Uvod v infrardeči temperaturni senzor
Infrardeči temperaturni senzor je brezkontaktni senzor, ki za merjenje temperature površine uporablja energijo infrardečega sevanja, ki ga oddaja predmet. Njegovo osnovno načelo temelji na Stefan-Boltzmannovem zakonu: vsi predmeti s temperaturo nad absolutno ničlo bodo sevali infrardeče žarke, intenzivnost sevanja pa je sorazmerna s četrto potenco temperature površine predmeta. Senzor pretvori prejeto infrardeče sevanje v električni signal prek vgrajenega termoelementa ali piroelektričnega detektorja in nato z algoritmom izračuna vrednost temperature.
Tehnične lastnosti:
Brezkontaktno merjenje: ni potrebe po stiku z merjenim predmetom, kar preprečuje kontaminacijo ali motnje zaradi visoke temperature in premikajočih se tarč.
Hitra odzivna hitrost: odziv v milisekundah, primerna za dinamično spremljanje temperature.
Širok razpon: tipična pokritost od -50 ℃ do 3000 ℃ (različni modeli se zelo razlikujejo).
Močna prilagodljivost: lahko se uporablja v vakuumu, korozivnem okolju ali v primerih elektromagnetnih motenj.
Osnovni tehnični kazalniki
Natančnost merjenja: ±1 % ali ±1,5 ℃ (vrhunski industrijski razred lahko doseže ±0,3 ℃)
Nastavitev emisivnosti: podpira nastavljivost 0,1~1,0 (kalibrirano za različne materialne površine)
Optična ločljivost: Na primer, 30:1 pomeni, da je mogoče izmeriti območje s premerom 1 cm na razdalji 30 cm.
Odzivna valovna dolžina: običajna 8~14μm (primerno za predmete pri normalni temperaturi), kratkovalovni tip se uporablja za zaznavanje visokih temperatur
Tipični primeri uporabe
1. Prediktivno vzdrževanje industrijske opreme
Določen proizvajalec avtomobilov je na ležaje motorja namestil infrardeče senzorje MLX90614 in napovedal napake z nenehnim spremljanjem sprememb temperature ležajev in združevanjem algoritmov umetne inteligence. Praktični podatki kažejo, da lahko opozarjanje na pregrevanje ležajev 72 ur vnaprej zmanjša izgube zaradi izpadov za 230.000 ameriških dolarjev na leto.
2. Sistem za merjenje temperature v medicini
Med pandemijo COVID-19 leta 2020 so bile na vhodu za nujne primere v bolnišnice nameščene termovizijske kamere FLIR serije T, ki so dosegle nenormalno temperaturno pregledovanje 20 ljudi na sekundo z napako merjenja temperature ≤ 0,3 ℃ in v kombinaciji s tehnologijo prepoznavanja obrazov dosegle sledenje trajektoriji osebja z nenormalno temperaturo.
3. Nadzor temperature pametnih gospodinjskih aparatov
Vrhunski indukcijski štedilnik ima vgrajen infrardeči senzor Melexis MLX90621 za spremljanje porazdelitve temperature dna lonca v realnem času. Ko zazna lokalno pregrevanje (na primer zgorevanje praznega lonca), se moč samodejno zmanjša. V primerjavi s tradicionalno rešitvijo s termočleni se hitrost odziva na nadzor temperature poveča za 5-krat.
4. Kmetijski sistem za precizno namakanje
Kmetija v Izraelu uporablja infrardečo termovizijsko kamero Heimann HTPA32x32 za spremljanje temperature krošnje pridelka in izdelavo transpiracijskega modela na podlagi okoljskih parametrov. Sistem samodejno prilagaja količino kapljičnega namakanja, s čimer prihrani 38 % vode v vinogradu, hkrati pa poveča pridelek za 15 %.
5. Spletno spremljanje elektroenergetskih sistemov
Državno omrežje (State Grid) uporablja spletne infrardeče termometre serije Optris PI v visokonapetostnih transformatorskih postajah za 24-urno spremljanje temperature ključnih delov, kot so spoji zbiralk in izolatorji. Leta 2022 je transformatorska postaja uspešno opozorila na slab stik 110 kV odklopnikov in preprečila regionalni izpad električne energije.
Inovativni razvojni trendi
Tehnologija večspektralne fuzije: Združite meritve infrardeče temperature s slikami vidne svetlobe za izboljšanje zmogljivosti prepoznavanja ciljev v kompleksnih scenarijih.
Analiza temperaturnega polja z umetno inteligenco: Analizirajte značilnosti porazdelitve temperature na podlagi globokega učenja, kot je samodejno označevanje vnetnih območij na medicinskem področju.
Miniaturizacija MEMS: Senzor AS6221, ki ga je predstavil AMS, je velik le 1,5 × 1,5 mm in ga je mogoče vgraditi v pametne ure za spremljanje temperature kože.
Integracija brezžičnega interneta stvari: vozlišča za merjenje temperature z infrardečo tehnologijo protokola LoRaWAN dosegajo oddaljeno spremljanje na ravni kilometrov, primerno za spremljanje naftovodov
Predlogi za izbiro
Linija za predelavo hrane: Prednost dajte modelom s stopnjo zaščite IP67 in odzivnim časom <100 ms
Laboratorijske raziskave: Bodite pozorni na temperaturno ločljivost 0,01 ℃ in vmesnik za izhod podatkov (kot je USB/I2C)
Uporaba v protipožarni zaščiti: Izberite senzorje, odporne proti eksploziji, z dosegom več kot 600 ℃, opremljene s filtri za prodiranje dima
Z popularizacijo tehnologij 5G in robnega računalništva se infrardeči temperaturni senzorji razvijajo od posameznih merilnih orodij do inteligentnih senzorskih vozlišč, kar kaže na večji potencial uporabe na področjih, kot sta Industrija 4.0 in pametna mesta.
Čas objave: 11. februar 2025