ऑप्टिकल फायबर आणि ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासासह, ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग तंत्रज्ञान उदयास आले. त्याच्या जन्मापासून, फायबर ऑप्टिक सेन्सर त्यांच्या लहान आकारामुळे, हलके वजन, उच्च संवेदनशीलता, जलद प्रतिसाद, मजबूत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप क्षमता आणि वापरण्यास सुलभतेमुळे वेगाने विकसित केले गेले आहेत आणि ते रासायनिक औषध, साहित्य उद्योग, जलसंधारणामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. आणि विद्युत उर्जा, जहाजे, कोळशाच्या खाणी आणि विविध क्षेत्रात सिव्हिल इंजिनीअरिंग. विशेषत: आज इंटरनेट ऑफ थिंग्जच्या जलद विकासासह, ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग तंत्रज्ञानाच्या स्थितीकडे दुर्लक्ष करता येणार नाही.
1 मूलभूत तत्त्व आणि फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सच्या विकासाची स्थिती
1.1 मूलभूत तत्त्वे आणि फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सचे वर्गीकरण
ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग तंत्रज्ञान हे 1970 च्या दशकात विकसित झालेले नवीन प्रकारचे संवेदन तंत्रज्ञान आहे. जेव्हा प्रकाश ऑप्टिकल फायबरद्वारे प्रसारित होतो, तेव्हा तो बाह्य तापमान, दाब, विस्थापन, चुंबकीय क्षेत्र, विद्युत क्षेत्र आणि रोटेशनच्या प्रभावाखाली प्रकाशाद्वारे परावर्तित होतो. , अपवर्तक आणि अवशोषण प्रभाव, ऑप्टिकल डॉप्लर प्रभाव, ध्वनि-ऑप्टिक, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक, मॅग्नेटो-ऑप्टिकल आणि लवचिक प्रभाव, इ., प्रकाश लहरीची मोठेपणा, टप्पा, ध्रुवीकरण स्थिती आणि तरंगलांबी प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे बदलू शकतात, अशा प्रकारे फायबर विविध भौतिक प्रमाण शोधण्यासाठी एक संवेदनशील घटक म्हणून.
फायबर ऑप्टिक सेन्सर मुख्यत्वे प्रकाश स्रोत, ट्रान्समिशन फायबर, फोटोडिटेक्टर आणि सिग्नल प्रोसेसिंग पार्टने बनलेला असतो. मूलभूत तत्त्व असे आहे की प्रकाश स्रोतातील प्रकाश ऑप्टिकल फायबरद्वारे सेन्सिंग हेड (मॉड्युलेटर) वर पाठविला जातो, जेणेकरून मोजले जाणारे पॅरामीटर्स मॉड्युलेशन क्षेत्रात प्रवेश करणार्या प्रकाशाशी संवाद साधतात, परिणामी प्रकाशाचे ऑप्टिकल गुणधर्म ( जसे की तीव्रता, तरंगलांबी, प्रकाशाची वारंवारता, फेज, ध्रुवीकरण स्थिती इत्यादी बदलून मोड्युलेटेड सिग्नल लाइट बनतात, जे नंतर ऑप्टिकल सिग्नलला इलेक्ट्रिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी ऑप्टिकल फायबरद्वारे फोटोडिटेक्टरकडे पाठवले जातात आणि शेवटी मोजलेले भौतिक प्रमाण पुनर्संचयित करण्यासाठी सिग्नलवर प्रक्रिया केली जाते. ऑप्टिकल फायबर सेन्सर्सचे अनेक प्रकार आहेत, आणि त्यांचे सामान्यतः कार्यात्मक (सेन्सिंग प्रकार) सेन्सर्स आणि नॉन-फंक्शनल प्रकार (लाइट ट्रान्समिटिंग प्रकार) सेन्सर्समध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते.
कार्यात्मक सेन्सर हे ऑप्टिकल फायबरच्या बाह्य माहितीसाठी संवेदनशील असण्याची क्षमता आणि शोधण्याच्या क्षमतेद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. जेव्हा ऑप्टिकल फायबर संवेदनशील घटक म्हणून वापरला जातो, तेव्हा ऑप्टिकल फायबरमध्ये मोजले जाते तेव्हा, प्रकाशाची तीव्रता, टप्पा, वारंवारता किंवा ध्रुवीकरण स्थितीची वैशिष्ट्ये बदलतात. मॉड्युलेशनचे कार्य लक्षात येते. त्यानंतर, मोजले जाणारे सिग्नल मोड्यूलेटेड सिग्नलचे डिमॉड्युलेट करून प्राप्त केले जाते. या प्रकारच्या सेन्सरमध्ये, ऑप्टिकल फायबर केवळ प्रकाश प्रसारणाची भूमिका बजावत नाही तर "सेन्स" ची भूमिका देखील बजावते.
