Sa mabilis na pag-unlad ng optical fiber at optical fiber communication technology, lumitaw ang optical fiber sensing technology. Mula nang ipanganak ito, mabilis na nabuo ang mga fiber optic sensor dahil sa kanilang maliit na sukat, magaan ang timbang, mataas na sensitivity, mabilis na pagtugon, malakas na anti-electromagnetic interference na kakayahan at kadalian ng paggamit, at malawakang ginagamit sa kemikal na gamot, industriya ng mga materyales, pangangalaga ng tubig. at electric power, barko, Coal mine at civil engineering sa iba't ibang larangan. Lalo na ngayon, sa mabilis na pag-unlad ng Internet of Things, ang katayuan ng teknolohiya ng optical fiber sensing ay hindi maaaring balewalain.
1 Pangunahing prinsipyo at katayuan ng pag-unlad ng mga fiber optic sensor
1.1 Mga Pangunahing Prinsipyo at Pag-uuri ng Mga Fiber Optic Sensor
Ang optical fiber sensing technology ay isang bagong uri ng sensing technology na binuo noong 1970s. Kapag ang liwanag ay nagpapalaganap sa pamamagitan ng isang optical fiber, ito ay makikita ng liwanag sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na temperatura, presyon, pag-aalis, magnetic field, electric field at pag-ikot. , refractive at absorption effect, optical Doppler effect, acousto-optic, electro-optic, magneto-optical at elastic effect, atbp., ay maaaring direkta o hindi direktang baguhin ang amplitude, phase, polarization state at wavelength ng light wave, kaya ang fiber Bilang isang sensitibong bahagi upang makita ang iba't ibang pisikal na dami.
Ang fiber optic sensor ay pangunahing binubuo ng isang light source, isang transmission fiber, isang photodetector, at isang bahagi ng pagpoproseso ng signal. Ang pangunahing prinsipyo ay ang ilaw mula sa pinagmumulan ng liwanag ay ipinadala sa sensing head (modulator) sa pamamagitan ng optical fiber, upang ang mga parameter na susukatin ay nakikipag-ugnayan sa liwanag na pumapasok sa modulation area, na nagreresulta sa mga optical na katangian ng liwanag ( tulad ng intensity, wavelength, frequency ng liwanag, Ang phase, polarization state, atbp. ay binago upang maging modulated signal light, na pagkatapos ay ipinadala sa photodetector sa pamamagitan ng optical fiber upang i-convert ang optical signal sa isang electrical signal, at sa wakas ang signal ay naproseso upang maibalik ang nasusukat na pisikal na dami. Maraming uri ng optical fiber sensor, at maaari silang karaniwang mauri sa functional (sensing type) sensor at non-functional type (light transmitting type) sensors.
Ang functional sensor ay nailalarawan sa pamamagitan ng kakayahan ng optical fiber na maging sensitibo sa panlabas na impormasyon at ang kakayahan sa pagtuklas. Kapag ang optical fiber ay ginagamit bilang sensitibong bahagi, kapag sinusukat sa optical fiber, magbabago ang mga katangian ng intensity, phase, frequency o polarization state ng liwanag. Ang pag-andar ng modulasyon ay natanto. Pagkatapos, ang signal na susukatin ay nakuha sa pamamagitan ng demodulate ng modulated signal. Sa ganitong uri ng sensor, ang optical fiber ay hindi lamang gumaganap ng papel ng light transmission, ngunit gumaganap din ng papel na "sense".
Gumagamit ang mga non-functional na sensor ng iba pang sensitibong bahagi para maramdaman ang mga nasusukat na pagbabago. Ang optical fiber ay gumaganap lamang bilang isang transmission medium para sa impormasyon, iyon ay, ang optical fiber ay nagsisilbi lamang bilang isang light guide [3]. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na electric sensor, ang mga fiber optic sensor ay may malakas na anti-electromagnetic interference na kakayahan, mahusay na pagkakabukod ng kuryente at mataas na sensitivity, kaya malawak itong ginagamit sa iba't ibang larangan tulad ng kapaligiran, tulay, dam, oil field, klinikal na medikal na pagsubok at kaligtasan ng pagkain. Pagsubok at iba pang larangan.
1.2 Katayuan ng Pag-unlad ng Mga Fiber Optic Sensor
Mula nang ipanganak ang fiber sensor, ang higit na kahusayan at malawak na paggamit nito ay mahigpit na binantayan at lubos na pinahahalagahan ng lahat ng mga bansa sa mundo, at ito ay aktibong sinaliksik at binuo. Sa kasalukuyan, ang mga optical fiber sensor ay nasusukat para sa higit sa 70 pisikal na dami tulad ng displacement, pressure, temperatura, bilis, vibration, liquid level at anggulo. Ang ilang mga bansa tulad ng United States, Britain, Germany at Japan ay nakatuon sa anim na aspeto ng fiber-optic sensor system, modernong digital fiber control system, fiber optic gyros, nuclear radiation monitoring, aircraft engine monitoring at civil programs, at nakamit ang ilang partikular na mga nagawa.
Ang gawaing pananaliksik ng fiber optic sensors sa China ay nagsimula noong 1983. Ang pananaliksik sa fiber optic sensor ng ilang unibersidad, research institute at kumpanya ay humantong sa mabilis na pag-unlad ng fiber optic sensing technology. Noong Mayo 7, 2010, iniulat ng Peopleâs Daily na ang "continuous distributed optical fiber sensing technology batay sa Brillouin effect" na naimbento ni Zhang Xuping, isang propesor sa School of Engineering and Management ng Nanjing University, ay pumasa sa ekspertong pagtatasa na inorganisa. ng Ministri ng Edukasyon. Ang pangkat ng dalubhasa sa pagtatasa ay nagkakaisa na naniniwala na ang teknolohiyang ito ay may malakas na pagbabago, nagtataglay ng ilang independiyenteng mga karapatan sa intelektwal na ari-arian, at umabot sa domestic nangungunang antas at internasyonal na advanced na antas sa teknolohiya, at may magandang pag-asam ng aplikasyon. Ang kakanyahan ng teknolohiyang ito ay ang paggamit ng konsepto ng Internet of Things, na pumupuno sa puwang sa Internet of Things sa China.
2 Ang mga pangunahing prinsipyo ng Internet of Things
Ang konsepto ng Internet of Things ay iminungkahi noong 1999, at ang Ingles na pangalan nito ay "The Internet of Things", na "ang network ng mga bagay na konektado." Ang Internet of Things ay batay sa Internet at gumagamit ng teknolohiya ng impormasyon tulad ng teknolohiya ng RFID (radio frequency identification), mga infrared sensor, global positioning system, at mga laser scanner upang ikonekta ang mga item sa Internet upang maisakatuparan ang pagpapalitan ng impormasyon at komunikasyon. Isang network na naghahanap, matalinong kumikilala, sumusubaybay, sumusubaybay, at namamahala. Ang teknikal na arkitektura ng Internet of Things ay binubuo ng tatlong antas: ang perception layer, ang network layer, at ang application layer.
