Fonte: Ulink Media
Na era pospandémica, cremos que os sensores infravermellos son indispensables todos os días. No proceso de desprazamento, necesitamos medir a temperatura unha e outra vez antes de poder chegar ao noso destino. Como medición de temperatura cun gran número de sensores infravermellos, de feito, hai moitas funcións importantes. A continuación, botemos unha ollada ao sensor infravermello.
Introdución aos sensores infravermellos
Calquera temperatura por riba do cero absoluto (-273 °C) emite constantemente enerxía infravermella ao espazo circundante, por así dicilo. E o sensor infravermello é capaz de percibir a enerxía infravermella do obxecto e convertela en compoñentes eléctricos. O sensor infravermello consta dun sistema óptico, un elemento de detección e un circuíto de conversión.
O sistema óptico pódese dividir en tipo de transmisión e tipo de reflexión segundo a súa estrutura. A transmisión require dous compoñentes, un que transmite infravermellos e outro que recibe infravermellos. O reflector, pola súa banda, só precisa dun sensor para recoller a información desexada.
O elemento detector pódese dividir en elemento detector térmico e elemento detector fotoeléctrico segundo o principio de funcionamento. Os termistores son os termistores máis utilizados. Cando o termistor se somete a radiación infravermella, a temperatura aumenta e a resistencia cambia (este cambio pode ser maior ou menor, porque o termistor pódese dividir en termistor de coeficiente de temperatura positivo e termistor de coeficiente de temperatura negativo), que se poden converter en saída de sinal eléctrico a través do circuíto de conversión. Os elementos de detección fotoeléctricos úsanse habitualmente como elementos fotosensibles, xeralmente feitos de sulfuro de chumbo, seleniuro de chumbo, arseniuro de indio, arseniuro de antimonio, aliaxe ternaria de telururo de mercurio e cadmio, materiais dopados con xermanio e silicio.
Segundo os diferentes circuítos de procesamento e conversión de sinais, os sensores infravermellos pódense dividir en analóxicos e dixitais. O circuíto de procesamento de sinais do sensor infravermello piroeléctrico analóxico é un tubo de efecto de campo, mentres que o circuíto de procesamento de sinais do sensor infravermello piroeléctrico dixital é un chip dixital.
Moitas funcións dos sensores infravermellos realízanse mediante diferentes permutacións e combinacións de tres compoñentes sensibles: sistema óptico, elemento de detección e circuíto de conversión. Vexamos outras áreas onde os sensores infravermellos marcaron a diferenza.
Aplicación do sensor infravermello
1. Detección de gases
O principio óptico infravermello do sensor de gas baséase nas características de absorción selectiva espectral do infravermello próximo de diferentes moléculas de gas, utilizando a relación da concentración de gas e a forza de absorción (lei de Lambert-Bill Lambert-Beer) para identificar e determinar a concentración do compoñente gasoso no dispositivo sensor de gas.
Os sensores infravermellos pódense usar para obter o mapa de análise infravermella como se mostra na figura anterior. As moléculas compostas por diferentes átomos sufrirán absorción infravermella baixo a irradiación de luz infravermella á mesma frecuencia, o que resultará en cambios na intensidade da luz infravermella. Segundo os diferentes picos de onda, pódense determinar os tipos de gas contidos na mestura.
Segundo a posición dun único pico de absorción infravermella, só se poden determinar os grupos que existen na molécula de gas. Para determinar con precisión o tipo de gas, debemos observar as posicións de todos os picos de absorción na rexión infravermella media do gas, é dicir, a pegada dixital de absorción infravermella do gas. Co espectro infravermello, pódese analizar rapidamente o contido de cada gas na mestura.
Os sensores de gas infravermellos úsanse amplamente na industria petroquímica e metalúrxica, na minería de condicións de traballo, na vixilancia da contaminación atmosférica e na detección relacionada coa neutralización de carbono, na agricultura e noutras industrias. Na actualidade, os láseres de infravermello medio son caros. Creo que no futuro, cun gran número de industrias que usan sensores infravermellos para detectar gas, os sensores de gas infravermellos serán mellores e máis baratos.
