Font: Ulink Media
En l'era postepidèmica, creiem que els sensors d'infrarojos són indispensables cada dia. En el procés de desplaçament, hem de passar per la mesura de la temperatura una i altra vegada abans de poder arribar a la nostra destinació. Com a mesura de temperatura amb un gran nombre de sensors d'infrarojos, de fet, hi ha moltes funcions importants. A continuació, fem una ullada al sensor d'infrarojos.
Introducció als sensors d'infrarojos
Qualsevol temperatura per sobre del zero absolut (-273 °C) emet constantment energia infraroja a l'espai circumdant, per dir-ho d'alguna manera. I el sensor d'infrarojos és capaç de sentir l'energia infraroja de l'objecte i convertir-la en components elèctrics. El sensor d'infrarojos consta d'un sistema òptic, un element de detecció i un circuit de conversió.
El sistema òptic es pot dividir en tipus de transmissió i tipus de reflexió segons la seva estructura. La transmissió requereix dos components, un que transmet infrarojos i un que rep infrarojos. El reflector, en canvi, només necessita un sensor per recollir la informació desitjada.
L'element detector es pot dividir en element detector tèrmic i element detector fotoelèctric segons el principi de funcionament. Els termistors són els termistors més utilitzats. Quan el termistor se sotmet a radiació infraroja, la temperatura augmenta i la resistència canvia (aquest canvi pot ser més gran o més petit, ja que el termistor es pot dividir en termistor de coeficient de temperatura positiu i termistor de coeficient de temperatura negatiu), que es pot convertir en una sortida de senyal elèctrica a través del circuit de conversió. Els elements de detecció fotoelèctrics s'utilitzen habitualment com a elements fotosensibles, generalment fets de sulfur de plom, selenur de plom, arsenur d'indi, arsenur d'antimoni, aliatge ternari de tel·lurur de mercuri i cadmi, materials dopats amb germani i silici.
Segons els diferents circuits de processament i conversió de senyals, els sensors d'infrarojos es poden dividir en analògics i digitals. El circuit de processament de senyals del sensor d'infrarojos piroelèctric analògic és un tub d'efecte de camp, mentre que el circuit de processament de senyals del sensor d'infrarojos piroelèctric digital és un xip digital.
Moltes funcions del sensor d'infrarojos es realitzen mitjançant diferents permutacions i combinacions de tres components sensibles: sistema òptic, element de detecció i circuit de conversió. Fem una ullada a altres àrees on els sensors d'infrarojos han marcat la diferència.
Aplicació del sensor d'infrarojos
1. Detecció de gasos
El principi òptic infraroig del sensor de gas es basa en les característiques d'absorció selectiva espectral de l'infraroig proper de diferents molècules de gas, utilitzant la relació de concentració de gas i força d'absorció (llei de Lambert-Bill Lambert-Beer) per identificar i determinar la concentració del component gasós del dispositiu de detecció de gas.
Els sensors d'infrarojos es poden utilitzar per obtenir el mapa d'anàlisi d'infrarojos com es mostra a la figura anterior. Les molècules compostes per diferents àtoms experimentaran una absorció infraroja sota la irradiació de llum infraroja a la mateixa freqüència, cosa que provocarà canvis en la intensitat de la llum infraroja. Segons els diferents pics d'ona, es poden determinar els tipus de gas continguts a la mescla.
Segons la posició d'un únic pic d'absorció infraroja, només es poden determinar quins grups existeixen a la molècula de gas. Per determinar amb precisió el tipus de gas, cal observar les posicions de tots els pics d'absorció a la regió de l'infraroig mitjà del gas, és a dir, l'empremta digital d'absorció infraroja del gas. Amb l'espectre infraroig, es pot analitzar ràpidament el contingut de cada gas de la mescla.
Els sensors de gas infrarojos s'utilitzen àmpliament en la indústria petroquímica, metal·lúrgica, la mineria de condicions de treball, el control de la contaminació atmosfèrica i la detecció relacionada amb la neutralització del carboni, l'agricultura i altres indústries. Actualment, els làsers d'infraroig mitjà són cars. Crec que en el futur, amb un gran nombre d'indústries que utilitzen sensors infrarojos per detectar gasos, els sensors de gas infrarojos esdevindran més excel·lents i més econòmics.
