Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 22/07/2014 21:42 (GMT+7)

Đóng gói hàng trăm bộ cảm biến trong một sợi quang đơn lẻ để sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt

Công nghệ này dự kiến ​​sẽ đưa đến các ứng dụng cảm biến công nghiệp trong các môi trường khắc nghiệt, từ các lõi khoan địa nhiệt sâu đến các khu vực bên trong các lò phản ứng hạt nhân đến môi trường chân không lạnh giá của các tàu không gian và cuối cùng có thể được mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh thành công cảm biến lưu lượng/nhiệt độ đồng thời ở nhiệt độ 850 oC, cao hơn 200 oC so với một trình diễn cảm biến MEMS của các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge trước đó.

Khái niệm cơ bản của phương pháp tiếp cận mới liên quan đến việc tích hợp các phần tử đốt nóng quang học, cảm biến quang, một cáp phân phối năng lượng và một cáp tín hiệu trong một sợi quang đơn lẻ. Điện quang được tải bằng sợi quang này được sử dụng để cung cấp năng lượng cho phần tử đốt nóng, trong khi cảm biến quang trong sợi quang đó đo nhiệt truyền từ phần tử đốt nóng và truyền nó trở lại.

“Chúng tôi gọi nó là một “bộ cảm biến sợi quang thông minh được cấp năng lượng bởi ánh sáng ngay trong sợi quang”, Phó Giáo sư Kevin P. Chen tại Khoa Kỹ thuật máy tính và điện, Đại học Pittsburg, cho biết.

Công trình của nhóm nghiên cứu mở rộng việc sử dụng các bộ cảm biến sợi quang vượt ra ngoài các ứng dụng truyền thống là các phép đo sức căng và nhiệt độ. “Khai thác năng lượng được vận chuyển bằng sợi quang cho phép các bộ cảm biến sợi quang có khả năng thực hiện các phép đo phức tạp và đa chức năng hơn mà trước đây chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng các bộ cảm biến điện tử”, Chen nói.

Trong tình trạng không trọng lực, ví dụ, rất khó để đo lường mức độ của nhiên liệu hydro lỏng trong bể chứa vì nó không nằm ở đáy bể chứa. Đó là một thách thức đòi hỏi việc sử dụng nhiều cảm biến điện tử.

“Đối với tình trạng không trọng lực, mỗi cảm biến cần các dây dẫn, hay còn gọi là 'dây dẫn chính', để cung cấp một tín hiệu cảm biến, cùng với một dây nối đất được dùng chung”, Chen giải thích. “Vì vậy, có nghĩa là nhiều dây dẫn chính - nhiều hơn 40 dây - là cần thiết để có được các số đo từ nhiều cảm biến. Tôi nghĩ phải có một cách nào đó tốt hơn để làm điều đó”.

Và đúng là có một phương pháp như vậy. Nhóm nghiên cứu quay sang cảm biến sợi quang, một trong những công nghệ cảm biến tốt nhất để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt nhờ khả năng ghép kênh phi thường của chúng và khả năng không bị nhiễu điện từ. Và nhóm nghiên cứu có thể đóng gói nhiều cảm biến này vào trong một sợi quang duy nhất để giảm hoặc loại bỏ những vấn đề liên quan đến có nhiều dây dẫn chính.

“Một thách thức lớn khác, chúng tôi giải quyết là làm thế nào đo hoạt động trong sợi quang”, Chen nói. “Nếu bạn nghiên cứu sợi quang, đó là một cáp để truyền tín hiệu nhưng cũng là một cáp có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng - các sợi quang tương tự có thể cung cấp cả tín hiệu và năng lượn quang để đo hoạt động. Nó cải thiện đáng kệ độ nhạy, chức năng và sự nhanh nhẹn của cảm biến sợi quang mà không ảnh hưởng những lợi thế nội tại của cảm biến sợi quang. Đó là bản chất của công trình của chúng tôi”.

Dựa trên một công nghệ tương tự, các cảm biến hóa học có độ nhạy cao cũng có thể được phát triển trong môi trường đông lạnh. “Năng lượng quang trong sợi quang có thể được khai thác để làm nóng cục bộ các cảm biến hóa học trong sợi quang để tăng độ nhạy cảm của nó”, Chen nói. “Năng lượng quang trong sợi quang cũng có thể được chuyển đổi thành năng lượng siêu âm, sóng cực ngắn hoặc các ứng dụng thú vị khác bởi vì hàng chục hoặc hàng trăm cảm biến thông minh có thể được tích hợp trong một sợi quang đơn lẻ. Nó chỉ đòi hỏi đặt một sợi quang trong dòng lưu lượng khí - thậm chí tại các điểm bị nhiều từ mạnh”.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Sơ kết công tác thi đua, khen thưởng 6 tháng đầu năm Cụm thi đua các tỉnh Trung du và Đồng bằng sông Hồng
Chiều ngày 17/6/2026, tại khu du lịch Hải Tiến, tỉnh Thanh Hóa, Cụm thi đua các tỉnh Trung du và Đồng bằng sông Hồng thuộc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam đã tổ chức hội nghị Sơ kết công tác thi đua, khen thưởng 6 tháng đầu năm 2026; triển khai nhiệm vụ trọng tâm 6 tháng cuối năm 2026.
Liên hiệp Hội Việt Nam thúc đẩy các hoạt động khoa học công nghệ tại Hải Phòng
Sáng 18/6/2026, tại trụ sở Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (Liên hiệp hội) thành phố Hải Phòng, Đoàn công tác của Liên hiệp Hội Việt Nam do PGS.TS Phạm Quang Thao, Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam làm Trưởng đoàn đã có buổi làm việc với Uỷ ban MTTQ Việt Nam thành phố, một số sở ngành và Liên hiệp Hội thành phố Hải Phòng.
Lào cai: Đối thoại trực tiếp giữa ngân hàng và hợp tác xã nhằm thúc đẩy tín dụng xanh
Ngày 18/6/2026, tại xã Lục Yên, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp cùng Trung tâm Phát triển Khoa học công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng (YENBAI CDSH) tổ chức hội thảo chuyên đề “Phát huy vai trò của các tổ chức tài chính trong thúc đẩy xanh hóa tín dụng và phát triển kinh tế xanh”.
Nâng cao chất lượng công tác tổ chức Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật, Cuộc thi sáng tạo Thanh thiếu niên nhi đồng
Ngày 18/6/2026 tại tỉnh Thanh Hóa, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ đã tổ chức Hội thảo khoa học “Nâng cao chất lượng công tác tổ chức Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật, Cuộc thi sáng tạo Thanh thiếu niên nhi đồng cấp Trung ương, cấp tỉnh gắn với triển khai các giải pháp về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số và xây dựng chính quyền địa phương 2 cấp”.