Sensores infravermelhos não são apenas termômetros

Fonte: Ulink Media

Na era pós-epidemia, acreditamos que os sensores infravermelhos são indispensáveis ​​todos os dias. No processo de deslocamento, precisamos passar por medições de temperatura repetidas vezes antes de chegarmos ao nosso destino. Como medição de temperatura com um grande número de sensores infravermelhos, na verdade, existem muitas funções importantes. A seguir, vamos dar uma boa olhada no sensor infravermelho.

Introdução aos sensores infravermelhos

Qualquer coisa acima do zero absoluto (-273°C) emite constantemente energia infravermelha para o espaço circundante, por assim dizer. E o sensor infravermelho é capaz de sentir a energia infravermelha do objeto e convertê-la em componentes elétricos. O sensor infravermelho consiste em sistema óptico, elemento de detecção e circuito de conversão.

O sistema óptico pode ser dividido em tipo de transmissão e tipo de reflexão de acordo com diferentes estruturas. A transmissão requer dois componentes, um transmitindo infravermelho e outro recebendo infravermelho. O refletor, por outro lado, necessita de apenas um sensor para coletar as informações desejadas.

O elemento de detecção pode ser dividido em elemento de detecção térmica e elemento de detecção fotoelétrico de acordo com o princípio de funcionamento. Os termistores são os termistores mais amplamente utilizados. Quando o termistor é submetido à radiação infravermelha, a temperatura aumenta e a resistência muda (essa mudança pode ser maior ou menor, porque o termistor pode ser dividido em termistor de coeficiente de temperatura positivo e termistor de coeficiente de temperatura negativo), que pode ser convertido em saída de sinal elétrico através do circuito de conversão. Elementos de detecção fotoelétricos são comumente usados ​​como elementos fotossensíveis, geralmente feitos de sulfeto de chumbo, seleneto de chumbo, arsenieto de índio, arsenieto de antimônio, liga ternária de telureto de mercúrio e cádmio, materiais dopados com germânio e silício.

De acordo com os diferentes circuitos de processamento e conversão de sinal, os sensores infravermelhos podem ser divididos em analógicos e digitais. O circuito de processamento de sinal do sensor infravermelho piroelétrico analógico é um tubo de efeito de campo, enquanto o circuito de processamento de sinal do sensor infravermelho piroelétrico digital é um chip digital.

Muitas funções do sensor infravermelho são realizadas através de diferentes permutações e combinações de três componentes sensíveis: sistema óptico, elemento de detecção e circuito de conversão. Vamos dar uma olhada em algumas outras áreas onde os sensores infravermelhos fizeram a diferença.

Aplicação de Sensor Infravermelho

1. Detecção de Gás

O princípio óptico infravermelho do sensor de gás é um tipo baseado nas características de absorção seletiva espectral do infravermelho próximo de diferentes moléculas de gás, o uso da concentração de gás e a relação de força de absorção (lei de Lambert - Bill Lambert Beer) para identificar e determinar a concentração do gás componente do gás dispositivo de detecção.

Sensores infravermelhos podem ser usados ​​para obter o mapa de análise infravermelho conforme mostrado na figura acima. Moléculas compostas por diferentes átomos sofrerão absorção infravermelha sob a irradiação de luz infravermelha na mesma frequência, resultando em alterações na intensidade da luz infravermelha. De acordo com os diferentes picos das ondas, os tipos de gás contidos na mistura podem ser determinados.

De acordo com a posição de um único pico de absorção no infravermelho, apenas quais grupos existem na molécula do gás podem ser determinados. Para determinar com precisão o tipo de gás, precisamos observar as posições de todos os picos de absorção na região do infravermelho médio do gás, ou seja, a impressão digital de absorção infravermelha do gás. Com o espectro infravermelho, o conteúdo de cada gás na mistura pode ser analisado rapidamente.

