science >> Wetenschap >  >> Fysica

Een frisse sensatie in sensortechnologie

Fig.1 Een interrogator bestaat uit twee kernelementen:een optische vezelsensor en een spectrometer. Een van de meest gebruikte optische sensoren is het Bragg-vezelrooster (FBG), die een golflengte van licht reflecteert die verandert als reactie op variaties in temperatuur en/of spanning. Een spectroscopisch instrument in de ondervrager detecteert deze veranderingen. Krediet:SPIE

Het Internet of Things (IoT) is een technologieclassificatie die huishoudelijke apparaten en andere items omvat die zijn ingebed in elektronica, software, sensoren, en actuatoren die gegevens verbinden en uitwisselen. Een belangrijke IoT-technologie is optische vezeldetectie.

Een ondervrager voor optische vezeldetectie analyseert veranderingen in temperatuur en/of spanning uit gegevens die door sensoren worden verzonden. Op dit apparaat, een spectrometer, een belangrijk onderdeel voor signaalanalyse, wordt gebruikt voor het meten van het spectrum van licht. (Figuur 1)

Eerder, optische vezeldetectie werd alleen uitgevoerd door apparaten die waren uitgerust met een dure spectrometer met een hoge resolutie op sub-nanometerschaal vanwege een theoretische limiet van de resolutie van de sensor.

Wetenschappers van de Universiteit van Osaka hebben een nieuwe superspectrale resolutiemethode voor meerkanaalsspectrometers geïntroduceerd voor conventionele ondervragers voor optische vezeldetectie. Als resultaat, ze voerden optische vezeltemperatuurmeting uit op de sub-nanometerschaal met goedkopere spectrometers. (Figuur 2)

Hun onderzoeksresultaten werden gepresenteerd op de internationale conferentie "Photonics West 2018" gehouden door The International Society for Optical Engineering (SPIE) op 31 januari, 2018.

"Het gebruik van deze technologie zal zorgen voor snelle, realtime optische vezeltemperatuurmeting op prestatieniveaus die typisch zijn voor conventionele apparaten tegen een lage prijs. Dit zal toepassingen van deze technologie op een groot aantal gebieden bevorderen, inclusief temperatuurwaarneming en spanningswaarneming, die de aandacht hebben getrokken als IoT-technologieën, " zei hoofdauteur Tsuyoshi Konishi.

De markt voor optische vezeldetectie zal naar verwachting de komende jaren meer dan $ 300 miljoen bereiken. (Figuur 3) De prestaties van deze groep zullen in staat zijn om de kosten te verlagen, een grote uitdaging bij het uitbreiden van de optische vezeldetectietechnologie.

  • Fig.2 Op Fiber Bragg Grating (FBG) technologie gebaseerde temperatuursensoren opmerkelijk Verbeterde gevoeligheid, toont veranderingen in temperatuur in een thermostatische kamer binnen een bereik van 0 ~ 50°C in stappen van 10°C. Het gebruik van een FBG-temperatuursensor verbeterde de spectrale resolutie van in de handel verkrijgbare spectrometers in stappen van 10°C. Krediet:SPIE

  • Fig.3 Fiber Optic Sensor/Sensing (DFOS) Marktanalyse gedistribueerd door Grand View Research. Krediet:Grand View-onderzoek