Оптикалық талшықты және оптикалық талшықты байланыс технологияларының қарқынды дамуымен оптикалық талшықты зондтау технологиясы пайда болды. Туылғаннан бері талшықты-оптикалық сенсорлар шағын өлшемдері, жеңіл салмағы, жоғары сезімталдығы, жылдам жауап беруі, күшті антиэлектромагниттік кедергі қабілеті және пайдаланудың қарапайымдылығы арқасында тез дамыды және химиялық медицинада, материалдар өнеркәсібінде, суды үнемдеуде кеңінен қолданылады. және электр энергетикасы, кемелер, көмір шахталары және әртүрлі салалардағы азаматтық құрылыс. Әсіресе, бүгінде заттар интернетінің қарқынды дамуы кезінде оптикалық талшықты зондтау технологиясының мәртебесін елемеуге болмайды.
1 Талшықты-оптикалық сенсорлардың негізгі принципі және даму күйі
1.1 Талшықты-оптикалық сенсорлардың негізгі принциптері және классификациясы
Оптикалық талшықты зондтау технологиясы – 1970 жылдары жасалған сезу технологиясының жаңа түрі. Жарық оптикалық талшық арқылы тараған кезде сыртқы температура, қысым, орын ауыстыру, магнит өрісі, электр өрісі және айналу әсерінен жарықпен шағылысады. , сыну және жұту әсерлері, оптикалық доплер эффектісі, акусто-оптикалық, электро-оптикалық, магнито-оптикалық және серпімді әсерлер және т.б., жарық толқынының амплитудасын, фазасын, поляризация күйін және толқын ұзындығын тікелей немесе жанама түрде өзгерте алады, осылайша талшық Әртүрлі физикалық шамаларды анықтауға арналған сезімтал компонент ретінде.
Талшықты-оптикалық сенсор негізінен жарық көзінен, трансмиссиялық талшықтан, фотодетектордан және сигналды өңдеу бөлігінен тұрады. Негізгі принцип жарық көзінен түсетін жарық оптикалық талшық арқылы датчик басына (модуляторға) жіберіледі, осылайша өлшенетін параметрлер модуляция аймағына түсетін жарықпен әрекеттеседі, нәтижесінде жарықтың оптикалық қасиеттері пайда болады ( жарықтың қарқындылығы, толқын ұзындығы, жиілігі, фазасы, поляризация күйі және т.б. модуляцияланған сигнал жарығына айналу үшін өзгертіледі, содан кейін ол оптикалық сигналды электрлік сигналға түрлендіру үшін оптикалық талшық арқылы фотодетекторға жіберіледі және ақырында сигнал өлшенген физикалық шаманы қалпына келтіру үшін өңделеді.Оптикалық талшықты датчиктердің көптеген түрлері бар және оларды жалпы түрде функционалды (сезгіш типті) және жұмыс істемейтін типті (жарық өткізетін типті) датчиктерге жіктеуге болады.
Функционалдық сенсор оптикалық талшықтың сыртқы ақпаратқа сезімталдығымен және анықтау мүмкіндігімен сипатталады. Оптикалық талшықты сезімтал компонент ретінде пайдаланған кезде, оптикалық талшықта өлшенген кезде жарықтың қарқындылығы, фазасы, жиілігі немесе поляризация күйінің сипаттамалары өзгереді. Модуляция функциясы жүзеге асады. Содан кейін өлшенетін сигнал модуляцияланған сигналды демодуляциялау арқылы алынады. Сенсордың бұл түрінде оптикалық талшық тек жарық беру рөлін ғана емес, сонымен қатар «сезім» рөлін де атқарады.
Жұмыс істемейтін сенсорлар өлшенген өзгерістерді сезіну үшін басқа сезімтал компоненттерді пайдаланады. Оптикалық талшық ақпаратты беру ортасы ретінде ғана қызмет етеді, яғни оптикалық талшық тек жарық бағыттаушы қызметін атқарады [3]. Дәстүрлі электрлік сенсорлармен салыстырғанда талшықты-оптикалық сенсорлар күшті антиэлектромагниттік кедергі қабілетіне, жақсы электр оқшаулауына және жоғары сезімталдыққа ие, сондықтан олар қоршаған орта, көпірлер, бөгеттер, мұнай кен орындары, клиникалық медициналық сынақтар және азық-түлік қауіпсіздігі сияқты әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Тестілеу және басқа салалар.
1.2 Талшықты-оптикалық сенсорлардың даму күйі
Талшықты сенсордың пайда болуынан бастап, оның артықшылығы мен кең қолданылуын әлемнің барлық елдері мұқият бақылап, жоғары бағалады және оны белсенді түрде зерттеп, дамыды. Қазіргі уақытта оптикалық талшықты сенсорлар орын ауыстыру, қысым, температура, жылдамдық, діріл, сұйықтық деңгейі және бұрыш сияқты 70-тен астам физикалық шама үшін өлшенген. Америка Құрама Штаттары, Ұлыбритания, Германия және Жапония сияқты кейбір елдер талшықты-оптикалық сенсорлық жүйелердің, заманауи цифрлық талшықты басқару жүйелерінің, талшықты-оптикалық гиростардың, ядролық радиация мониторингінің, ұшақ қозғалтқышының мониторингі мен азаматтық бағдарламалардың алты аспектісіне назар аударды және белгілі бір нәтижелерге қол жеткізді. жетістіктері.
Қытайда талшықты-оптикалық сенсорларды зерттеу жұмыстары 1983 жылы басталды. Кейбір университеттердің, ғылыми-зерттеу институттарының және компаниялардың талшықты-оптикалық сенсорлар бойынша зерттеулері талшықты-оптикалық сенсорлық технологияның қарқынды дамуына әкелді. 2010 жылдың 7 мамырында People's Daily Нанкин университетінің Инженерлік және менеджмент мектебінің профессоры Чжан Сюпин ойлап тапқан «Бриллюэн эффектісіне негізделген үздіксіз таралған оптикалық талшықты зондтау технологиясы» ұйымдастырылған сараптамалық бағалаудан өткенін хабарлады. Білім министрлігімен. Бағалау жөніндегі сарапшылар тобы бірауыздан бұл технологияның күшті инновациялары бар, бірқатар тәуелсіз зияткерлік меншік құқықтары бар және технологиядағы отандық жетекші деңгейге және халықаралық озық деңгейге жетті және жақсы қолдану перспективасы бар деп санайды. Бұл технологияның мәні Қытайдағы заттар интернетіндегі олқылықты толтыратын заттар интернеті концепциясын пайдалану болып табылады.
2 Интернет заттарының негізгі принциптері
Интернет-заттардың концепциясы 1999 жылы ұсынылды және оның ағылшынша атауы «The Internet of Things», яғни «байланысқан заттар желісі». Заттар интернеті Интернетке негізделген және ақпарат алмасу мен байланысты жүзеге асыру үшін элементтерді Интернетке қосу үшін RFID (радиожиілікті анықтау) технологиясы, инфрақызыл сенсорлар, жаһандық позициялау жүйелері және лазерлік сканерлер сияқты ақпараттық технологияларды пайдаланады. Орналасқан жерді анықтайтын, ақылды түрде анықтайтын, бақылайтын, бақылайтын және басқаратын желі. Интернет заттарының техникалық архитектурасы үш деңгейден тұрады: қабылдау деңгейі, желілік деңгей және қолданбалы деңгей.
