服务(特别是应用外包服务),力求使企业节省信息化建设的投入,有效降低运营成本,将有限资源集中于自己的经营主业上,以提高其核心竞争力。

  随着企业信息化建设的不断深入,信息技术在各个应用领域中应用广度、深度的不断扩大,信息技术更新换代速度日益加快的情况下,越来越呈现出信息化项目建设的业务综合性和技术复杂性。为减少信息化建设成本,提高信息化项目建设质量和成功率,企业需要社会化、专业化的技术服务和专家级的技术支持。

  通过"行业信息技术服务平台"提供的管理咨询服务,企业可在信息化建设的项目规划方案、项目实施等方面能够获取专家级的咨询服务,从而能够有效规避项目风险;通过该平台提供的应用外包等服务,企业不仅获得了(知识、技术、实施等)专业化服务,提高了项目运行水平,而且也解决了企业专业信息技术人员资源有限,专业化分工不细,难以确保项目全面稳定运行和有效管理的矛盾。

  该平台运行成功以后,除汽车行业直接受益外,其他行业如机械、电子、电器、钢铁、石化等制造业,也可借鉴汽车行业的做法,建设本行业甚至跨行业的信息化服务平台,从而加快制造产业的信息化建设进程,促进国民经济的快速发展。

中国汽车工程学会汽车智能交通分会秘书长 余卓平

加快实现ITS车载装置产业化

  汽车是智能交通系统(ITS)的主要调节目标,ITS依赖于各种车载装置如自动避撞及自动驾驶装置、实时动态智能导航仪及车载通信、显示与诊断设备等的支持,从而发挥其作用。

  自动避撞及自动驾驶装置通过车载及路设传感器来掌握道路、周围车辆的状况等驾驶环境信息,由车载计算机进行处理后并对驾驶员进行危险警告,最终实现自动驾驶。国内从事这方面研发工作的单位主要有清华大学、国防科技大学及吉林大学等。如今具有自主导航和自动驾驶功能的智能车辆已初见端倪,如由一汽集团和国防科技大学合作研制的红旗CA7460自动驾驶轿车、清华THMR-V智能车等,均都采用机器视觉、雷达或两者的有机组合作为传感手段。

  车载实时动态智能导航仪利用车载通信设备实时接收交通信息中心发送的各种交通信息,通过自身存储的电子地图并结合GPS及陀螺仪等导航惯性设备进行实时信息处理。国内在该领域要远远落后于国外,还有诸多技术问题尚待彻底解决,主要包括适合于车载工作环境的硬件平台、车载地理信息系统、车辆定位及地图匹配技术、最优导航路径的算法以及人机接口等。同济大学已开发出基于"龙芯"的车载智能导航系统及交通信息PDA点播和展示子系统。

  随着控制器总线结构及其协议在车载网络中的广泛使用,以及蓝牙技术和故障诊断技术的发展,使车载信息终端成为车载网络上的一个节点,从而实现了车内局域网和车外移动互联网的结合。它可为驾驶员提供车辆远程信息服务、数字音频广播、免提电话和无线互联网应用等服务,并使通过语音合成技术方便驾驶成为可能。与此同时,智能化仪表系统不仅能以数字液晶方式显示既有仪表板上的所有信息,而且能实时与各种汽车电子控制装置通信,读取并显示相关的故障诊断信息,全方位显示并处理后视/侧视系统所呈现的场景信息,实现乘员与车内和车外信息的广泛交流。同济大学分别以"超越三号"和"春晖三号"为载体,已初步研制出多功能车载实时信息终端和智能化仪表系统。

  由于采用线控(X-by-Wire)技术不仅可简化汽车传统的机械结构,提高操纵部件布置的灵活性,减轻重量并降低油耗和制造成本,而且线控技术还易于简化某些功能(如自适应巡航控制、自动车道保持、防碰撞等)的实现,故在X-by-Wire和满足容错要求的宽带总线结构(如FlexRay总线)的基础上,开发自动驾驶装置将是未来智能汽车的发展趋势。

  在拥有自主知识产权的嵌入式软硬平台开发的基础上,通过嵌入式应用软件实现实时动态智能导航、无线网络通信及远程服务、免提通话、车载网络故障诊断及高性能LCD显示等功能的一体化,进行车内外信息的有机融合是车载信息终端的发展趋势。

  在ITS车载装置方面,随着国内在一些关键技术研发上的突破,政府在政策、资金等方面对自主研发支持力度的加大,以及各种车辆网络、通信技术标准的健全,其产业化必将进入最佳的发展时期。预计到2010年,车载信息终端的全球市场价值将攀升到1000亿美元。具体到我国,车载信息终端还处于行业应用的开始阶段,若能有效地整合整车、零部件厂商及ITS车载装置相关领域资源,实现"实质型"产学研结合,必将有力推动ITS车载装置的产业化,从而最终为建立一个高效、可行的ITS系统提供保证。

中国汽车工程学会汽车车身技术分会秘书长 谢文林

车身设计趋向开发平台化

  随着市场不完全竞争向完全竞争的过渡,整车企业推出新车型的速度由三年一个已演变到一年三个,让车身设计成为汽车业衍生的新增值点。

  目前国内的车身开发主要是根据汽车特性、节能与环保要求以及乘坐空间舒适等因素来考虑。车身开发涉及到要与零部件一起选择开发,如发动机、底盘系统等。车身开发需要懂汽车技术构造、丰富想像力的设计人员。一般流程是由设计师绘制一些车型,在一定时间内经过严格的评审后,整车厂商选择几个合适的设计方案进行试制,做出样车后再进行小规模的市场调研,得到市场认可后的车型再组织大规模生产。

