Ezagutza Profesionala

Gauzen Interneten oinarritutako zuntz optikoa hautemateko teknologiaren aplikazioa

2021-03-15
Zuntz optikoa eta zuntz optikoa komunikatzeko teknologiak azkar garatzearekin batera, zuntz optikoa hautemateko teknologia sortu zen. Jaio zenetik, zuntz optikoko sentsoreak azkar garatu dira tamaina txikia, pisu arina, sentsibilitate handia, erantzun azkarra, interferentzia elektromagnetikoen aurkako ahalmen handia eta erabiltzeko erraztasuna direla eta, oso erabiliak dira medikuntza kimikoan, materialen industrian, uraren kontserbazioan. eta energia elektrikoa, itsasontziak, Ikatz meategiak eta ingeniaritza zibila hainbat arlotan. Batez ere, gaur egun, Gauzen Interneten garapen bizkorrarekin ezin da zuntz optikoa hautemateko teknologiaren egoera ahaztu.
1 Zuntz optikoko sentsoreen oinarrizko printzipioa eta garapen egoera
1.1 Zuntz optikoko sentsoreen oinarrizko printzipioak eta sailkapena
Zuntz optikoa hautemateko teknologia 1970eko hamarkadan garatutako teknologia berri bat da. Argia zuntz optiko baten bidez hedatzen denean, argiak islatzen du kanpoko tenperaturaren, presioaren, desplazamenduaren, eremu magnetikoaren, eremu elektrikoaren eta biraketaren eraginpean. , Errefrakzio- eta xurgapen-efektuak, Doppler efektu optikoa, efektu akustiko-optikoa, elektro-optikoa, magneto-optikoa eta elastikoa, etab., zuzenean edo zeharka alda ditzakete argi uhinaren anplitudea, fasea, polarizazio egoera eta uhin luzera, beraz, zuntza Hainbat kantitate fisiko hautemateko osagai sentikor gisa.
Zuntz optikoaren sentsorea batez ere argi iturri batez, transmisio zuntz batez, fotodetektagailu batez eta seinalea prozesatzeko zati batez osatuta dago. Oinarrizko printzipioa da argi iturriaren argia zuntz optikoaren bidez sentsore burura (modulatzailea) bidaltzen dela, neurtu beharreko parametroek modulazio eremuan sartzen den argiarekin elkarreragin dezaten, argiaren propietate optikoak lortuz ( esate baterako, intentsitatea, uhin-luzera, argiaren maiztasuna, fasea, polarizazio-egoera eta abar aldatzen dira seinale argi modulatu bihurtzeko, eta, ondoren, fotodetektorera igortzen da zuntz optikoaren bidez, seinale optikoa seinale elektriko bihurtzeko, eta azkenean, seinalea neurtu den kantitate fisikoa berreskuratzeko prozesatu da.Zuntz optikoko sentsore mota asko daude, eta orokorrean funtzionalak (sentsore mota) eta mota ez funtzionalak (argia transmititzeko mota) sentsoreetan sailka daitezke.
Sentsore funtzionalak zuntz optikoa kanpoko informazioarekiko eta detekzio gaitasunarekiko sentikorra izateko duen gaitasuna da. Zuntz optikoa osagai sentikor gisa erabiltzen denean, zuntz optikoan neurtzean, argiaren intentsitatearen, fasearen, maiztasunaren edo polarizazio egoeraren ezaugarriak aldatu egingo dira. Modulazioaren funtzioa gauzatzen da. Ondoren, neurtu beharreko seinalea modulatutako seinalea demodulatuz lortzen da. Sentsore mota honetan, zuntz optikoak argi transmisioaren papera ez ezik, "zentzumen" papera ere betetzen du.
Funtzionalak ez diren sentsoreek beste osagai sentikorrak erabiltzen dituzte neurtutako aldaketak antzemateko. Zuntz optikoak informazioa emateko transmisio-euskarri gisa bakarrik jokatzen du, hau da, zuntz optikoak argi-gida gisa soilik balio du [3]. Sentsore elektriko tradizionalekin alderatuta, zuntz optikozko sentsoreek interferentzia elektromagnetikoaren aurkako gaitasun handia dute, isolamendu elektriko ona eta sentsibilitate handia dute, beraz, oso erabiliak dira hainbat esparrutan, hala nola ingurumenean, zubietan, presetan, olio soroetan, azterketa mediko klinikoetan eta elikagaien segurtasunean. Probak eta beste arlo batzuk.
1.2 Zuntz optikoko sentsoreen garapenaren egoera
Zuntz sentsorea jaio zenetik, bere nagusitasuna eta aplikazio zabala munduko herrialde guztiek ondo ikusi eta oso ondo baloratu dituzte, eta modu aktiboan ikertu eta garatu da. Gaur egun, zuntz optikoen sentsoreak 70 kantitate fisiko baino gehiagotan neurtu dira, hala nola desplazamendua, presioa, tenperatura, abiadura, bibrazioa, likidoaren maila eta angelua. Zenbait herrialdek, hala nola, Estatu Batuak, Britainia Handia, Alemania eta Japonia, zuntz optikozko sentsoreen sistemen sei zentrotan, zuntz optikoa kontrolatzeko sistema modernoetan, zuntz optikozko giroskopetan, erradiazio nuklearraren monitorizazioan, hegazkinen motorren kontrolean eta programa zibiletan, jorratu dituzte eta zenbait gauza lortu dituzte. lorpenak.
Zuntz optikoko sentsoreen ikerketa lanak Txinan 1983an hasi ziren. Unibertsitate, ikerketa institutu eta enpresa batzuek zuntz optikozko sentsoreei buruz egindako ikerketek zuntz optikoa hautemateko teknologia azkar garatu dute. 2010eko maiatzaren 7an, People's Daily egunkariak jakinarazi zuen Nanjing Unibertsitateko Ingeniaritza eta Kudeaketa Eskolako irakasleak, Zhang Xuping-ek, Nanjing Unibertsitateko Ingeniaritza eta Kudeaketa Eskolako irakasleak asmatutako "zuntz optiko banatuaren detekzioaren teknologia etengabea Brillouin efektuan oinarrituta" gainditu zuela antolatutako adituen ebaluazioa gainditu zuela Hezkuntza Ministerioak egina. Balorazioko aditu taldeak aho batez uste du teknologia honek berrikuntza handia duela, jabetza intelektualeko eskubide independente ugari dituela, eta teknologiaren nazioarteko maila aurreratua eta nazioarteko maila aurreratua lortu duela eta aplikazio aukera ona duela. Txinako Gauzen Interneten hutsunea betetzen duen Gauzen Internet kontzeptuaren erabilera da teknologia honen funtsa.
2 Gauzen Interneteko oinarrizko printzipioak
Gauzen Internet kontzeptua 1999an proposatu zen eta ingelesez duen izena "Gauzen Internet" da, hau da, "konektatutako gauzen sarea". Gauzen Internet Interneten oinarritzen da eta informazioaren teknologia erabiltzen du, hala nola RFID (irrati frekuentziaren identifikazioa) teknologia, infragorri sentsoreak, kokapen globaleko sistemak eta laser eskanerrak elementuak Internetera konektatzeko informazio trukea eta komunikazioa gauzatzeko. Lokalizatzen, identifikatzen, jarraipena egiten, kontrolatzen eta kudeatzen duen sarea. Gauzen Interneten arkitektura teknikoak hiru maila ditu: pertzepzio geruza, sare geruza eta aplikazio geruza.