Co to jest czujnik pasywny?

Autor: Li Ai
Źródło: Ulink Media

Co to jest czujnik pasywny?

Czujnik pasywny nazywany jest także czujnikiem konwersji energii. Podobnie jak Internet Rzeczy nie potrzebuje zewnętrznego zasilania, czyli jest czujnikiem, który nie potrzebuje zewnętrznego zasilania, ale także może pozyskiwać energię poprzez zewnętrzny czujnik.

Wszyscy wiemy, że czujniki można podzielić na czujniki dotyku, czujniki obrazu, czujniki temperatury, czujniki ruchu, czujniki położenia, czujniki gazu, czujniki światła i czujniki ciśnienia, zgodnie z różnymi fizycznymi wielkościami percepcji i detekcji. W przypadku czujników pasywnych potencjalnymi źródłami energii są energia świetlna, promieniowanie elektromagnetyczne, temperatura, energia ruchu człowieka i źródło wibracji wykrywane przez czujniki.

Przyjmuje się, że czujniki pasywne można podzielić na następujące trzy kategorie: pasywny czujnik światłowodowy, pasywny czujnik powierzchniowej fali akustycznej i czujnik pasywny oparty na materiałach energetycznych.

• Czujnik światłowodowy

Czujnik światłowodowy to rodzaj czujnika opartego na pewnych właściwościach światłowodu opracowanego w połowie lat siedemdziesiątych. Jest to urządzenie, które przetwarza mierzony stan na mierzalny sygnał świetlny. Składa się ze źródła światła, czujnika, detektora światła, obwodu kondycjonowania sygnału i światłowodu.

Charakteryzuje się wysoką czułością, silną odpornością na zakłócenia elektromagnetyczne, dobrą izolacją elektryczną, silną adaptacją do środowiska, zdalnym pomiarem, niskim zużyciem energii i jest coraz bardziej dojrzały w stosowaniu Internetu rzeczy. Na przykład hydrofon światłowodowy jest rodzajem czujnika dźwięku, w którym światłowód jest elementem czułym, a światłowodowy czujnik temperatury.

• Powierzchniowy czujnik fali akustycznej

Czujnik powierzchniowej fali akustycznej (SAW) to czujnik wykorzystujący urządzenie powierzchniowej fali akustycznej jako element czujnikowy. Zmierzona informacja jest odzwierciedlana przez zmianę prędkości lub częstotliwości powierzchniowej fali akustycznej w urządzeniu do pomiaru fali akustycznej SURFACE i przekształcana w czujnik wyjściowy sygnału elektrycznego. Jest to złożony czujnik z szeroką gamą czujników. Obejmuje głównie czujnik ciśnienia powierzchniowej fali akustycznej, czujnik temperatury powierzchniowej fali akustycznej, biologiczny czujnik genu powierzchniowej fali akustycznej, czujnik gazu chemicznego i inteligentnego czujnika powierzchniowej fali akustycznej itp.

Oprócz pasywnego czujnika światłowodowego o wysokiej czułości, umożliwia pomiar odległości, charakterystykę niskiego zużycia energii, pasywne powierzchniowe czujniki fal akustycznych wykorzystują zmianę częstotliwości Hui do odgadnięcia zmiany prędkości, więc zmiana kontroli na pomiar zewnętrzny może być bardzo precyzyjny, a jednocześnie dzięki małej objętości, niewielkiej wadze i niskiemu zużyciu energii może uzyskać dobre właściwości termiczne i mechaniczne, a także zapoczątkował nową erę bezprzewodowych, małych czujników. Jest szeroko stosowany w podstacjach, pociągach, przemyśle lotniczym i innych dziedzinach.

• Czujnik pasywny oparty na materiałach energetycznych

Czujniki pasywne oparte na materiałach energetycznych, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystują zwykłą energię życiową do konwersji energii elektrycznej, takiej jak energia świetlna, energia cieplna, energia mechaniczna i tak dalej. Czujnik pasywny oparty na materiałach energetycznych ma zalety szerokiego pasma, silnej zdolności przeciwzakłóceniowej, minimalnych zakłóceń mierzonego obiektu, wysokiej czułości i jest szeroko stosowany w elektromagnetycznych polach pomiarowych, takich jak wysokie napięcie, wyładowania atmosferyczne, silne natężenie pola promieniowania, kuchenka mikrofalowa o dużej mocy i tak dalej.

Połączenie czujników pasywnych z innymi technologiami

W obszarze Internetu Rzeczy coraz szerzej stosowane są czujniki pasywne, opublikowano także różnego rodzaju czujniki pasywne. Narodziły się na przykład czujniki połączone z NFC, RFID, a nawet Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G i innymi technologiami bezprzewodowymi. W trybie pasywnym czujnik pozyskuje energię z sygnałów radiowych w otoczeniu przez antenę, a dane czujnika są przechowywane w pamięci nieulotnej, która jest zachowywana w przypadku braku zasilania.

Oraz bezprzewodowe pasywne czujniki naprężeń tekstyliów oparte na technologii RFID. Łączą technologię RFID z materiałami tekstylnymi, tworząc sprzęt z funkcją wykrywania naprężeń. Czujnik naprężenia tekstyliów RFID wykorzystuje tryb komunikacji i indukcji pasywnej technologii znaczników RFID UHF, do działania wykorzystuje energię elektromagnetyczną, ma potencjał miniaturyzacji i elastyczności oraz staje się potencjalnym wyborem urządzeń do noszenia.

Na koniec

Pasywny Internet Rzeczy to przyszły kierunek rozwoju Internetu Rzeczy. Jako ogniwo pasywnego Internetu Rzeczy, wymagania stawiane czujnikom nie ograniczają się już do miniaturowości i niskiego zużycia energii. Pasywny Internet Rzeczy będzie także kierunkiem rozwoju wartym dalszego rozwijania. Wraz z ciągłą dojrzałością i innowacyjnością technologii czujników pasywnych, zastosowanie technologii czujników pasywnych będzie szersze.