2. Medición de distancia por infravermellos
O sensor de alcance infravermello é un tipo de dispositivo de detección que utiliza o infravermello como medio de sistema de medición, cun amplo rango de medición e un curto tempo de resposta, e utilízase principalmente na ciencia e tecnoloxía modernas, na defensa nacional e nos campos industrial e agrícola.
O sensor de alcance infravermello ten un par de díodos transmisores e receptores de sinal infravermello, que usan o sensor de alcance infravermello para emitir un feixe de luz infravermella, formando un proceso de reflexión despois de irradiar ao obxecto, reflectíndose no sensor despois de recibir o sinal e, a continuación, mediante procesamento de imaxes CCD, transmitindo e recibindo os datos de diferenza de tempo. A distancia do obxecto calcúlase despois do procesamento polo procesador de sinal. Isto pódese usar non só en superficies naturais, senón tamén en paneis reflectantes. Medición de distancia, resposta de alta frecuencia, axeitado para ambientes industriais agresivos.
3. A transmisión infravermella
A transmisión de datos mediante sensores infravermellos tamén se usa amplamente. O control remoto do televisor usa sinais de transmisión infravermella para controlar o televisor de forma remota; os teléfonos móbiles poden transmitir datos a través da transmisión infravermella. Estas son aplicacións que existen desde que se desenvolveu a tecnoloxía infravermella por primeira vez.
4. Imaxe térmica infravermella
Unha cámara termográfica é un sensor pasivo que pode capturar a radiación infravermella emitida por todos os obxectos cuxa temperatura sexa superior ao cero absoluto. A cámara termográfica desenvolveuse orixinalmente como ferramenta de vixilancia militar e visión nocturna, pero a medida que se foi utilizando máis amplamente, o prezo baixou, o que ampliou enormemente o campo de aplicación. As aplicacións das cámaras termográficas inclúen aplicacións animais, agrícolas, de construción, detección de gases, industriais e militares, así como detección, seguimento e identificación de humanos. Nos últimos anos, a imaxe térmica infravermella utilizouse en moitos lugares públicos para medir rapidamente a temperatura dos produtos.
5. Indución infravermella
O interruptor de indución infravermella é un interruptor de control automático baseado na tecnoloxía de indución infravermella. Realiza a súa función de control automático detectando a calor infravermella emitida polo mundo exterior. Pode abrir rapidamente lámpadas, portas automáticas, alarmas antirroubo e outros equipos eléctricos.
A través da lente de Fresnel do sensor infravermello, o interruptor pode detectar a luz infravermella dispersa emitida polo corpo humano, para realizar diversas funcións de control automático, como acender a luz. Nos últimos anos, coa popularidade das casas intelixentes, a detección infravermella tamén se utilizou en papeleiras intelixentes, inodoros intelixentes, interruptores de xestos intelixentes, portas de indución e outros produtos intelixentes. A detección infravermella non se trata só de detectar persoas, senón que se actualiza constantemente para lograr máis funcións.
Conclusión
Nos últimos anos, a industria da Internet das Cousas desenvolveuse rapidamente e ten unha ampla perspectiva de mercado. Neste contexto, o mercado de sensores infravermellos tamén experimentou un crecemento adicional. Polo tanto, a escala do mercado de detectores infravermellos de China continúa a crecer. Segundo os datos, en 2019, o tamaño do mercado de detectores infravermellos de China era de case 400 millóns de yuans, e en 2020 sería de case 500 millóns de yuans. En combinación coa demanda de medición de temperatura infravermella para epidemias e neutralización de carbono para a detección de gases infravermellos, o tamaño do mercado de sensores infravermellos será enorme no futuro.
Data de publicación: 16 de maio de 2022