इन्टरनेट अफ थिंग्समा आधारित अप्टिकल फाइबर सेन्सिङ प्रविधिको प्रयोग

अप्टिकल फाइबर र अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन टेक्नोलोजीको द्रुत विकाससँगै, अप्टिकल फाइबर सेन्सिङ प्रविधिको उदय भयो। यसको जन्मदेखि नै, फाइबर अप्टिक सेन्सरहरू तिनीहरूको सानो आकार, हल्का तौल, उच्च संवेदनशीलता, द्रुत प्रतिक्रिया, बलियो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप क्षमता र प्रयोगमा सहजताका कारण द्रुत रूपमा विकास भएको छ, र व्यापक रूपमा रासायनिक औषधि, सामग्री उद्योग, पानी संरक्षणमा प्रयोग गरिन्छ। र बिजुली, जहाज, कोइला खानी र विभिन्न क्षेत्रहरूमा सिभिल इन्जिनियरिङ। विशेष गरी आज, चीजहरूको इन्टरनेटको द्रुत विकासको साथ, अप्टिकल फाइबर सेन्सिङ प्रविधिको स्थितिलाई बेवास्ता गर्न सकिँदैन।
1 आधारभूत सिद्धान्त र फाइबर अप्टिक सेन्सर को विकास स्थिति
१.१ फाइबर अप्टिक सेन्सरहरूको आधारभूत सिद्धान्त र वर्गीकरण
अप्टिकल फाइबर सेन्सिङ टेक्नोलोजी सन् १९७० को दशकमा विकसित भएको नयाँ प्रकारको सेन्सिङ प्रविधि हो। जब प्रकाश एक अप्टिकल फाइबर मार्फत प्रचार गर्छ, यो बाह्य तापमान, दबाव, विस्थापन, चुम्बकीय क्षेत्र, विद्युत क्षेत्र र रोटेशन को प्रभाव मा प्रकाश द्वारा प्रतिबिम्बित हुन्छ। , अपवर्तक र अवशोषण प्रभावहरू, अप्टिकल डप्लर प्रभाव, ध्वनि-अप्टिक, इलेक्ट्रो-अप्टिक, म्याग्नेटो-अप्टिकल र लोचदार प्रभावहरू, आदि, प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष रूपमा आयाम, चरण, ध्रुवीकरण अवस्था र प्रकाश तरंगको तरंग लम्बाइ परिवर्तन गर्न सक्छ, यसरी फाइबर। विभिन्न भौतिक मात्राहरू पत्ता लगाउनको लागि संवेदनशील घटकको रूपमा।
फाइबर अप्टिक सेन्सर मुख्यतया एक प्रकाश स्रोत, एक प्रसारण फाइबर, एक photodetector, र एक संकेत प्रशोधन भाग मिलेर बनेको छ। आधारभूत सिद्धान्त यो हो कि प्रकाश स्रोतबाट प्रकाश अप्टिकल फाइबर मार्फत सेन्सिङ हेड (मोड्युलेटर) मा पठाइन्छ, जसले गर्दा मापन गर्नका लागि मापदण्डहरू मोड्युलेसन क्षेत्रमा प्रवेश गर्ने प्रकाशसँग अन्तरक्रिया गर्दछ, परिणामस्वरूप प्रकाशको अप्टिकल गुणहरू ( जस्तै तीव्रता, तरंगदैर्ध्य, प्रकाशको आवृत्ति, चरण, ध्रुवीकरण अवस्था, आदिलाई परिमार्जन गरिएको सिग्नल लाइट बनाइन्छ, जुन त्यसपछि अप्टिकल सिग्नललाई विद्युतीय संकेतमा रूपान्तरण गर्न अप्टिकल फाइबर मार्फत फोटोडेटेक्टरमा पठाइन्छ, र अन्तमा मापन गरिएको भौतिक परिमाणलाई पुनर्स्थापना गर्न संकेत प्रशोधन गरिन्छ। त्यहाँ धेरै प्रकारका अप्टिकल फाइबर सेन्सरहरू छन्, र तिनीहरूलाई सामान्यतया कार्यात्मक (सेन्सिङ प्रकार) सेन्सर र गैर-कार्यात्मक प्रकार (प्रकाश प्रसारण प्रकार) सेन्सरहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ।
कार्यात्मक सेन्सर बाह्य जानकारी र पत्ता लगाउने क्षमताको लागि संवेदनशील हुन अप्टिकल फाइबरको क्षमता द्वारा विशेषता हो। जब अप्टिकल फाइबरलाई संवेदनशील कम्पोनेन्टको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जब अप्टिकल फाइबरमा मापन गरिन्छ, प्रकाशको तीव्रता, चरण, आवृत्ति वा ध्रुवीकरण अवस्थाका विशेषताहरू परिवर्तन हुनेछन्। मोड्युलेसनको कार्य महसुस हुन्छ। त्यसपछि, मापन गरिने संकेत मोड्युलेटेड सिग्नललाई डिमोड्युलेट गरेर प्राप्त गरिन्छ। यस प्रकारको सेन्सरमा, अप्टिकल फाइबरले प्रकाश प्रसारणको भूमिका मात्र खेल्दैन, तर "सेन्स" को भूमिका पनि खेल्छ।
