Τι είναι ο παθητικός αισθητήρας;

Συγγραφέας: Λι Άι
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 τροφοδοσία ρεύματος, δηλαδή είναι ένας αισθητήρας που δεν χρειάζεται εξωτερική τροφοδοσία ρεύματος, αλλά μπορεί επίσης να λαμβάνει 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, ανάλογα με τις 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 δόνησης που ανιχνεύονται από τους αισθητήρες αποτελούν πιθανές πηγές ενέργειας.

Είναι κατανοητό ότι οι παθητικοί αισθητήρες μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες: παθητικός αισθητήρας οπτικών ινών, παθητικός αισθητήρας επιφανειακού ακουστικού κύματος και παθητικός αισθητήρας που βασίζεται σε ενεργειακά υλικά.

• Αισθητήρας οπτικής ίνας

Ο αισθητήρας οπτικής ίνας είναι ένα είδος αισθητήρα που βασίζεται σε ορισμένα χαρακτηριστικά της οπτικής ίνας και αναπτύχθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1970. Είναι μια συσκευή που μετατρέπει μια μετρούμενη κατάσταση σε μετρήσιμο φωτεινό σήμα. Αποτελείται από πηγή φωτός, αισθητήρα, ανιχνευτή φωτός, κύκλωμα επεξεργασίας σήματος και οπτική ίνα.

Έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής ευαισθησίας, της ισχυρής αντοχής στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, της καλής ηλεκτρικής μόνωσης, της ισχυρής περιβαλλοντικής προσαρμογής, της τηλεμέτρησης, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και ολοένα και πιο εξελιγμένης εφαρμογής του Διαδικτύου των Πραγμάτων. Για παράδειγμα, το υδρόφωνο οπτικών ινών είναι ένα είδος αισθητήρα ήχου που λαμβάνει την οπτική ίνα ως ευαίσθητο στοιχείο, ενώ ο αισθητήρας θερμοκρασίας οπτικών ινών είναι επίσης ευαίσθητος.

• Αισθητήρας επιφανειακών ακουστικών κυμάτων

Ο αισθητήρας επιφανειακού ακουστικού κύματος (SAW) είναι ένας αισθητήρας που χρησιμοποιεί μια συσκευή επιφανειακού ακουστικού κύματος ως στοιχείο ανίχνευσης. Οι μετρούμενες πληροφορίες αντικατοπτρίζονται από την αλλαγή της ταχύτητας ή της συχνότητας του επιφανειακού ακουστικού κύματος στη συσκευή ακουστικού κύματος SURFACE και μετατρέπονται σε έναν αισθητήρα εξόδου ηλεκτρικού σήματος. Είναι ένας σύνθετος αισθητήρας με ένα ευρύ φάσμα αισθητήρων. Περιλαμβάνει κυρίως αισθητήρα πίεσης επιφανειακού ακουστικού κύματος, αισθητήρα θερμοκρασίας επιφανειακού ακουστικού κύματος, αισθητήρα βιολογικού γονιδίου επιφανειακού ακουστικού κύματος, αισθητήρα χημικού αερίου επιφανειακού ακουστικού κύματος και έξυπνο αισθητήρα κ.λπ.

Εκτός από τον παθητικό αισθητήρα οπτικών ινών με υψηλή ευαισθησία, μπορεί να μετρήσει την απόσταση, τα χαρακτηριστικά της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, οι παθητικοί αισθητήρες επιφανειακών ακουστικών κυμάτων χρησιμοποιούν την αλλαγή συχνότητας Hui για να προβλέψουν την αλλαγή της ταχύτητας, έτσι ώστε η αλλαγή του ελέγχου στην εξωτερική μέτρηση να μπορεί να είναι πολύ ακριβής, ενώ ταυτόχρονα τα χαρακτηριστικά του μικρού όγκου, του ελαφρού βάρους και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας μπορούν να του επιτρέψουν να επιτύχει καλές θερμικές και μηχανικές ιδιότητες, και να εγκαινιάσει μια νέα εποχή ασύρματων, μικρών αισθητήρων. Χρησιμοποιείται ευρέως σε υποσταθμούς, τρένα, αεροδιαστημική και άλλους τομείς.

• Παθητικός αισθητήρας βασισμένος σε ενεργειακά υλικά

Οι παθητικοί αισθητήρες που βασίζονται σε ενεργειακά υλικά, όπως υποδηλώνει και το όνομα, χρησιμοποιούν κοινή ενέργεια στη ζωή για να μετατρέψουν ηλεκτρική ενέργεια, όπως φωτεινή ενέργεια, θερμική ενέργεια, μηχανική ενέργεια κ.ο.κ. Ο παθητικός αισθητήρας που βασίζεται σε ενεργειακά υλικά έχει τα πλεονεκτήματα της ευρείας ζώνης, της ισχυρής ικανότητας αντιπαρεμβολής, της ελάχιστης διαταραχής στο μετρούμενο αντικείμενο, της υψηλής ευαισθησίας και χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία μέτρησης όπως υψηλή τάση, κεραυνούς, ισχυρή ένταση πεδίου ακτινοβολίας, μικροκύματα υψηλής ισχύος κ.ο.κ.

Συνδυασμός Παθητικών Αισθητήρων με Άλλες Τεχνολογίες

Στον τομέα του Διαδικτύου των Πραγμάτων, οι παθητικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται όλο και πιο ευρέως και έχουν δημοσιευτεί διάφορα είδη παθητικών αισθητήρων. Για παράδειγμα, έχουν γεννηθεί αισθητήρες σε συνδυασμό με NFC, RFID, ακόμη και wifi, Bluetooth, UWB, 5G και άλλες ασύρματες τεχνολογίες. Σε παθητική λειτουργία, ο αισθητήρας λαμβάνει ενέργεια από ραδιοσήματα στο περιβάλλον μέσω της κεραίας και τα δεδομένα του αισθητήρα αποθηκεύονται σε μη πτητική μνήμη, η οποία διατηρείται όταν δεν παρέχεται ρεύμα.

Και ασύρματοι παθητικοί αισθητήρες τάσης υφασμάτων που βασίζονται στην τεχνολογία RFID, συνδυάζουν την τεχνολογία RFID με υφαντικά υλικά για να σχηματίσουν εξοπλισμό με λειτουργία ανίχνευσης τάσης. Ο αισθητήρας τάσης υφασμάτων RFID υιοθετεί τη λειτουργία επικοινωνίας και επαγωγής της παθητικής τεχνολογίας ετικετών UHF RFID, βασίζεται στην ηλεκτρομαγνητική ενέργεια για να λειτουργήσει, έχει δυνατότητες σμίκρυνσης και ευελιξίας και αποτελεί μια πιθανή επιλογή φορετών συσκευών.

Στο τέλος

Το Παθητικό Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT) είναι η μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης του Διαδικτύου των Πραγμάτων. Ως σύνδεσμος του παθητικού Διαδικτύου των Πραγμάτων, οι απαιτήσεις για αισθητήρες δεν περιορίζονται πλέον σε μικροσκοπικούς αισθητήρες και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Το Παθητικό Διαδίκτυο των Πραγμάτων θα αποτελέσει επίσης μια κατεύθυνση ανάπτυξης που αξίζει περαιτέρω καλλιέργειας. Με τη συνεχή ωριμότητα και καινοτομία της τεχνολογίας παθητικών αισθητήρων, η εφαρμογή της τεχνολογίας παθητικών αισθητήρων θα είναι πιο εκτεταμένη.