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, якому не потрібно використовувати зовнішнє джерело живлення, але він також може отримувати енергію через зовнішній датчик.

Ми всі знаємо, що датчики можна розділити на датчики дотику, датчики зображення, датчики температури, датчики руху, датчики положення, датчики газу, 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, виявлене датчиками.

Зрозуміло, що пасивні датчики можна розділити на такі три категорії: оптоволоконний пасивний датчик, пасивний датчик поверхневої акустичної хвилі та пасивний датчик на основі енергетичних матеріалів.

• Оптоволоконний датчик

Волоконно-оптичний датчик — це свого роду датчик, заснований на деяких характеристиках оптичного волокна, розробленого в середині 1970-х років. Це пристрій, який перетворює виміряний стан у світловий сигнал, який можна виміряти. Він складається з джерела світла, датчика, детектора світла, схеми формування сигналу та оптичного волокна.

Він має такі характеристики, як висока чутливість, сильний опір електромагнітним перешкодам, хороша електрична ізоляція, сильна адаптація до навколишнього середовища, дистанційне вимірювання, низьке енергоспоживання та стає все більш зрілим у застосуванні Інтернету речей. Наприклад, волоконно-оптичний гідрофон — це свого роду датчик звуку, який приймає оптичне волокно як чутливий елемент, а оптичне волокно — датчик температури.

• Датчик поверхневих акустичних хвиль

Датчик поверхневої акустичної хвилі (SAW) — це датчик, який використовує пристрій поверхневої акустичної хвилі як чутливий елемент. Виміряна інформація відображається зміною швидкості або частоти поверхневої акустичної хвилі в пристрої акустичної хвилі SURFACE і перетворюється на датчик вихідного електричного сигналу. Це комплексний датчик із широким діапазоном датчиків. В основному це датчик тиску поверхневої акустичної хвилі, датчик температури поверхневої акустичної хвилі, датчик біологічних генів поверхневої акустичної хвилі, хімічний газовий датчик поверхневої акустичної хвилі та інтелектуальний датчик тощо.

Окрім пасивного оптоволоконного датчика з високою чутливістю, який може вимірювати відстань, характеристики низького енергоспоживання, пасивні датчики поверхневих акустичних хвиль використовують зміну частоти Hui, вгадуючи зміну швидкості, тому зміна перевірки на зовнішнє вимірювання може бути дуже точні, водночас такі характеристики, як невеликий об’єм, легка вага, низьке енергоспоживання, можуть дозволити йому отримати хороші термічні та механічні властивості, і започаткували нову еру бездротових маленьких 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 в житті для перетворення електричної енергії, такої як енергія світла, теплова енергія, механічна енергія тощо. Пасивний датчик на основі енергетичних матеріалів має такі переваги, як широка смуга, сильна здатність проти перешкод, мінімальні перешкоди для вимірюваного об’єкта, висока чутливість і широко використовується в електромагнітних вимірювальних полях, таких як висока напруга, блискавка, сильна напруженість поля випромінювання, мікрохвильова піч високої потужності тощо.

Поєднання пасивних датчиків з іншими технологіями

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

І бездротові пасивні текстильні датчики деформації на основі технології RFID. Він поєднує технологію RFID з текстильними матеріалами для створення обладнання з функцією визначення деформації. Текстильний датчик деформації RFID використовує режим зв’язку та індукційний режим пасивної технології тегів UHF RFID, покладається на електромагнітну енергію для роботи, має потенціал мініатюризації та гнучкості та стає потенційним вибором носимих пристроїв.

Наприкінці

Пасивний Інтернет речей – це напрямок майбутнього розвитку Інтернету речей. Як ланка пасивного Інтернету речей, вимоги до датчиків більше не обмежуються мініатюрністю та низьким енергоспоживанням. Пасивний Інтернет речей також буде напрямом розвитку, який варто розвивати далі. З постійним розвитком та інноваціями технології пасивних датчиків застосування технології пасивних датчиків буде більш широким.