Sensores de gás infravermelho são amplamente utilizados na indústria petroquímica, metalúrgica, mineração de condições de trabalho, monitoramento de poluição do ar e detecção relacionada à neutralização de carbono, agricultura e outras indústrias. Atualmente, os lasers infravermelhos médios são caros. Acredito que no futuro, com um grande número de indústrias utilizando sensores infravermelhos para detectar gás, os sensores infravermelhos de gás se tornarão mais excelentes e mais baratos.

2. Medida de distância infravermelha

O sensor de alcance infravermelho é um tipo de dispositivo de detecção, usa infravermelho como meio de sistema de medição, ampla faixa de medição, tempo de resposta curto, usado principalmente em ciência e tecnologia modernas, defesa nacional e campos industriais e agrícolas.

O sensor de alcance infravermelho possui um par de diodos de transmissão e recepção de sinal infravermelho, usando o sensor de alcance infravermelho para emitir um feixe de luz infravermelha, formando um processo de reflexão após irradiar para o objeto, refletindo para o sensor após receber o sinal e, em seguida, usando CCD processamento de imagem, recebimento, transmissão e recebimento de dados de diferença de horário. A distância do objeto é calculada após processamento pelo processador de sinal. Isto pode ser usado não apenas em superfícies naturais, mas também em painéis reflexivos. Medição de distância, resposta de alta frequência, adequada para ambientes industriais agressivos.

3. A transmissão infravermelha

A transmissão de dados usando sensores infravermelhos também é amplamente utilizada. O controle remoto da TV usa sinais de transmissão infravermelho para controlar remotamente a TV; Os telefones celulares podem transmitir dados por meio de transmissão infravermelha. Estas são aplicações que existem desde que a tecnologia infravermelha foi desenvolvida.

4. Imagem térmica infravermelha

O termovisor é um sensor passivo que pode capturar a radiação infravermelha emitida por todos os objetos cuja temperatura seja superior ao zero absoluto. O termovisor foi originalmente desenvolvido como uma ferramenta de vigilância militar e visão noturna, mas à medida que se tornou mais amplamente utilizado, o preço caiu, expandindo enormemente o campo de aplicação. As aplicações de termovisores incluem aplicações animais, agrícolas, de construção, detecção de gás, industriais e militares, bem como detecção, rastreamento e identificação humana. Nos últimos anos, a imagem térmica infravermelha tem sido utilizada em muitos locais públicos para medir rapidamente a temperatura dos produtos.

5. Indução infravermelha

O interruptor de indução infravermelho é um interruptor de controle automático baseado na tecnologia de indução infravermelha. Ele realiza sua função de controle automático detectando o calor infravermelho emitido pelo mundo exterior. Pode abrir rapidamente lâmpadas, portas automáticas, alarmes anti-roubo e outros equipamentos elétricos.

Através da lente Fresnel do sensor infravermelho, a luz infravermelha espalhada emitida pelo corpo humano pode ser detectada pelo interruptor, de modo a realizar diversas funções de controle automático, como acender a luz. Nos últimos anos, com a popularidade da casa inteligente, o sensor infravermelho também tem sido usado em latas de lixo inteligentes, banheiros inteligentes, interruptores de gestos inteligentes, portas de indução e outros produtos inteligentes. A detecção infravermelha não se trata apenas de detectar pessoas, mas é constantemente atualizada para obter mais funções.

Conclusão

Nos últimos anos, a indústria da Internet das Coisas desenvolveu-se rapidamente e tem uma ampla perspectiva de mercado. Neste contexto, o mercado de sensores infravermelhos também tem crescido ainda mais. Portanto, a escala do mercado de detectores infravermelhos da China continua a crescer. Segundo os dados, em 2019, o tamanho do mercado de detectores infravermelhos da China foi de quase 400 milhões de yuans, em 2020 ou quase 500 milhões de yuans. Combinado com a demanda por medição infravermelha de temperatura de epidemia e neutralização de carbono para detecção de gás infravermelho, o tamanho do mercado de sensores infravermelhos será enorme no futuro.