神奇玻璃光纖“嗅”出泄漏氣體

一根頭發(fā)粗細的光纖，可及時嗅出泄漏的氣體，還可以“聽懂”聲音；一塊小小的芯片，可將16個顯示器的處理功能“一網(wǎng)打盡”……用上物聯(lián)網(wǎng)技術，這些原本不可思議的事情將輕松變?yōu)楝F(xiàn)實。近日，記者探訪了位于南京大學的南京微結構實驗室（籌）和南大微電子設計研究所，這里的研究者與物聯(lián)網(wǎng)打交道已有多年。在實驗室，一些物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品已初見模樣。

可嗅出氣體的玻璃光纖

化工廠里有沒有危險氣體泄露？會不會爆炸造成傷害？住在化工廠附近的居民都會擔心這個安全問題?？墒乾F(xiàn)在，只要一根頭發(fā)絲般粗細的光纖，就可以幫助工作人員遠在千里之外監(jiān)控化工廠內的氣體環(huán)境情況，并及時做出處理。

在南京微結構國家實驗室（籌）的一間實驗室里，記者見識了這個名為“光子晶體光纖氣體傳感器”的神奇玩意兒。負責該項目的南大材料科學與工程系教授陸延青告訴記者，這個傳感器包括光譜儀、光纖和光源三個裝置。光線從光源出來，通過光纖，zui后傳輸?shù)焦庾V儀。

“這個儀器含金量zui高的就是這根光纖。”陸延青指著一根細細的玻璃管說，這種光纖直徑雖然只有200多微米，但其中包含著幾十個在顯微鏡下才能看清的小孔，一旦周邊出現(xiàn)異常氣體，就會通過這些小孔的光源，以每秒30公里的速度傳輸?shù)浇K端的光譜儀，工作人員通過分析光源的光譜，就可以判定泄漏的是哪種氣體，泄漏了多少。

相比于傳統(tǒng)的傳感器來說，“光子晶體光纖傳感器”具有更高的靈敏度和探測范圍，目前，這項技術處于地位，可用于化工企業(yè)車間、礦井等地方的氣體監(jiān)測。

可“聽懂”聲音的傳感器

電影里經(jīng)常可以看到這樣的鏡頭：聲納顯示，不明物體正在迅速靠近，情報人員需要立即判定是哪種物體，從而部署應對策略。在陸延青的實驗室里，一種名為“全光纖壓力傳感器”的裝置就可以達到這個效果。

這套裝置由一個玻璃片、一根光纖和一個顯示器組成。記者輕輕地用手指點了下玻璃片，顯示器上的數(shù)據(jù)便開始迅速地往上跳，手指移開，數(shù)據(jù)又恢復平靜。陸延青說，這都是玻璃片下光纖作用的結果。

與上一種光纖能嗅出氣體不同，這種光纖可感知壓力、溫度以及物體的移動。如果將這種光纖壓力傳感器裝在水下雷達上，只要其監(jiān)測范圍內闖入不明物體，傳感器就會“感覺”出變化，或者“聽懂”潛艇螺旋槳發(fā)出的聲音。如果將它裝在水壩的混凝土里，如果水壩內部發(fā)生一點點變形，傳感器就會敏銳地捕捉到壓力的變化，并反饋到顯示器終端。另外，它還可以廣泛應用于橋梁、建筑體的安全監(jiān)測。

陸延青說，物聯(lián)網(wǎng)其實就是利用先進的傳感技術、網(wǎng)絡通信技術實現(xiàn)的物與物之間的互聯(lián)通信，因此，這兩種光纖傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)技術中*的基礎元件。

多核處理器能同時處理海量數(shù)據(jù)

在城市交通控制大廳里，經(jīng)常會有一排排監(jiān)視器，用來監(jiān)測不同路段的實時交通狀況。而在物聯(lián)網(wǎng)時代，需要實時顯示的畫面將會達到數(shù)十個甚至數(shù)百個,這么多數(shù)據(jù)同時處理,會不會造成“塞車”？南大微電子設計研究所出來的多核處理器處理起海量數(shù)據(jù)游刃有余。

記者看到，在一個大集成電路旁，有4臺電腦，每臺電腦上正播放兩個動態(tài)視頻畫面，4臺電腦放著不同的視頻，隔幾秒鐘，每臺電腦上的其中一個畫面就會迅速切換成相鄰電腦上的畫面，畫面感覺非常流暢。李麗副教授介紹說，這就是多核處理器處理的效果，而如果用傳統(tǒng)的單核處理器處理，因為處理速度較慢，畫面會出現(xiàn)雪花。

李麗說，這種多核處理器已經(jīng)完成原型芯片研制，可廣泛運用于流媒體處理、網(wǎng)絡通訊、路由器、視頻監(jiān)控等。形象地說，以后*監(jiān)控路口，再也不用一個電腦一個電腦輪流看了，一臺電腦就可以兼顧所有的攝像頭，隨時切換自己想看的路口畫面，可大大提率。

“物聯(lián)網(wǎng)技術普及后，屆時每個終端都會有大量的數(shù)據(jù)需要即時處理，多核處理器便能派上用場。”李麗透露，目前，國內已研制成功的的就是4至8核的芯片，而南大正在研制的是16核處理器，下一步的目標將是64核處理器。

神奇玻璃光纖“嗅”出泄漏氣體