नॉन-फंक्शनल सेन्सर मोजलेले बदल जाणून घेण्यासाठी इतर संवेदनशील घटक वापरतात. ऑप्टिकल फायबर केवळ माहितीचे प्रसारण माध्यम म्हणून कार्य करते, म्हणजेच, ऑप्टिकल फायबर केवळ प्रकाश मार्गदर्शक म्हणून काम करते [३]. पारंपारिक इलेक्ट्रिक सेन्सर्सच्या तुलनेत, फायबर ऑप्टिक सेन्सर्समध्ये मजबूत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप क्षमता, चांगले इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन आणि उच्च संवेदनशीलता आहे, म्हणून ते पर्यावरण, पूल, धरणे, तेल क्षेत्र, क्लिनिकल वैद्यकीय चाचणी आणि अन्न सुरक्षा यासारख्या विविध क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. चाचणी आणि इतर फील्ड.
1.2 फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सची विकास स्थिती
फायबर सेन्सरच्या जन्मापासून, त्याची श्रेष्ठता आणि विस्तृत अनुप्रयोग जगातील सर्व देशांनी बारकाईने पाहिला आहे आणि अत्यंत मूल्यवान आहे, आणि सक्रियपणे संशोधन आणि विकसित केले आहे. सध्या, ऑप्टिकल फायबर सेन्सर्सचे विस्थापन, दाब, तापमान, गती, कंपन, द्रव पातळी आणि कोन यासारख्या 70 पेक्षा जास्त भौतिक प्रमाणांसाठी मोजले गेले आहे. युनायटेड स्टेट्स, ब्रिटन, जर्मनी आणि जपान यासारख्या काही देशांनी फायबर-ऑप्टिक सेन्सर सिस्टम, आधुनिक डिजिटल फायबर कंट्रोल सिस्टम, फायबर ऑप्टिक गायरोस, न्यूक्लियर रेडिएशन मॉनिटरिंग, एअरक्राफ्ट इंजिन मॉनिटरिंग आणि सिव्हिल प्रोग्रामच्या सहा पैलूंवर लक्ष केंद्रित केले आहे आणि काही साध्य केले आहे. उपलब्धी
चीनमध्ये फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सचे संशोधन कार्य 1983 मध्ये सुरू झाले. काही विद्यापीठे, संशोधन संस्था आणि कंपन्यांच्या फायबर ऑप्टिक सेन्सरवरील संशोधनामुळे फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञानाचा वेगवान विकास झाला आहे. 7 मे 2010 रोजी, पीपल्स डेलीने नोंदवले की, नानजिंग युनिव्हर्सिटीच्या स्कूल ऑफ इंजिनीअरिंग अँड मॅनेजमेंटचे प्राध्यापक झांग झुपिंग यांनी शोधलेल्या "ब्रिलोइन इफेक्टवर आधारित सतत वितरित ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग तंत्रज्ञान" आयोजित तज्ञ मूल्यांकनात उत्तीर्ण झाले. शिक्षण मंत्रालयाद्वारे. मूल्यमापन तज्ञ गटाचा एकमताने असा विश्वास आहे की या तंत्रज्ञानामध्ये मजबूत नावीन्य आहे, अनेक स्वतंत्र बौद्धिक संपदा अधिकार आहेत, आणि तंत्रज्ञानामध्ये देशांतर्गत आघाडीच्या स्तरावर आणि आंतरराष्ट्रीय प्रगत स्तरावर पोहोचले आहे, आणि चांगल्या अनुप्रयोगाची शक्यता आहे. चीनमधील इंटरनेट ऑफ थिंग्जमधील अंतर भरून काढणाऱ्या इंटरनेट ऑफ थिंग्जच्या संकल्पनेचा वापर हे या तंत्रज्ञानाचे सार आहे.
2 इंटरनेट ऑफ थिंग्जची मूलभूत तत्त्वे
इंटरनेट ऑफ थिंग्ज ही संकल्पना 1999 मध्ये मांडण्यात आली होती आणि त्याचे इंग्रजी नाव "द इंटरनेट ऑफ थिंग्ज" आहे, जे "कनेक्टेड गोष्टींचे नेटवर्क" आहे. इंटरनेट ऑफ थिंग्ज इंटरनेटवर आधारित आहे आणि माहितीची देवाणघेवाण आणि संप्रेषण लक्षात घेण्यासाठी RFID (रेडिओ फ्रिक्वेन्सी आयडेंटिफिकेशन) तंत्रज्ञान, इन्फ्रारेड सेन्सर्स, ग्लोबल पोझिशनिंग सिस्टम आणि लेझर स्कॅनर यासारख्या माहिती तंत्रज्ञानाचा वापर करते. एक नेटवर्क जे शोधते, हुशारीने ओळखते, ट्रॅक करते, मॉनिटर करते आणि व्यवस्थापित करते. इंटरनेट ऑफ थिंग्सच्या तांत्रिक आर्किटेक्चरमध्ये तीन स्तर असतात: समज स्तर, नेटवर्क स्तर आणि अनुप्रयोग स्तर.
