Са брзим развојем оптичких влакана и комуникационих технологија оптичких влакана, појавила се технологија сензора оптичких влакана. Од свог рођења, оптички сензори су се брзо развили због своје мале величине, мале тежине, високе осетљивости, брзог одзива, јаке способности против електромагнетних сметњи и лакоће употребе, и широко се користе у хемијској медицини, индустрији материјала, заштити воде и електроенергетика, бродови, рудници угља и нискоградње у разним областима. Посебно данас, са брзим развојем Интернета ствари, статус технологије сензора оптичких влакана не може се занемарити.
1 Основни принцип и статус развоја оптичких сензора
1.1 Основни принципи и класификација оптичких сензора
Технологија сензора оптичких влакана је нова врста технологије сензора развијена 1970-их. Када се светлост шири кроз оптичко влакно, она се рефлектује од светлости под утицајем спољашње температуре, притиска, померања, магнетног поља, електричног поља и ротације. , ефекти преламања и апсорпције, оптички Доплеров ефекат, акусто-оптички, електро-оптички, магнето-оптички и еластични ефекти, итд., могу директно или индиректно да промене амплитуду, фазу, стање поларизације и таласну дужину светлосног таласа, а самим тим и влакна Као осетљива компонента за детекцију различитих физичких величина.
Оптички сензор се углавном састоји од извора светлости, трансмисионог влакна, фотодетектора и дела за обраду сигнала. Основни принцип је да се светлост из извора светлости шаље на сензорску главу (модулатор) кроз оптичко влакно, тако да параметри који се мере интерагују са светлошћу која улази у модулационо подручје, што резултира оптичким својствима светлости ( као што су интензитет, таласна дужина, фреквенција светлости, фаза, стање поларизације, итд. се мењају да постану модулисана сигнална светлост, која се затим шаље фотодетектору кроз оптичко влакно да претвори оптички сигнал у електрични сигнал, и на крају се сигнал обрађује да би се повратила измерена физичка величина.Постоји много типова оптичких сензора, и они се генерално могу класификовати на функционалне (сензорне типове) сензоре и сензоре нефункционалног типа (типа преноса светлости).
Функционални сензор карактерише способност оптичког влакна да буде осетљива на спољне информације и способност детекције. Када се оптичко влакно користи као осетљива компонента, када се мери у оптичком влакну, промениће се карактеристике интензитета, фазе, фреквенције или поларизационог стања светлости. Функција модулације је реализована. Затим се сигнал који се мери добија демодулацијом модулисаног сигнала. У оваквом сензору, оптичко влакно не само да игра улогу преноса светлости, већ има и улогу „чула“.
Нефункционални сензори користе друге осетљиве компоненте да осете мерене промене. Оптичко влакно служи само као преносни медијум за информације, односно оптичко влакно служи само као светлосни водич [3]. У поређењу са традиционалним електричним сензорима, оптички сензори имају јаку способност анти-електромагнетних сметњи, добру електричну изолацију и високу осетљивост, тако да се широко користе у различитим областима као што су животна средина, мостови, бране, нафтна поља, клиничка медицинска испитивања и безбедност хране. Тестирање и друге области.
1.2 Статус развоја оптичких сензора
Од рођења оптичког сензора, његова супериорност и широка примена су помно праћени и високо цењени од стране свих земаља у свету, и активно се истражују и развијају. Тренутно су сензори са оптичким влакнима мерени за више од 70 физичких величина као што су померај, притисак, температура, брзина, вибрације, ниво течности и угао. Неке земље попут Сједињених Држава, Велике Британије, Немачке и Јапана фокусирале су се на шест аспеката оптичких сензорских система, савремених дигиталних система за контролу оптичких влакана, оптичких гироса, праћења нуклеарног зрачења, праћења мотора авиона и цивилних програма, и постигле су одређене достигнућа.
Истраживачки рад оптичких сензора у Кини почео је 1983. Истраживања оптичких сензора од стране неких универзитета, истраживачких института и компанија довела су до брзог развоја технологије оптичког сензора. Дана 7. маја 2010. Пеоплеа€˜с Даили је известио да је „технологија континуалног дистрибуираног оптичког сензора заснована на Брилуиновом ефекту“ коју је изумео Зханг Ксупинг, професор на Факултету за инжењеринг и менаџмент Универзитета Нањинг, прошла организовану стручну процену од стране Министарства просвете. Експертска група за процену једногласно верује да ова технологија има снажну иновацију, да поседује низ независних права интелектуалне својине, да је достигла домаћи водећи ниво и међународни напредни ниво у технологији, и да има добре изгледе за примену. Суштина ове технологије је коришћење концепта Интернета ствари, који попуњава празнину у Интернету ствари у Кини.
2 Основни принципи Интернета ствари
Концепт Интернета ствари је предложен 1999. године, а његов енглески назив је „Тхе Интернет оф Тхингс“, што је „мрежа ствари повезаних“. Интернет ствари је заснован на Интернету и користи информационе технологије као што су РФИД (радио фреквентна идентификација) технологија, инфрацрвени сензори, системи за глобално позиционирање и ласерски скенери за повезивање предмета са Интернетом ради размене информација и комуникације. Мрежа која лоцира, интелигентно идентификује, прати, надгледа и управља. Техничка архитектура Интернета ствари састоји се од три нивоа: слој перцепције, слој мреже и слој апликације.