2. Mesura de distància per infrarojos
El sensor de rang infraroig és un tipus de dispositiu de detecció que utilitza l'infraroig com a mitjà de sistema de mesura, amb un ampli rang de mesura i un temps de resposta curt, i s'utilitza principalment en ciència i tecnologia modernes, defensa nacional i camps industrials i agrícola.
El sensor de distància per infrarojos té un parell de díodes transmissors i receptors de senyal infraroig, que utilitzen el sensor de distància per infrarojos per emetre un feix de llum infraroja, formant un procés de reflexió després d'irradiar a l'objecte, reflectint-se al sensor després de rebre el senyal i després utilitzant el processament d'imatges CCD per rebre la transmissió i la recepció de les dades de diferència horària. La distància de l'objecte es calcula després del processament pel processador de senyals. Això es pot utilitzar no només en superfícies naturals, sinó també en panells reflectants. Mesura de distància, resposta d'alta freqüència, adequada per a entorns industrials durs.
3. La transmissió infraroja
La transmissió de dades mitjançant sensors infrarojos també s'utilitza àmpliament. El comandament a distància del televisor utilitza senyals de transmissió infraroja per controlar el televisor de forma remota; els telèfons mòbils poden transmetre dades mitjançant transmissió infraroja. Aquestes són aplicacions que existeixen des que es va desenvolupar la tecnologia infraroja.
4. Imatge tèrmica infraroja
La càmera termogràfica és un sensor passiu que pot capturar la radiació infraroja emesa per tots els objectes la temperatura dels quals és superior al zero absolut. La càmera termogràfica es va desenvolupar originalment com a eina de vigilància militar i visió nocturna, però a mesura que es va fer més àmpliament servir, el preu va baixar, ampliant així considerablement el camp d'aplicació. Les aplicacions de la càmera termogràfica inclouen aplicacions animals, agrícoles, d'edificació, detecció de gasos, industrials i militars, així com detecció, seguiment i identificació de persones. En els darrers anys, la imatge tèrmica infraroja s'ha utilitzat en molts llocs públics per mesurar ràpidament la temperatura dels productes.
5. Inducció infraroja
L'interruptor d'inducció infraroja és un interruptor de control automàtic basat en la tecnologia d'inducció infraroja. Realitza la seva funció de control automàtic detectant la calor infraroja emesa pel món exterior. Pot obrir ràpidament làmpades, portes automàtiques, alarmes antirobatori i altres equips elèctrics.
A través de la lent de Fresnel del sensor d'infrarojos, l'interruptor pot detectar la llum infraroja dispersa emesa pel cos humà, per tal de realitzar diverses funcions de control automàtic com ara encendre la llum. En els darrers anys, amb la popularitat de la llar intel·ligent, la detecció d'infrarojos també s'ha utilitzat en papereres intel·ligents, lavabos intel·ligents, interruptors de gestos intel·ligents, portes d'inducció i altres productes intel·ligents. La detecció d'infrarojos no es tracta només de detectar persones, sinó que s'actualitza constantment per aconseguir més funcions.
Conclusió
En els darrers anys, la indústria de la Internet de les Coses s'ha desenvolupat ràpidament i té unes àmplies perspectives de mercat. En aquest context, el mercat dels sensors d'infrarojos també ha experimentat un creixement continu. Per tant, l'escala del mercat de detectors d'infrarojos de la Xina continua creixent. Segons les dades, el 2019, la mida del mercat de detectors d'infrarojos de la Xina era de gairebé 400 milions de iuans, i el 2020 seria de gairebé 500 milions de iuans. Combinat amb la demanda de mesurament de temperatura infraroja per a epidèmies i neutralització de carboni per a la detecció de gasos infrarojos, la mida del mercat dels sensors d'infrarojos serà enorme en el futur.
Data de publicació: 16 de maig de 2022