Τι είναι ο παθητικός αισθητήρας;

Συγγραφέας: Li Ai
Πηγή: Ulink Media

Τι είναι ο παθητικός αισθητήρας;

Ο παθητικός αισθητήρας ονομάζεται επίσης αισθητήρας μετατροπής ενέργειας. Όπως και το Διαδίκτυο των πραγμάτων, δεν χρειάζεται εξωτερική παροχή ρεύματος, δηλαδή είναι ένας αισθητήρας που δεν χρειάζεται να χρησιμοποιεί εξωτερική παροχή ρεύματος, αλλά μπορεί επίσης να αποκτήσει ενέργεια μέσω εξωτερικού αισθητήρα.

Όλοι γνωρίζουμε ότι οι αισθητήρες μπορούν να χωριστούν σε αισθητήρες αφής, αισθητήρες εικόνας, αισθητήρες θερμοκρασίας, αισθητήρες κίνησης, αισθητήρες θέσης, αισθητήρες αερίου, αισθητήρες φωτός και αισθητήρες πίεσης σύμφωνα με διαφορετικές φυσικές ποσότητες αντίληψης και ανίχνευσης. Για τους παθητικούς αισθητήρες, η φωτεινή ενέργεια, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η θερμοκρασία, η ενέργεια της ανθρώπινης κίνησης και η πηγή κραδασμών που ανιχνεύονται από αισθητήρες είναι πιθανές πηγές ενέργειας.

Είναι κατανοητό ότι οι παθητικοί αισθητήρες μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες: παθητικός αισθητήρας οπτικών ινών, παθητικός αισθητήρας ακουστικού κύματος επιφανείας και παθητικός αισθητήρας με βάση ενεργειακά υλικά.

• Οπτικός αισθητήρας ινών

Ο αισθητήρας οπτικών ινών είναι ένα είδος αισθητήρα που βασίζεται σε ορισμένα χαρακτηριστικά οπτικών ινών που αναπτύχθηκαν στα μέσα της δεκαετίας του 1970. Πρόκειται για μια συσκευή που μετατρέπει μια μετρούμενη κατάσταση σε ένα μετρήσιμο σήμα φωτός. Αποτελείται από πηγή φωτός, αισθητήρα, ανιχνευτή φωτός, κύκλωμα προετοιμασίας σήματος και οπτικές ίνες.

Έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής ευαισθησίας, της ισχυρής ηλεκτρομαγνητικής αντοχής παρεμβολών, της καλής ηλεκτρικής μόνωσης, της ισχυρής περιβαλλοντικής προσαρμογής, της απομακρυσμένης μέτρησης, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και είναι όλο και πιο ώριμη στην εφαρμογή του Διαδικτύου των πραγμάτων. Για παράδειγμα, το υδρόφωνο οπτικής ίνας είναι ένα είδος αισθητήρα ήχου που παίρνει την οπτική ίνα ως ευαίσθητο στοιχείο και τον αισθητήρα θερμοκρασίας οπτικών ινών.

• Αισθητήρας ακουστικού κύματος επιφάνειας

Ο αισθητήρας ακουστικού κύματος επιφάνειας (SAW) είναι ένας αισθητήρας που χρησιμοποιεί μια συσκευή ακουστικού κύματος επιφάνειας ως στοιχείο ανίχνευσης. Οι μετρούμενες πληροφορίες αντικατοπτρίζονται από την αλλαγή της ταχύτητας ή της συχνότητας του επιφανειακού ακουστικού κύματος στην επιφανειακή συσκευή ακουστικού κύματος και μετατρέπεται σε αισθητήρα εξόδου ηλεκτρικού σήματος. Είναι ένας πολύπλοκος αισθητήρας με ένα ευρύ φάσμα αισθητήρων. Περιλαμβάνει κυρίως αισθητήρα επιφανειακής ακουστικής πίεσης κύματος, αισθητήρα θερμοκρασίας ακουστικού κύματος επιφανείας, αισθητήρα βιολογικού γονιδίου ακουστικού κύματος, αισθητήρα χημικού αερίου επιφανειακού κύματος και ευφυής αισθητήρας κλπ.