गैर-कार्यात्मक सेन्सरहरूले मापन गरिएका परिवर्तनहरू महसुस गर्न अन्य संवेदनशील कम्पोनेन्टहरू प्रयोग गर्छन्। अप्टिकल फाइबरले जानकारीको लागि प्रसारण माध्यमको रूपमा मात्र कार्य गर्दछ, अर्थात्, अप्टिकल फाइबरले मात्र प्रकाश गाइडको रूपमा काम गर्दछ [3]। परम्परागत बिजुली सेन्सरहरूको तुलनामा, फाइबर अप्टिक सेन्सरहरूसँग बलियो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप क्षमता, राम्रो विद्युतीय इन्सुलेशन र उच्च संवेदनशीलता छ, त्यसैले तिनीहरू वातावरण, पुलहरू, बाँधहरू, तेल क्षेत्रहरू, क्लिनिकल चिकित्सा परीक्षण र खाद्य सुरक्षा जस्ता विभिन्न क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। परीक्षण र अन्य क्षेत्रहरू।
1.2 फाइबर अप्टिक सेन्सरहरूको विकास स्थिति
फाइबर सेन्सरको जन्मदेखि, यसको उत्कृष्टता र व्यापक अनुप्रयोगलाई विश्वका सबै देशहरूले नजिकबाट हेरेका छन् र उच्च मूल्यवान छन्, र यसलाई सक्रिय रूपमा अनुसन्धान र विकास गरिएको छ। हाल, अप्टिकल फाइबर सेन्सरहरू विस्थापन, दबाब, तापमान, गति, कम्पन, तरल स्तर र कोण जस्ता 70 भन्दा बढी भौतिक परिमाणहरू मापन गरिएको छ। संयुक्त राज्य अमेरिका, बेलायत, जर्मनी र जापान जस्ता केही देशहरूले फाइबर-अप्टिक सेन्सर प्रणाली, आधुनिक डिजिटल फाइबर कन्ट्रोल सिस्टम, फाइबर अप्टिक जाइरोस, आणविक विकिरण अनुगमन, विमान इन्जिन अनुगमन र नागरिक कार्यक्रमहरूका छवटा पक्षहरूमा ध्यान केन्द्रित गरेका छन् र निश्चित हासिल गरेका छन्। उपलब्धिहरू।
चीनमा फाइबर अप्टिक सेन्सरहरूको अनुसन्धान कार्य 1983 मा सुरु भयो। केही विश्वविद्यालयहरू, अनुसन्धान संस्थानहरू र कम्पनीहरूले फाइबर अप्टिक सेन्सरहरूको अनुसन्धानले फाइबर अप्टिक सेन्सिङ प्रविधिको द्रुत विकासको नेतृत्व गरेको छ। मे ७, २०१० मा, पिपुल्स डेलीले नान्जिङ विश्वविद्यालयको स्कूल अफ इन्जिनियरिङ र व्यवस्थापनका प्राध्यापक झाङ जुपिङद्वारा आविष्कार गरेको "ब्रिलोइन प्रभावमा आधारित निरन्तर वितरित अप्टिकल फाइबर सेन्सिङ प्रविधि"ले आयोजना गरेको विशेषज्ञ मूल्याङ्कन पारित गरेको रिपोर्ट गरेको छ। शिक्षा मन्त्रालय द्वारा। मूल्याङ्कन विशेषज्ञ समूह सर्वसम्मतिले विश्वास गर्दछ कि यो प्रविधिमा बलियो नवीनता छ, धेरै स्वतन्त्र बौद्धिक सम्पत्ति अधिकारहरू छन्, र टेक्नोलोजीमा घरेलू अग्रणी स्तर र अन्तर्राष्ट्रिय उन्नत स्तरमा पुगेको छ, र राम्रो अनुप्रयोग सम्भावना छ। यस टेक्नोलोजीको सार भनेको इन्टरनेट अफ थिंग्सको अवधारणाको प्रयोग हो, जसले चीनमा इन्टरनेट अफ थिंग्सको खाली ठाउँलाई भर्छ।
2 चीजहरूको इन्टरनेटको आधारभूत सिद्धान्तहरू
चीजहरूको इन्टरनेटको अवधारणा 1999 मा प्रस्ताव गरिएको थियो, र यसको अंग्रेजी नाम "द इन्टरनेट अफ थिंग्स" हो, जुन "जडित चीजहरूको नेटवर्क" हो। चीजहरूको इन्टरनेट इन्टरनेटमा आधारित छ र सूचना आदानप्रदान र सञ्चारलाई महसुस गर्न इन्टरनेटमा वस्तुहरू जडान गर्न RFID (रेडियो फ्रिक्वेन्सी पहिचान) प्रविधि, इन्फ्रारेड सेन्सरहरू, ग्लोबल पोजिसनिङ सिस्टमहरू, र लेजर स्क्यानरहरू जस्ता सूचना प्रविधिहरू प्रयोग गर्दछ। एउटा नेटवर्क जसले पत्ता लगाउँछ, बौद्धिक रूपमा पहिचान गर्दछ, ट्र्याक गर्दछ, मनिटर गर्दछ, र व्यवस्थापन गर्दछ। इन्टरनेट अफ थिंग्सको प्राविधिक संरचनाले तीन तहहरू समावेश गर्दछ: धारणा तह, नेटवर्क तह, र अनुप्रयोग तह।