I sensori a infrarossi non sono solo termometri

Fonte: Ulink Media

Nell’era post-epidemia, crediamo che i sensori a infrarossi siano indispensabili ogni giorno. Nel processo di spostamento, dobbiamo sottoporci ripetutamente alla misurazione della temperatura prima di poter raggiungere la nostra destinazione. In quanto misura della temperatura con un gran numero di sensori a infrarossi, infatti, i ruoli importanti sono molteplici. Successivamente, diamo un'occhiata al sensore a infrarossi.

Introduzione ai sensori a infrarossi

Qualunque cosa al di sopra dello zero assoluto (-273°C) emette costantemente energia infrarossa nello spazio circostante, per così dire. E il sensore a infrarossi è in grado di percepire l'energia infrarossa dell'oggetto e convertirla in componenti elettrici. Il sensore a infrarossi è costituito da un sistema ottico, un elemento di rilevamento e un circuito di conversione.

Il sistema ottico può essere suddiviso in tipo di trasmissione e tipo di riflessione in base alla diversa struttura. La trasmissione richiede due componenti, uno che trasmette gli infrarossi e l'altro che riceve gli infrarossi. Il riflettore, invece, necessita di un solo sensore per raccogliere le informazioni desiderate.

L'elemento di rilevamento può essere suddiviso in elemento di rilevamento termico ed elemento di rilevamento fotoelettrico in base al principio di funzionamento. I termistori sono i termistori più utilizzati. Quando il termistore è soggetto a radiazione infrarossa, la temperatura aumenta e la resistenza cambia (questo cambiamento può essere maggiore o minore, poiché il termistore può essere diviso in termistore con coefficiente di temperatura positivo e termistore con coefficiente di temperatura negativo), che può essere convertito in uscita del segnale elettrico attraverso il circuito di conversione. Gli elementi di rilevamento fotoelettrici sono comunemente usati come elementi fotosensibili, solitamente costituiti da solfuro di piombo, seleniuro di piombo, arseniuro di indio, arseniuro di antimonio, lega ternaria di tellururo di mercurio-cadmio, materiali drogati di germanio e silicio.

A seconda dei diversi circuiti di elaborazione e conversione del segnale, i sensori a infrarossi possono essere suddivisi in tipo analogico e digitale. Il circuito di elaborazione del segnale del sensore a infrarossi piroelettrico analogico è un tubo ad effetto di campo, mentre il circuito di elaborazione del segnale del sensore a infrarossi piroelettrico digitale è un chip digitale.

Molte funzioni del sensore a infrarossi sono realizzate attraverso diverse permutazioni e combinazioni di tre componenti sensibili: sistema ottico, elemento di rilevamento e circuito di conversione. Diamo un'occhiata ad alcune altre aree in cui i sensori a infrarossi hanno fatto la differenza.

Applicazione del sensore a infrarossi

1. Rilevamento gas

Il principio ottico a infrarossi del sensore di gas è un tipo basato sulle caratteristiche di assorbimento selettivo spettrale del vicino infrarosso di diverse molecole di gas, sull'uso della concentrazione del gas e del rapporto di forza di assorbimento (legge di Lambert - Bill Lambert Beer) per identificare e determinare la concentrazione del componente gassoso dispositivo di rilevamento.

I sensori a infrarossi possono essere utilizzati per ottenere la mappa di analisi a infrarossi come mostrato nella figura sopra. Le molecole composte da atomi diversi subiranno un assorbimento infrarosso sotto l'irradiazione della luce infrarossa alla stessa frequenza, con conseguenti cambiamenti nell'intensità della luce infrarossa. In base ai diversi picchi d'onda si possono determinare i tipi di gas contenuti nella miscela.

In base alla posizione di un singolo picco di assorbimento dell'infrarosso è possibile determinare solo quali gruppi esistono nella molecola del gas. Per determinare con precisione il tipo di gas, dobbiamo esaminare le posizioni di tutti i picchi di assorbimento nella regione del medio infrarosso del gas, vale a dire l'impronta digitale dell'assorbimento dell'infrarosso del gas. Con lo spettro infrarosso è possibile analizzare rapidamente il contenuto di ciascun gas nella miscela.

