Kas yra pasyvus jutiklis?

Autorius: Li Ai
Šaltinis: „Ulink Media“

Kas yra pasyvus jutiklis?

Pasyvus jutiklis dar vadinamas energijos konversijos jutikliu. Kaip ir daiktų internetui, jam nereikia išorinio maitinimo šaltinio, t. y. tai jutiklis, kuriam nereikia naudoti išorinio maitinimo šaltinio, bet jis taip pat gali gauti energiją per išorinį jutiklį.

Visi žinome, kad jutiklius pagal skirtingus suvokimo ir aptikimo fizikinius dydžius galima suskirstyti į lietimo jutiklius, vaizdo jutiklius, temperatūros jutiklius, judesio jutiklius, padėties jutiklius, dujų jutiklius, šviesos jutiklius ir slėgio jutiklius. Pasyviųjų jutiklių atveju potencialūs energijos šaltiniai yra šviesos energija, elektromagnetinė spinduliuotė, temperatūra, žmogaus judėjimo energija ir vibracijos šaltinis, kurį aptinka jutikliai.

Suprantama, kad pasyviuosius jutiklius galima suskirstyti į šias tris kategorijas: optinio pluošto pasyvųjį jutiklį, paviršinių akustinių bangų pasyvųjį jutiklį ir pasyvųjį jutiklį, pagrįstą energetinėmis medžiagomis.

• Optinio pluošto jutiklis

Optinio pluošto jutiklis yra jutiklio rūšis, pagrįsta kai kuriomis optinio pluošto savybėmis, sukurta aštuntojo dešimtmečio viduryje. Tai įrenginys, kuris išmatuotą būseną paverčia išmatuojamu šviesos signalu. Jį sudaro šviesos šaltinis, jutiklis, šviesos detektorius, signalo apdorojimo grandinė ir optinis pluoštas.

Jis pasižymi dideliu jautrumu, stipriu atsparumu elektromagnetiniams trukdžiams, gera elektros izoliacija, stipriu prisitaikymu prie aplinkos, nuotoliniu matavimu, mažu energijos suvartojimu ir vis labiau brandėja daiktų interneto taikyme. Pavyzdžiui, optinio pluošto hidrofonas yra garso jutiklis, kurio jautrus elementas yra optinis pluoštas, ir optinio pluošto temperatūros jutiklis.

• Paviršinių akustinių bangų jutiklis

Paviršinių akustinių bangų (PAB) jutiklis – tai jutiklis, kuris kaip jutimo elementą naudoja paviršinių akustinių bangų įtaisą. Išmatuota informacija atsispindi paviršinių akustinių bangų greičio arba dažnio pokytyje SURFACE akustinių bangų įtaise ir paverčiama elektrinio signalo išvesties jutikliu. Tai sudėtingas jutiklis su plačiu jutiklių spektru. Jį daugiausia sudaro paviršinių akustinių bangų slėgio jutiklis, paviršinių akustinių bangų temperatūros jutiklis, paviršinių akustinių bangų biologinių genų jutiklis, paviršinių akustinių bangų cheminių dujų jutiklis ir išmanusis jutiklis ir kt.

Be pasyvaus optinio pluošto jutiklio su dideliu jautrumu, galinčio matuoti atstumą ir mažo energijos suvartojimo charakteristikomis, pasyvūs paviršinių akustinių bangų jutikliai naudoja Hui dažnio pokytį, kad atspėtų greičio pokyčius, todėl patikrinimo pokytis, palyginti su išoriniu matavimu, gali būti labai tikslus. Tuo pačiu metu mažas tūris, lengvas svoris ir mažos energijos sąnaudos leidžia pasiekti geras šilumines ir mechanines savybes. Tai atvedė į naują belaidžių, mažų jutiklių erą. Jis plačiai naudojamas pastotėse, traukiniuose, aviacijos ir kosmoso bei kitose srityse.

• Pasyvus jutiklis, pagrįstas energijos medžiagomis

Pasyvieji jutikliai, pagrįsti energijos medžiagomis, kaip rodo pavadinimas, naudoja įprastą energiją elektros energijai, pvz., šviesos energijai, šilumos energijai, mechaninei energijai ir kt., konvertuoti. Pasyvieji jutikliai, pagrįsti energijos medžiagomis, pasižymi plačiajuosčiu dažnių diapazonu, stipria apsauga nuo trukdžių, minimaliais trikdžiais matuojamam objektui, dideliu jautrumu ir yra plačiai naudojami elektromagnetinių matavimo laukuose, tokiuose kaip aukšta įtampa, žaibas, stiprus spinduliuotės lauko stiprumas, didelės galios mikrobangos ir kt.

Pasyviųjų jutiklių derinimas su kitomis technologijomis

Daiktų interneto srityje vis plačiau naudojami pasyvieji jutikliai, ir jau yra publikuota įvairių rūšių pasyviųjų jutiklių. Pavyzdžiui, atsirado jutikliai, derinami su NFC, RFID ir net wifi, Bluetooth, UWB, 5G ir kitomis belaidėmis technologijomis. Pasyviuoju režimu jutiklis energiją gauna iš aplinkoje esančių radijo signalų per anteną, o jutiklio duomenys saugomi nepastoviojoje atmintyje, kuri išsaugoma ir nutrūkus maitinimui.

Belaidžiai pasyvūs tekstilės deformacijos jutikliai, pagrįsti RFID technologija, sujungia RFID technologiją su tekstilės medžiagomis, kad būtų sukurta įranga su deformacijos jutimo funkcija. RFID tekstilės deformacijos jutiklis naudoja pasyvios UHF RFID žymos technologijos ryšio ir indukcijos režimą, veikia elektromagnetine energija, turi miniatiūrizacijos ir lankstumo potencialą, todėl tampa potencialiu nešiojamų įrenginių pasirinkimu.

Pabaigoje

Pasyvusis daiktų internetas yra būsima daiktų interneto plėtros kryptis. Kaip pasyvaus daiktų interneto grandis, jutiklių reikalavimai nebėra apriboti miniatiūromis ir mažu energijos suvartojimu. Pasyvusis daiktų internetas taip pat bus plėtros kryptis, kurią verta toliau plėtoti. Nuolat tobulėjant pasyviųjų jutiklių technologijai ir diegiant naujoves, pasyviųjų jutiklių technologijos taikymas bus platesnis.