  国内一些汽车设计公司能真正做汽车整体设计开发的还不多,大部分设计还是借用原有的产品平台,保持传动系统与动力系统基本不变。车身设计仅仅局限于外形,在内饰件、仪表板等方面做一些改进。这主要是因为国内整车企业自身没有建立相应数据库或信息不完整,有关的经验有效数据不足,如在开发过程中出现的问题,如何解决没有经验,并且在同步开发上跟进较慢。目前整车企业虽然都建立了自己的研发中心,但有的研发中心仅仅是做一些本地化的改进与配套工作,国内合资的整车厂也以本地化的消化为主。国内自主整车企业在车身设计方面是直接复制,或者利用现有的平台,仅在外形上做些调整,在零部件的互相协调、动力传动系统匹配上还存在脱节的问题。国内汽车车身开发水平的提升需要在设备、资金、体制上等各个环节进行配合与调整,同时也需要合资企业多掌握好核心技术,提高与国外企业的对话能力。

  目前整车企业一年基本储备3个左右车型,上市一般1或2个,而一个车型从设计、到模具、到试车、到生产,一般投资都在几亿元乃至几十亿元,相当于模具、卡具都需要重新设计制造,零部件也要做改动,这也需要一定的投资。在市场上,车身开发前景非常好,国外知名的整车企业如丰田、福特、通用、本田等都与知名的汽车设计公司合作,进行以车身为龙头的设计及系统级的改进工作,这既是竞争使然,也是为了适应市场需求多样化的趋势。

  我国汽车业与国外汽车业相比,差距不只体现在车身造型、动力系统、节能环保等环节上,车身电子部件的差距也很大,ABS、EBD、综合电控系统、电喷系统CPU等都没有自主开发,国内汽车电子市场大部分为合资或独资的国外零部件巨头所占据。在零部件领域,核心的技术几乎没有,这在很大程度上制约了车身设计业的发展。

  中国汽车工程学会车身分会每年举办一次车身设计交流会,介绍国外车身开发的先进经验及技术,同时把国内企业引入到国际市场中去竞争与合作。

  车身设计的趋势是借助现有的平台数据,将开发平台化,如发动机平台、底盘系统平台,从而可将很多趋于"标准"的部件按照厂商的需求进行设计。现在车身开发面临的主要问题也是标准问题,如手机电池,由于各个手机电池规格大小不一,充电时会很不方便,汽车部件也有这样的问题,相信以后会有相应的行规出来。我国汽车标准是在国外基础上制定的,但要达到发达国家百年历史汽车制造经验的这些标准,困难比较大。国内汽车业正处于蓬勃发展阶段,我们要根据经济实力、技术储备,建立自己的平台,不断提高国内汽车设计业的水准。

中国汽车工程学会汽车电子技术分会秘书长 何玉军

ABS发展需要整车厂提升语话权

  我国在1999年制订的国家强制性标准GB-12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为相关车型的强制性法规,目前在高档客车方面基本都配备了ABS。在轿车方面,以前ABS是作为卖点,现在也已发展成为标配。但ABS产品大部分是从国外与底盘一起进口,或由国外零部件企业的合资厂商提供。

  我国在“八五”、“九五”期间就组织了ABS的开发工作,包括气压ABS与液压ABS。国内在考虑产品化研发方向时,主要考虑竞争对手的实力和市场的需求。因国际上气压ABS企业规模没有液压ABS企业规模大,并且液压ABS成本趋低,而气压ABS在市场上价格高,国内企业可利用成本优势来获得一席之地,因而作为重点来开发和生产。

  这两年,国内在ABS的自主开发方面取得了一些新的进展和突破。在气压ABS方面,国内企业包括东风电子科技股份有限公司、重庆聚能、焦作制动器、广东科密等都已形成了一定的生产规模,为国内ABS业的发展注入了新的活力。虽然国内在液压ABS方面也在做自主开发,但国内厂商没有价格优势、技术上积累还不够。并且,国内零部件企业面临的一个共同问题是,国内整车企业大都是合资企业,中方的话语权不多,国内ABS系统进入轿车领域难度更大。

  ABS未来市场的应用要看强制法规的推行力度,以及用户对ABS产品的认同度。因一套液压ABS系统大约100美元左右,已形成了一定的用户需求,而气压ABS价格偏高,更多是通过强制法规需求来推进。预计2005年国内ABS总需求量为100万套以上。

  ABS所用的速度传感器一般用磁电传感器,磁电传感器成本比较低,且不需要外接电源,因而应用比较广泛,国内企业也完全有实力生产这种传感器。但磁电传感器在低速时感应电压小,增加了轮速处理难度,造成可靠性不高,但依靠材料的进步现已可以解决。未来对ABS传感器的要求是在极低速度下也能可靠感应速度变化,国际上已开发零速度传感器,另外为适应总线技术的应用,今后更强调传感器的智能性。

  在汽车主动安全技术方面,ABS、ASR已非常成熟,得到广泛应用,电子稳定系统ESP也已在国内外推广应用。ESP将不仅保持ABS纵向制动力性能,而且通过对车辆的横摆力矩的控制提高了制动时车辆的稳定性,提高了汽车在行驶过程中的稳定性。未来通过应用网络总线技术,还可实现底盘电控系统的集成和优化,形成一体化底盘,使车辆的整体性能控制达到最佳水平。

  未来在安全系统方面,会出现具学习功能的自主驾驶,可对车四周状态进行自感应,由车载计算机进行智能处理来实现自动驾驶。国内国防科大、清华等院校在做这方面的开发工作。未来汽车也将提供更多的智能安全系统,让汽车行驶更加安全。
 
 
该信息摘自:中国电子报

 
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