Co je pasivní senzor?

Autor: Li Ai
Zdroj: Ulink Media

Co je pasivní senzor?

Pasivní senzor se také nazývá senzor pro přeměnu energie. Stejně jako internet věcí nepotřebuje externí napájení, to znamená, že se jedná o senzor, který nepotřebuje používat externí zdroj napájení, ale také může získávat energii prostřednictvím externího senzoru.

Všichni víme, že senzory lze podle různých fyzikálních veličin vnímání a detekce rozdělit na dotykové senzory, obrazové senzory, teplotní senzory, senzory pohybu, senzory polohy, plynové senzory, světelné senzory a tlakové senzory. U pasivních senzorů jsou potenciálními zdroji energie detekované senzory světelná energie, elektromagnetické záření, teplota, energie lidského pohybu a zdroj vibrací.

Rozumí se, že pasivní senzory lze rozdělit do následujících tří kategorií: pasivní senzor s optickými vlákny, pasivní senzor s povrchovou akustickou vlnou a pasivní senzor založený na energetických materiálech.

• Optický senzor

Optický senzor je druh senzoru založeného na některých vlastnostech optického vlákna, vyvinutého v polovině 70. let 20. století. Jedná se o zařízení, které převádí naměřený stav na měřitelný světelný signál. Skládá se ze zdroje světla, senzoru, detektoru světla, obvodu pro úpravu signálu a optického vlákna.

Má vlastnosti vysoké citlivosti, silné odolnosti vůči elektromagnetickému rušení, dobré elektrické izolace, silné adaptace na prostředí, možnosti dálkového měření, nízké spotřeby energie a stále více se rozvíjí v aplikacích internetu věcí. Například hydrofon s optickými vlákny je druh zvukového senzoru, který využívá optické vlákno jako citlivý prvek a snímač teploty s optickými vlákny.

• Senzor povrchové akustické vlny

Senzor povrchové akustické vlny (SAW) je senzor, který jako snímací prvek využívá zařízení s povrchovou akustickou vlnou. Naměřená informace se odráží změnou rychlosti nebo frekvence povrchové akustické vlny v zařízení s povrchovou akustickou vlnou a převádí se na výstupní elektrický signál senzoru. Jedná se o komplexní senzor s širokou škálou senzorů. Zahrnuje především senzor tlaku v povrchové akustické vlně, senzor teploty v povrchové akustické vlně, senzor biologických genů v povrchové akustické vlně, senzor chemických plynů v povrchové akustické vlně a inteligentní senzor atd.

Kromě pasivních optických vláknových senzorů s vysokou citlivostí, které dokáží měřit vzdálenost a vyznačují se nízkou spotřebou energie, využívají pasivní senzory povrchové akustické vlny Hui k odhadování změny frekvence změny rychlosti, takže změna kontroly na vnější měření může být velmi přesná. Zároveň se vyznačují malým objemem, nízkou hmotností a nízkou spotřebou energie, což jim umožňuje dosáhnout dobrých tepelných a mechanických vlastností a zahájilo novou éru bezdrátových malých senzorů. Jsou široce používány v rozvodnách, železniční dopravě, letectví a dalších oblastech.

• Pasivní senzor založený na energetických materiálech

Pasivní senzory založené na energetických materiálech, jak název napovídá, využívají běžnou energii k přeměně elektrické energie, jako je světelná energie, tepelná energie, mechanická energie atd. Pasivní senzor založený na energetických materiálech má výhody širokého pásma, silné odolnosti proti rušení, minimálního rušení měřeného objektu, vysoké citlivosti a je široce používán v elektromagnetických měřicích polích, jako je vysoké napětí, blesky, silná radiační pole, vysoce výkonné mikrovlnné záření atd.

Kombinace pasivních senzorů s dalšími technologiemi

V oblasti internetu věcí se pasivní senzory stále častěji používají a byly publikovány různé druhy pasivních senzorů. Zrodily se například senzory kombinované s NFC, RFID a dokonce i Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G a dalšími bezdrátovými technologiemi. V pasivním režimu senzor získává energii z rádiových signálů v prostředí prostřednictvím antény a data ze senzoru jsou uložena v energeticky nezávislé paměti, která se uchovává i při výpadku napájení.

A bezdrátové pasivní textilní senzory napětí založené na technologii RFID kombinují technologii RFID s textilními materiály a vytvářejí zařízení s funkcí snímání napětí. RFID textilní senzor napětí využívá komunikační a indukční režim pasivní technologie UHF RFID štítků, spoléhá na elektromagnetickou energii, má potenciál miniaturizace a flexibility a stává se potenciální volbou nositelných zařízení.

Na konci

Pasivní internet věcí je budoucím směrem vývoje internetu věcí. Jakožto článek pasivního internetu věcí se požadavky na senzory již neomezují pouze na miniaturní rozměry a nízkou spotřebu energie. Pasivní internet věcí bude také směrem vývoje, který si zaslouží další rozvoj. S neustálým vývojem a inovací technologie pasivních senzorů se její aplikace rozšíří.