MEMS传感器安全监控系统的功能安全

　　1MEMS传感器

　　MEMS (Micro Electro Mechanical Systems,微电子机械系统)技术是一种建立在微米/纳米技术( Micro/Nanotechnology)基础上的新型、多学科交叉的21世纪前沿技术，涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多个领域。它对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制，并将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成在一个整体单元中。因结合了微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工和晶片键合等制造工艺)，故能制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。这种微电子机械系统能够根据采集到的信息自主地或通过外部指令采取相应动作，从而实现智能化。近年来，MEMS技术得到了迅速的发展，并被广泛运用于信息科学、微探头、显微技术、微光学技术、微流量控制、微小型机器人、环境监测、生物医学、航空航天等众多领域。可以预见，MEMS技术将对未来人类生活产生革命性的影响。

　　MEMS传感器是MEMS技术将IC电路与传感元件集成在一起的智能传感器。目前市场上已经出现了很多产品，如:压力传感器、流量传感器、磁性传感器、运动传感器等。这种智能传感器将处理功能与传感器整合在一起，更好地确保了温度补偿、自动校正和失效模式检测等功能的精确性，由于允许将更小的中央处理器从数据运算中解放出来，从而能进行更快的处理，并且通过在单芯片上集成多种功能和特性以及实现量产，有效地控制了成本。因此，今后高端传感器产品采用MEMS技术将越来越多。

　　2 MEMS传感器构成的安全监控系统

　　随着我国工业化进程的加快，能源和化工原料的生产、运输量急剧增加，随之而来的生产和运输安全形势变得严峻起来。目前国内尚未在危化品生产、运输、储存及使用场所中广泛应用MEMS传感器进行远程监测与跟踪。一些厂商在一些特定应用场合对槽罐车的某些状态进行监测，但都是针对某一局部的应用，还有一些厂商的监控系统是从过程监控的角度设计的，难以满足各级重大危险源监管的要求。到目前为止，还没有对危化品本身的状态、泄漏状态、罐体状态、车辆状态进行全方位监测与跟踪的系统。如何利用先进的科技手段减少事故的发生，或在事故发生时提高救援处理的效率成为重要课题。

　　面向危化品生产、运输、仓储和使用等环节的安全监测与跟踪网络化微系统的开发将填补这一空白。系统采用MEMS传感器技术、测试与控制技术、无线传感技术、通讯网络技术、信息与数据处理技术，可实现危化品从生产、仓储、运输到使用全过程的监测与跟踪。一旦有危险或者可能引起危险的事故发生，即可实时探测到危化品全方位情况，包括介质品类、泄漏等级、泄漏地点、泄漏时间等，并且运输过程中介质和运输载体的状态，如:速度、加速度、空间姿态、压力、液位、以及温度、环境湿度等，也可通过GPS/GPRS卫星通讯系统传输到后台指挥管理/中央控制中心系统，以实现通过技术手段进行危化品全程监测与跟踪，并配套以紧急事件应急处理机制，从而减少和避免事故的发生，杜绝和降低事故的危害。