Що таке пасивний датчик?

Автор: Лі Ай
Джерело: Ulink Media

Що таке пасивний датчик?

Пасивний датчик також називають датчиком перетворення енергії. Як і Інтернет речей, він не потребує зовнішнього джерела живлення, тобто це датчик, який не потребує використання зовнішнього джерела живлення, але також може отримувати енергію через зовнішній датчик.

Усім відомо, що сенсори можна розділити на сенсорні датчики, датчики зображення, датчики температури, датчики руху, датчики положення, газові датчики, датчики світла та датчики тиску відповідно до різних фізичних величин сприйняття та виявлення. Для пасивних датчиків потенційними джерелами енергії є світлова енергія, електромагнітне випромінювання, температура, енергія руху людини та джерело вібрації, що виявляються датчиками.

Зрозуміло, що пасивні датчики можна розділити на такі три категорії: пасивний датчик на основі оптичного волокна, пасивний датчик на основі поверхневих акустичних хвиль та пасивний датчик на основі енергетичних матеріалів.

• Оптичний волоконний датчик

Оптичний волоконний датчик — це тип датчика, розроблений у середині 1970-х років на основі деяких характеристик оптичного волокна. Це пристрій, який перетворює вимірюваний стан на вимірюваний світловий сигнал. Він складається з джерела світла, датчика, детектора світла, схеми формування сигналу та оптичного волокна.

Він має такі характеристики, як висока чутливість, сильна стійкість до електромагнітних перешкод, добра електроізоляція, сильна адаптація до навколишнього середовища, дистанційне вимірювання, низьке енергоспоживання та все більше застосовується в Інтернеті речей. Наприклад, волоконно-оптичний гідрофон - це різновид звукового датчика, який використовує оптичне волокно як чутливий елемент, а також волоконно-оптичний датчик температури.

• Датчик поверхневих акустичних хвиль

Датчик поверхневих акустичних хвиль (SAW) – це датчик, який використовує пристрій поверхневих акустичних хвиль як чутливий елемент. Виміряна інформація відображається зміною швидкості або частоти поверхневих акустичних хвиль у пристрої поверхневих акустичних хвиль та перетворюється на вихідний електричний сигнал датчика. Це складний датчик з широким спектром датчиків. Він в основному включає датчик тиску поверхневих акустичних хвиль, датчик температури поверхневих акустичних хвиль, датчик біологічних генів поверхневих акустичних хвиль, датчик хімічних газів поверхневих акустичних хвиль, інтелектуальний датчик тощо.

Окрім того, що пасивний волоконно-оптичний датчик з високою чутливістю може вимірювати відстань та має низьке енергоспоживання, пасивні датчики поверхневих акустичних хвиль використовують зміну частоти Hui, щоб вгадати зміну швидкості, тому зміна контролю зовнішнього вимірювання може бути дуже точною. Водночас, завдяки малому об'єму, легкій вазі та низькому енергоспоживанню, він має хороші теплові та механічні властивості, що започаткувало нову еру бездротових, компактних датчиків. Він широко використовується на підстанціях, у поїздах, аерокосмічній та інших галузях.

• Пасивний датчик на основі енергетичних матеріалів

Пасивні датчики на основі енергетичних матеріалів, як випливає з назви, використовують звичайну енергію для перетворення електричної енергії, такої як світлова енергія, теплова енергія, механічна енергія тощо. Пасивний датчик на основі енергетичних матеріалів має переваги широкого діапазону, сильної стійкості до перешкод, мінімальних перешкод для вимірюваного об'єкта, високої чутливості та широко використовується в електромагнітних вимірювальних полях, таких як висока напруга, блискавка, сильне радіаційне поле, потужне мікрохвильове випромінювання тощо.

Поєднання пасивних датчиків з іншими технологіями

У сфері Інтернету речей пасивні датчики використовуються все ширше, і були опубліковані різні види пасивних датчиків. Наприклад, з'явилися датчики, поєднані з NFC, RFID і навіть Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G та іншими бездротовими технологіями. У пасивному режимі датчик отримує енергію з радіосигналів навколишнього середовища через антену, а дані датчика зберігаються в енергонезалежній пам'яті, яка зберігається, коли живлення не подається.

А бездротові пасивні текстильні датчики деформації на основі технології RFID поєднують технологію RFID з текстильними матеріалами для створення обладнання з функцією вимірювання деформації. Текстильний датчик деформації RFID використовує режим зв'язку та індукції пасивної технології UHF RFID-міток, працює на електромагнітній енергії, має потенціал мініатюризації та гнучкості та стає потенційним вибором для носимих пристроїв.

В кінці

Пасивний Інтернет речей – це майбутній напрямок розвитку Інтернету речей. Як ланка пасивного Інтернету речей, вимоги до датчиків більше не обмежуються мініатюрністю та низьким енергоспоживанням. Пасивний Інтернет речей також буде напрямком розвитку, який заслуговує на подальший розвиток. Зі постійним розвитком та вдосконаленням технології пасивних датчиків, її застосування буде ширшим.