Czym jest czujnik pasywny?

Autor: Li Ai
Źródło: Ulink Media

Czym jest czujnik pasywny?

Czujnik pasywny jest również nazywany czujnikiem konwersji energii. Podobnie jak Internet Rzeczy, nie potrzebuje zewnętrznego zasilania, to znaczy, że jest to czujnik, który nie potrzebuje zewnętrznego zasilania, ale może również uzyskać energię za pośrednictwem zewnętrznego czujnika.

Wszyscy wiemy, że czujniki można podzielić na czujniki dotykowe, czujniki obrazu, czujniki temperatury, czujniki ruchu, czujniki położenia, czujniki gazu, czujniki światła i czujniki ciśnienia według różnych fizycznych wielkości percepcji i wykrywania. W przypadku czujników pasywnych energia świetlna, promieniowanie elektromagnetyczne, temperatura, energia ruchu człowieka i źródło wibracji wykrywane przez czujniki są potencjalnymi źródłami energii.

Uważa się, że czujniki pasywne można podzielić na trzy następujące kategorie: pasywne czujniki światłowodowe, pasywne czujniki wykorzystujące powierzchniowe fale akustyczne i pasywne czujniki bazujące na materiałach energetycznych.

• Czujnik światłowodowy

Czujnik światłowodowy to rodzaj czujnika bazujący na niektórych cechach światłowodu opracowanych w połowie lat 70. Jest to urządzenie, które zamienia mierzony stan na mierzalny sygnał świetlny. Składa się ze źródła światła, czujnika, detektora światła, obwodu kondycjonowania sygnału i światłowodu.

Posiada cechy wysokiej czułości, silnej odporności na zakłócenia elektromagnetyczne, dobrej izolacji elektrycznej, silnej adaptacji środowiskowej, zdalnego pomiaru, niskiego zużycia energii i jest coraz bardziej dojrzały w zastosowaniu Internetu rzeczy. Na przykład, hydrofon światłowodowy jest rodzajem czujnika dźwięku, który przyjmuje światłowód jako element czuły, a czujnik temperatury światłowodu.

• Czujnik fal akustycznych powierzchniowych

Czujnik powierzchniowej fali akustycznej (SAW) to czujnik, który wykorzystuje urządzenie powierzchniowej fali akustycznej jako element wykrywający. Zmierzone informacje są odbijane przez zmianę prędkości lub częstotliwości powierzchniowej fali akustycznej w urządzeniu powierzchniowej fali akustycznej i są konwertowane na czujnik wyjściowy sygnału elektrycznego. Jest to złożony czujnik z szeroką gamą czujników. Obejmuje on głównie czujnik ciśnienia powierzchniowej fali akustycznej, czujnik temperatury powierzchniowej fali akustycznej, czujnik biologicznego genu powierzchniowej fali akustycznej, czujnik chemicznego gazu powierzchniowej fali akustycznej i inteligentny czujnik itp.

Oprócz pasywnego czujnika światłowodowego o wysokiej czułości, może mierzyć odległość, cechy niskiego zużycia energii, pasywne czujniki fal akustycznych powierzchniowych wykorzystują zmianę częstotliwości Hui, aby zgadnąć zmianę prędkości, więc zmiana kontroli na pomiar zewnętrzny może być bardzo precyzyjna, w tym samym czasie cechy małej objętości, lekkości, niskiego zużycia energii mogą pozwolić mu uzyskać dobre właściwości termiczne i mechaniczne, i zapoczątkowały nową erę bezprzewodowych, małych czujników. Jest szeroko stosowany w podstacjach, pociągach, lotnictwie i innych dziedzinach.

• Pasywny czujnik oparty na materiałach energetycznych

Pasywne czujniki oparte na materiałach energetycznych, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystują powszechną energię życiową do konwersji energii elektrycznej, takiej jak energia świetlna, energia cieplna, energia mechaniczna itd. Pasywny czujnik oparty na materiałach energetycznych ma zalety szerokiego pasma, silnej zdolności przeciwzakłóceniowej, minimalnego zakłócenia mierzonego obiektu, wysokiej czułości i jest szeroko stosowany w elektromagnetycznych polach pomiarowych, takich jak wysokie napięcie, piorun, silne natężenie pola promieniowania, mikrofale o dużej mocy itd.

Połączenie czujników pasywnych z innymi technologiami

W obszarze Internetu rzeczy czujniki pasywne są coraz szerzej stosowane, a opublikowano różne rodzaje czujników pasywnych. Na przykład powstały czujniki połączone z NFC, RFID, a nawet wifi, Bluetooth, UWB, 5G i innymi technologiami bezprzewodowymi. W trybie pasywnym czujnik uzyskuje energię z sygnałów radiowych w otoczeniu za pośrednictwem anteny, a dane czujnika są przechowywane w pamięci nieulotnej, która jest zachowywana, gdy nie jest dostarczane zasilanie.

I bezprzewodowe pasywne czujniki naprężeń tekstylnych oparte na technologii RFID. Łączy technologię RFID z materiałami tekstylnymi, aby utworzyć sprzęt z funkcją wykrywania naprężeń. Czujnik naprężeń tekstylnych RFID przyjmuje tryb komunikacji i indukcji pasywnej technologii tagów RFID UHF, opiera się na energii elektromagnetycznej do pracy, ma potencjał miniaturyzacji i elastyczności i staje się potencjalnym wyborem urządzeń do noszenia.

Na końcu

Pasywny Internet Rzeczy to przyszły kierunek rozwoju Internetu Rzeczy. Jako ogniwo pasywnego Internetu Rzeczy, wymagania dotyczące czujników nie ograniczają się już do miniaturowych i niskiego zużycia energii. Pasywny Internet Rzeczy będzie również kierunkiem rozwoju wartym dalszego kultywowania. Wraz z ciągłą dojrzałością i innowacyjnością technologii pasywnych czujników, zastosowanie technologii pasywnych czujników będzie bardziej rozległe.