Sursă: Ulink Media
În era post-epidemie, credem că senzorii cu infraroșu sunt indispensabili în fiecare zi. În procesul de navetă, trebuie să parcurgem măsurătorile de temperatură în mod repetat înainte de a putea ajunge la destinație. De fapt, un număr mare de senzori cu infraroșu joacă multe roluri importante în măsurarea temperaturii. În continuare, să aruncăm o privire atentă asupra senzorului cu infraroșu.
Introducere în senzorii infraroșii
Orice temperatură peste zero absolut (-273°C) emite constant energie infraroșie în spațiul înconjurător, ca să spunem așa. Iar senzorul infraroșu este capabil să simtă energia infraroșie a obiectului și să o transforme în componente electrice. Senzorul infraroșu este format dintr-un sistem optic, un element de detectare și un circuit de conversie.
Sistemul optic poate fi împărțit în tip de transmisie și tip de reflexie, în funcție de structura sa. Transmisia necesită două componente, una care transmite infraroșu și una care recepționează infraroșu. Reflectorul, pe de altă parte, are nevoie de un singur senzor pentru a colecta informațiile dorite.
Elementul de detectare poate fi împărțit în element de detectare termică și element de detectare fotoelectrică, conform principiului de funcționare. Termistoarele sunt cele mai utilizate termistoare. Atunci când termistorul este supus radiațiilor infraroșii, temperatura crește, iar rezistența se modifică (această modificare poate fi mai mare sau mai mică, deoarece termistorul poate fi împărțit în termistoare cu coeficient de temperatură pozitiv și termistoare cu coeficient de temperatură negativ), care pot fi convertite în semnal electric de ieșire prin circuitul de conversie. Elementele de detectare fotoelectrică sunt utilizate în mod obișnuit ca elemente fotosensibile, fiind de obicei fabricate din sulfură de plumb, selenură de plumb, arsenură de indiu, arsenură de antimoniu, aliaje ternare de mercur-cadmiu telurură, materiale dopate cu germaniu și siliciu.
Conform diferitelor circuite de procesare și conversie a semnalului, senzorii cu infraroșu pot fi împărțiți în analogici și digitali. Circuitul de procesare a semnalului senzorului piroelectric cu infraroșu analogic este un tub cu efect de câmp, în timp ce circuitul de procesare a semnalului senzorului piroelectric cu infraroșu digital este un cip digital.
Multe funcții ale senzorilor cu infraroșu sunt realizate prin diferite permutări și combinații a trei componente sensibile: sistemul optic, elementul de detecție și circuitul de conversie. Să aruncăm o privire asupra altor domenii în care senzorii cu infraroșu au făcut diferența.
Aplicarea senzorului infraroșu
1. Detectarea gazelor
Principiul optic în infraroșu al senzorului de gaz se bazează pe caracteristicile de absorbție selectivă spectrală în infraroșu apropiat ale diferitelor molecule de gaz, utilizând relația dintre concentrația de gaz și puterea de absorbție (legea Lambert-Bill Lambert-Beer) pentru a identifica și determina concentrația componentelor gazoase ale dispozitivului de detectare a gazului.
Senzorii infraroșii pot fi utilizați pentru a obține harta de analiză în infraroșu, așa cum se arată în figura de mai sus. Moleculele compuse din atomi diferiți vor suferi absorbție în infraroșu sub iradierea cu lumină infraroșie la aceeași frecvență, rezultând modificări ale intensității luminii infraroșii. În funcție de diferitele vârfuri de undă, se pot determina tipurile de gaz conținute în amestec.
În funcție de poziția unui singur vârf de absorbție în infraroșu, se pot determina doar ce grupuri există în molecula de gaz. Pentru a determina cu exactitate tipul de gaz, trebuie să analizăm pozițiile tuturor vârfurilor de absorbție în regiunea infraroșu mediu a gazului, și anume amprenta de absorbție în infraroșu a gazului. Cu ajutorul spectrului infraroșu, conținutul fiecărui gaz din amestec poate fi analizat rapid.
Senzorii de gaz cu infraroșu sunt utilizați pe scară largă în industria petrochimică, metalurgică, minerit, monitorizarea poluării aerului și detectarea legată de neutralizarea carbonului, agricultură și alte industrii. În prezent, laserele cu infraroșu mediu sunt scumpe. Cred că în viitor, având în vedere numărul mare de industrii care utilizează senzori cu infraroșu pentru detectarea gazelor, senzorii de gaz cu infraroșu vor deveni mai excelenți și mai ieftini.