I sensori di gas a infrarossi sono ampiamente utilizzati nell'industria petrolchimica, metallurgica, nelle miniere, nel monitoraggio dell'inquinamento atmosferico e nel rilevamento correlato alla neutralizzazione del carbonio, nell'agricoltura e in altri settori. Attualmente i laser nel medio infrarosso sono costosi. Credo che in futuro, con un gran numero di industrie che utilizzeranno sensori a infrarossi per rilevare il gas, i sensori di gas a infrarossi diventeranno più eccellenti e più economici.

2. Misurazione della distanza a infrarossi

Il sensore a infrarossi è un tipo di dispositivo di rilevamento, utilizza gli infrarossi come mezzo di misurazione, ampio intervallo di misurazione, tempi di risposta brevi, utilizzato principalmente nella scienza e nella tecnologia moderne, nella difesa nazionale e nei settori industriale e agricolo.

Il sensore di portata a infrarossi è dotato di una coppia di diodi di trasmissione e ricezione del segnale a infrarossi, che utilizza il sensore di portata a infrarossi per emettere un raggio di luce infrarossa, formando un processo di riflessione dopo l'irradiazione sull'oggetto, riflettendosi sul sensore dopo aver ricevuto il segnale e quindi utilizzando il CCD elaborazione delle immagini ricezione trasmissione e ricezione dei dati sulla differenza oraria. La distanza dell'oggetto viene calcolata dopo l'elaborazione da parte del processore di segnale. Questo può essere utilizzato non solo su superfici naturali, ma anche su pannelli riflettenti. Distanza di misurazione, risposta ad alta frequenza, adatto per ambienti industriali difficili.

3. La trasmissione a infrarossi

Anche la trasmissione dei dati tramite sensori a infrarossi è ampiamente utilizzata. Il telecomando del televisore utilizza segnali di trasmissione a infrarossi per controllare a distanza il televisore; I telefoni cellulari possono trasmettere dati tramite la trasmissione a infrarossi. Si tratta di applicazioni che esistono da quando è stata sviluppata la tecnologia a infrarossi.

4. Immagine termica a infrarossi

La termocamera è un sensore passivo in grado di catturare la radiazione infrarossa emessa da tutti gli oggetti la cui temperatura è superiore allo zero assoluto. La termocamera è stata originariamente sviluppata come strumento di sorveglianza militare e di visione notturna, ma quando è diventata più ampiamente utilizzata, il prezzo è diminuito, ampliando così notevolmente il campo di applicazione. Le applicazioni delle termocamere includono applicazioni per animali, agricoltura, edilizia, rilevamento di gas, applicazioni industriali e militari, nonché rilevamento, tracciamento e identificazione umana. Negli ultimi anni l'immagine termica a infrarossi è stata utilizzata in molti luoghi pubblici per misurare rapidamente la temperatura dei prodotti.

5. Induzione a infrarossi

L'interruttore a induzione a infrarossi è un interruttore di controllo automatico basato sulla tecnologia di induzione a infrarossi. Realizza la sua funzione di controllo automatico rilevando il calore a infrarossi emesso dal mondo esterno. Può aprire rapidamente lampade, porte automatiche, allarmi antifurto e altre apparecchiature elettriche.

Attraverso la lente di Fresnel del sensore a infrarossi, la luce infrarossa diffusa emessa dal corpo umano può essere rilevata dall'interruttore, in modo da realizzare varie funzioni di controllo automatico come l'accensione della luce. Negli ultimi anni, con la popolarità della casa intelligente, il rilevamento a infrarossi è stato utilizzato anche nei bidoni della spazzatura intelligenti, nelle toilette intelligenti, negli interruttori gestuali intelligenti, nelle porte a induzione e in altri prodotti intelligenti. Il rilevamento a infrarossi non riguarda solo il rilevamento delle persone, ma viene costantemente aggiornato per ottenere più funzioni.

Conclusione

Negli ultimi anni, il settore dell’Internet delle cose si è sviluppato rapidamente e ha ampie prospettive di mercato. In questo contesto, anche il mercato dei sensori a infrarossi ha registrato un'ulteriore crescita. Pertanto, la scala del mercato cinese dei rilevatori a infrarossi continua a crescere. Secondo i dati, nel 2019, la dimensione del mercato cinese dei rilevatori a infrarossi è stata di quasi 400 milioni di yuan, entro il 2020 o quasi 500 milioni di yuan. In combinazione con la richiesta di misurazione della temperatura a infrarossi delle epidemie e di neutralizzazione del carbonio per il rilevamento di gas a infrarossi, la dimensione del mercato dei sensori a infrarossi sarà enorme in futuro.