Čo je pasívny senzor?

Autor: Li Ai
Zdroj: Ulink Media

Čo je pasívny senzor?

Pasívny senzor sa nazýva aj senzor na premenu energie. Podobne ako internet vecí, nepotrebuje externé napájanie, to znamená, že ide o senzor, ktorý nepotrebuje používať externé napájanie, ale môže tiež získavať energiu prostredníctvom externého senzora.

Všetci vieme, že senzory možno rozdeliť na dotykové senzory, obrazové senzory, teplotné senzory, senzory pohybu, senzory polohy, plynové senzory, svetelné senzory a senzory tlaku podľa rôznych fyzikálnych veličín vnímania a detekcie. V prípade pasívnych senzorov sú potenciálnymi zdrojmi energie svetelná energia, elektromagnetické žiarenie, teplota, energia ľudského pohybu a zdroj vibrácií detekovaný senzormi.

Rozumie sa, že pasívne senzory možno rozdeliť do nasledujúcich troch kategórií: pasívny senzor s optickými vláknami, pasívny senzor s povrchovou akustickou vlnou a pasívny senzor založený na energetických materiáloch.

• Optický senzor

Optický senzor je druh senzora založeného na niektorých vlastnostiach optického vlákna, ktorý bol vyvinutý v polovici 70. rokov 20. storočia. Je to zariadenie, ktoré prevádza nameraný stav na merateľný svetelný signál. Pozostáva zo svetelného zdroja, senzora, detektora svetla, obvodu na úpravu signálu a optického vlákna.

Má vlastnosti vysokej citlivosti, silnej odolnosti voči elektromagnetickému rušeniu, dobrej elektrickej izolácie, silnej adaptácie na prostredie, diaľkového merania, nízkej spotreby energie a je čoraz zrelší v aplikáciách internetu vecí. Napríklad hydrofón s optickými vláknami je druh zvukového senzora, ktorý využíva optické vlákno ako citlivý prvok a snímač teploty s optickými vláknami.

• Senzor povrchových akustických vĺn

Senzor povrchovej akustickej vlny (SAW) je senzor, ktorý ako snímací prvok využíva zariadenie s povrchovou akustickou vlnou. Nameraná informácia sa odráža zmenou rýchlosti alebo frekvencie povrchovej akustickej vlny v zariadení s povrchovou akustickou vlnou SURFACE a premieňa sa na výstupný elektrický signál senzora. Ide o komplexný senzor so širokou škálou senzorov. Zahŕňa najmä senzor tlaku povrchovej akustickej vlny, senzor teploty povrchovej akustickej vlny, biologický génový senzor povrchovej akustickej vlny, senzor chemických plynov povrchovej akustickej vlny a inteligentný senzor atď.

Okrem pasívneho optického vláknového senzora s vysokou citlivosťou, ktorý dokáže merať vzdialenosť a vyznačuje sa nízkou spotrebou energie, pasívne senzory povrchovej akustické vlny využívajú zmenu frekvencie Hui na odhadovanie zmeny rýchlosti, takže zmena kontroly na vonkajšie meranie môže byť veľmi presná. Zároveň sa vyznačujú malým objemom, nízkou hmotnosťou a nízkou spotrebou energie, čo im umožňuje dosiahnuť dobré tepelné a mechanické vlastnosti a naštartovať novú éru bezdrôtových malých senzorov. Široko sa používajú v rozvodniach, vlakoch, leteckom priemysle a ďalších oblastiach.

• Pasívny senzor založený na energetických materiáloch

Pasívne senzory založené na energetických materiáloch, ako už názov napovedá, využívajú bežnú energiu na premenu elektrickej energie, ako je svetelná energia, tepelná energia, mechanická energia atď. Pasívny senzor založený na energetických materiáloch má výhody širokopásmového merania, silnej odolnosti voči rušeniu, minimálneho rušenia meraného objektu, vysokej citlivosti a je široko používaný v elektromagnetických meracích poliach, ako je vysoké napätie, blesk, silné radiačné pole, vysokovýkonné mikrovlnné rúry atď.

Kombinácia pasívnych senzorov s inými technológiami

V oblasti internetu vecí sa pasívne senzory čoraz viac používajú a boli publikované rôzne druhy pasívnych senzorov. Napríklad sa zrodili senzory kombinované s NFC, RFID a dokonca aj Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G a ďalšími bezdrôtovými technológiami. V pasívnom režime senzor získava energiu z rádiových signálov v prostredí prostredníctvom antény a dáta zo senzora sa ukladajú do energeticky nezávislej pamäte, ktorá sa zachová aj po výpadku napájania.

A bezdrôtové pasívne textilné senzory napätia založené na technológii RFID, ktoré kombinujú technológiu RFID s textilnými materiálmi, vytvárajú zariadenia s funkciou snímania napätia. RFID textilný senzor napätia využíva komunikačný a indukčný režim pasívnej technológie UHF RFID štítkov, na svoju prácu sa spolieha na elektromagnetickú energiu, má potenciál miniaturizácie a flexibility a stáva sa potenciálnou voľbou nositeľných zariadení.

Na konci

Pasívny internet vecí je budúcim smerom vývoja internetu vecí. Ako prepojenie pasívneho internetu vecí sa požiadavky na senzory už neobmedzujú len na miniatúrnosť a nízku spotrebu energie. Pasívny internet vecí bude tiež smerom vývoja hodným ďalšieho rozvoja. S neustálym rozvojom a inováciami technológie pasívnych senzorov sa jej využitie rozšíri.