2. Măsurarea distanței în infraroșu
Senzorul de măsurare a distanței în infraroșu este un tip de dispozitiv de detectare care utilizează infraroșul ca mediu de măsurare, are o gamă largă de măsurare și un timp de răspuns scurt, fiind utilizat în principal în știința și tehnologia modernă, în apărarea națională și în domeniile industriei și agriculturii.
Senzorul de măsurare a distanței în infraroșu are o pereche de diode de transmisie și recepție a semnalului infraroșu. Acesta utilizează senzorul de măsurare a distanței în infraroșu pentru a emite un fascicul de lumină infraroșie, formând un proces de reflexie după iradierea către obiect, reflectându-l către senzor după recepționarea semnalului și apoi utilizând procesarea imaginii CCD pentru a recepționa, transmite și recepționa datele diferenței de timp. Distanța la obiect este calculată după procesare de către procesorul de semnal. Acesta poate fi utilizat nu numai pe suprafețe naturale, ci și pe panouri reflectorizante. Măsurarea distanței are un răspuns în frecvență înaltă, fiind potrivit pentru medii industriale dure.
3. Transmisia în infraroșu
Transmiterea datelor folosind senzori infraroșii este, de asemenea, utilizată pe scară largă. Telecomanda televizorului folosește semnale de transmisie infraroșie pentru a controla televizorul de la distanță; Telefoanele mobile pot transmite date prin transmisie infraroșie. Acestea sunt aplicații care există încă de la dezvoltarea tehnologiei infraroșii.
4. Imagine termică în infraroșu
Camera de termoviziune este un senzor pasiv care poate capta radiația infraroșie emisă de toate obiectele a căror temperatură este mai mare decât zero absolut. Camera de termoviziune a fost dezvoltată inițial ca instrument de supraveghere militară și vedere nocturnă, dar pe măsură ce a devenit mai utilizată, prețul a scăzut, extinzând astfel considerabil domeniul de aplicare. Aplicațiile camerelor de termoviziune includ aplicații la animale, agricultură, construcții, detectarea gazelor, industriale și militare, precum și detectarea, urmărirea și identificarea oamenilor. În ultimii ani, imaginea termică în infraroșu a fost utilizată în multe locuri publice pentru a măsura rapid temperatura produselor.
5. Inducție în infraroșu
Comutatorul cu inducție în infraroșu este un comutator de control automat bazat pe tehnologia de inducție în infraroșu. Acesta își realizează funcția de control automat prin detectarea căldurii în infraroșu emise din lumea exterioară. Poate deschide rapid lămpi, uși automate, alarme antifurt și alte echipamente electrice.
Prin intermediul lentilei Fresnel a senzorului infraroșu, lumina infraroșie împrăștiată emisă de corpul uman poate fi detectată de comutator, astfel încât să se realizeze diverse funcții de control automat, cum ar fi aprinderea luminii. În ultimii ani, odată cu popularitatea caselor inteligente, detectarea în infraroșu a fost utilizată și în coșuri de gunoi inteligente, toalete inteligente, comutatoare inteligente cu gesturi, uși cu inducție și alte produse inteligente. Detectarea în infraroșu nu se referă doar la detectarea persoanelor, ci este actualizată constant pentru a atinge mai multe funcții.
Concluzie
În ultimii ani, industria Internetului Lucrurilor s-a dezvoltat rapid și are perspective largi de piață. În acest context, piața senzorilor cu infraroșu a înregistrat, de asemenea, o creștere suplimentară. Prin urmare, scara pieței detectorilor cu infraroșu din China continuă să crească. Conform datelor, în 2019, dimensiunea pieței detectorilor cu infraroșu din China era de aproape 400 de milioane de yuani, iar până în 2020 aceasta ar fi de aproape 500 de milioane de yuani. Combinată cu cererea de măsurare a temperaturii în infraroșu în epidemii și de neutralizare a carbonului pentru detectarea gazelor în infraroșu, dimensiunea pieței senzorilor cu infraroșu va fi uriașă în viitor.
Data publicării: 16 mai 2022