Εκτός από τον παθητικό αισθητήρα οπτικών ινών με υψηλή ευαισθησία, μπορεί να μετρήσει την απόσταση, τα χαρακτηριστικά της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, οι παθητικοί αισθητοί ακουστικών κυμάτων επιφάνειας χρησιμοποιούν την αλλαγή συχνότητας Hui να μαντέψουν την αλλαγή και τον μηχανισμό της ταχύτητας, έτσι ώστε η αλλαγή του ελέγχου στην εξωτερική μέτρηση μπορεί να είναι πολύ ακριβής, ταυτόχρονα τα χαρακτηριστικά του μικρού όγκου, του ελαφρού βάρους, της χαμηλής κατανάλωσης μπορεί να το επιτρέψει σε καλές θερμικές και μηχανικές ιδιότητες, αισθητήρες. Χρησιμοποιείται ευρέως σε υποσταθμό, τρένο, αεροδιαστημική και άλλα πεδία.

• Παθητικός αισθητήρας με βάση ενεργειακά υλικά

Οι παθητικοί αισθητήρες που βασίζονται σε ενεργειακά υλικά, όπως υποδηλώνουν το όνομα, χρησιμοποιούν κοινή ενέργεια στη ζωή για να μετατρέψουν την ηλεκτρική ενέργεια, όπως η φωτεινή ενέργεια, η θερμική ενέργεια, η μηχανική ενέργεια και ούτω καθεξής. Ο παθητικός αισθητήρας που βασίζεται σε ενεργειακά υλικά έχει τα πλεονεκτήματα της ευρείας ζώνης, την ισχυρή ικανότητα κατά της παρεμβολής, την ελάχιστη διαταραχή στο μετρούμενο αντικείμενο, την υψηλή ευαισθησία και χρησιμοποιείται ευρέως σε πεδία ηλεκτρομαγνητικής μέτρησης όπως υψηλή τάση, αστραπή, ισχυρή αντοχή πεδίου ακτινοβολίας, μικροκυμάτων υψηλής ισχύος και ούτω καθεξής.

Συνδυασμός παθητικών αισθητήρων με άλλες τεχνολογίες

Στον τομέα του Διαδικτύου των πραγμάτων, οι παθητικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται όλο και ευρύτερα και έχουν δημοσιευθεί διάφορα είδη παθητικών αισθητήρων. Για παράδειγμα, οι αισθητήρες σε συνδυασμό με NFC, RFID και ακόμη και WiFi, Bluetooth, UWB, 5G και άλλες ασύρματες τεχνολογίες έχουν γεννηθεί.

Και ασύρματα παθητικούς αισθητήρες κλωστοϋφαντουργίας με βάση την τεχνολογία RFID, συνδυάζει την τεχνολογία RFID με κλωστοϋφαντουργικά υλικά για να σχηματίσει εξοπλισμό με τη λειτουργία ανίχνευσης τάσης. Το RFID Textile Strain Sensor υιοθετεί την επικοινωνία και τον τρόπο επαγωγής της παθητικής τεχνολογίας ετικετών UHF RFID, βασίζεται στην ηλεκτρομαγνητική ενέργεια στην εργασία, έχει μικρογραφία και δυναμικό ευελιξίας και γίνεται μια πιθανή επιλογή φορητών συσκευών.

Στο τέλος

Το παθητικό διαδίκτυο των πραγμάτων είναι η μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης του Διαδικτύου των πραγμάτων. Ως σύνδεσμος παθητικού Διαδικτύου των πραγμάτων, οι απαιτήσεις για τους αισθητήρες δεν περιορίζονται πλέον στη μικροσκοπική και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Το παθητικό διαδίκτυο των πραγμάτων θα είναι επίσης μια κατεύθυνση ανάπτυξης που αξίζει την περαιτέρω καλλιέργεια. Με τη συνεχή ωριμότητα και την καινοτομία της τεχνολογίας παθητικών αισθητήρων, η εφαρμογή της τεχνολογίας παθητικών αισθητήρων θα είναι πιο εκτεταμένη.