Что такое пассивный датчик?

Автор: Ли Ай
Источник: Ulink Media

Что такое пассивный датчик?

Пассивный датчик также называют датчиком преобразования энергии. Подобно устройствам Интернета вещей, он не требует внешнего источника питания, то есть это датчик, которому не нужен внешний источник питания, но который может получать энергию от внешнего источника.

Всем известно, что датчики можно разделить на тактильные, фотодатчики, датчики температуры, датчики движения, датчики положения, датчики газа, датчики освещенности и датчики давления в зависимости от воспринимаемых и детектируемых физических величин. Для пассивных датчиков потенциальными источниками энергии являются энергия света, электромагнитное излучение, температура, энергия движения человека и источник вибрации, регистрируемые датчиками.

Понятно, что пассивные датчики можно разделить на следующие три категории: пассивные датчики на основе оптического волокна, пассивные датчики на основе поверхностных акустических волн и пассивные датчики на основе энергетических материалов.

• Оптический волоконный датчик

Волоконно-оптический датчик — это тип датчика, основанный на некоторых характеристиках оптического волокна, разработанный в середине 1970-х годов. Это устройство, преобразующее измеряемое состояние в измеримый световой сигнал. Он состоит из источника света, датчика, детектора света, схемы обработки сигнала и оптического волокна.

Обладая такими характеристиками, как высокая чувствительность, высокая устойчивость к электромагнитным помехам, хорошая электрическая изоляция, высокая адаптивность к окружающей среде, возможность дистанционного измерения, низкое энергопотребление, он все более широко применяется в сфере Интернета вещей. Например, оптоволоконный гидрофон — это вид звукового датчика, в котором в качестве чувствительного элемента используется оптическое волокно, а также оптоволоконный датчик температуры.

• Датчик поверхностных акустических волн

Датчик поверхностных акустических волн (ПАВ) — это датчик, использующий устройство на основе поверхностных акустических волн в качестве чувствительного элемента. Измеряемая информация отражается изменением скорости или частоты поверхностных акустических волн в устройстве на основе поверхностных акустических волн и преобразуется в электрический выходной сигнал. Это сложный датчик с широким спектром применения. В основном он включает в себя датчик давления на основе поверхностных акустических волн, датчик температуры на основе поверхностных акустических волн, биологический датчик генов на основе поверхностных акустических волн, химический датчик газов на основе поверхностных акустических волн, интеллектуальный датчик и т. д.

Помимо пассивных оптоволоконных датчиков с высокой чувствительностью, возможностью измерения расстояния и низким энергопотреблением, пассивные датчики поверхностных акустических волн используют изменение частоты Хуи для определения изменения скорости, что позволяет проводить очень точные измерения при проверке изменений вне помещений. Одновременно с этим, благодаря малому объему, легкому весу и низкому энергопотреблению, они обладают хорошими тепловыми и механическими свойствами, открывая новую эру беспроводных, малогабаритных датчиков. Они широко используются в подстанциях, поездах, аэрокосмической отрасли и других областях.

• Пассивный датчик на основе энергетических материалов

Пассивные датчики на основе энергетических материалов, как следует из названия, используют обычную энергию в быту для преобразования в электрическую энергию, такую ​​как световая энергия, тепловая энергия, механическая энергия и т. д. Пассивные датчики на основе энергетических материалов обладают преимуществами широкой полосы пропускания, высокой помехоустойчивости, минимального воздействия на измеряемый объект, высокой чувствительности и широко используются в электромагнитных измерениях, таких как высокое напряжение, молния, сильное излучение, мощные микроволновые излучения и т. д.

Сочетание пассивных датчиков с другими технологиями

В области Интернета вещей пассивные датчики получают все большее распространение, и опубликованы различные их виды. Например, появились датчики, сочетающие в себе NFC, RFID и даже Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G и другие беспроводные технологии. В пассивном режиме датчик получает энергию от радиосигналов в окружающей среде через антенну, а данные датчика сохраняются в энергонезависимой памяти, которая остается активной при отсутствии питания.

Беспроводные пассивные текстильные датчики деформации на основе технологии RFID сочетают в себе технологию RFID и текстильные материалы, образуя устройство с функцией измерения деформации. Текстильный RFID-датчик деформации использует режим связи и индукции пассивной технологии UHF RFID-меток, работает за счет электромагнитной энергии, обладает потенциалом миниатюризации и гибкости и становится перспективным вариантом для носимых устройств.

В конце

Пассивный интернет вещей — это будущее направление развития интернета вещей. В качестве связующего звена пассивного интернета вещей требования к датчикам больше не ограничиваются миниатюрностью и низким энергопотреблением. Пассивный интернет вещей также станет перспективным направлением развития. С непрерывным совершенствованием и инновациями в технологии пассивных датчиков, их применение будет расширяться.