Fonte: Ulink Media
Na era pós-epidemia, acreditamos que sensores infravermelhos são indispensáveis no dia a dia. No trajeto, precisamos medir a temperatura repetidamente antes de chegarmos ao nosso destino. Na verdade, a medição de temperatura com um grande número de sensores infravermelhos desempenha muitas funções importantes. A seguir, vamos dar uma 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 um sistema óptico, um elemento detector e um circuito de conversão.
Os sistemas ópticos podem ser divididos em tipo de transmissão e tipo de reflexão, de acordo com suas diferentes estruturas. A transmissão requer dois componentes: um transmissor infravermelho e outro receptor infravermelho. O refletor, por outro lado, precisa de apenas um sensor para coletar as informações desejadas.
O elemento detector pode ser dividido em elemento detector térmico e elemento detector 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, pois o termistor pode ser dividido em termistor de coeficiente de temperatura positivo e termistor de coeficiente de temperatura negativo), que pode ser convertido em sinal elétrico de saída através do circuito de conversão. Os elementos detectores 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, e 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 por meio de diferentes permutações e combinações de três componentes sensíveis: sistema óptico, elemento de detecção e circuito de conversão. Vamos dar uma olhada em outras áreas onde os sensores infravermelhos fizeram a diferença.
Aplicação do sensor infravermelho
1. Detecção de gás
O princípio óptico infravermelho do sensor de gás é um tipo de 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 componente de gás do dispositivo de detecção de gás.
Sensores infravermelhos podem ser usados para obter o mapa de análise de infravermelho, como mostrado na figura acima. Moléculas compostas por diferentes átomos sofrerão absorção infravermelha sob a irradiação de luz infravermelha na mesma frequência, resultando em mudanças na intensidade da luz infravermelha. De acordo com diferentes picos de onda, os tipos de gás contidos na mistura podem ser determinados.
A posição de um único pico de absorção no infravermelho permite determinar apenas os grupos presentes na molécula do gás. Para determinar com precisão o tipo de gás, precisamos observar a posição de todos os picos de absorção na região do infravermelho médio do gás, ou seja, a impressão digital de absorção no infravermelho do gás. Com o espectro infravermelho, o conteúdo de cada gás na mistura pode ser analisado rapidamente.
Sensores infravermelhos de gás são amplamente utilizados na indústria petroquímica, metalúrgica, mineração, monitoramento da poluição do ar e detecção relacionada à neutralização de carbono, agricultura e outras indústrias. Atualmente, os lasers de infravermelho médio 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 que usa o infravermelho como meio de sistema de medição, com ampla faixa de medição e 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 transmissores e receptores de sinal infravermelho. Utilizando o sensor de alcance infravermelho, um feixe de luz infravermelha é emitido, formando um processo de reflexão após a irradiação para o objeto, refletindo para o sensor após receber o sinal e, em seguida, utilizando o processamento de imagem CCD, transmitindo e recebendo os dados de diferença de tempo. A distância do objeto é calculada após o processamento pelo processador de sinal. Isso pode ser usado não apenas em superfícies naturais, mas também em painéis refletivos. Medição de distância, resposta de alta frequência, adequada para ambientes industriais adversos.
3. A Transmissão Infravermelha
A transmissão de dados por meio de sensores infravermelhos também é amplamente utilizada. O controle remoto da TV utiliza sinais de transmissão infravermelhos para controlar a TV remotamente; celulares podem transmitir dados por infravermelho. Essas são aplicações que existem desde o desenvolvimento da tecnologia infravermelha.
4. Imagem térmica infravermelha
O termovisor é um sensor passivo capaz de capturar a radiação infravermelha emitida por todos os objetos cuja temperatura seja superior ao zero absoluto. O termovisor foi originalmente desenvolvido como uma ferramenta militar de vigilância e visão noturna, mas com a sua ampla utilização, o seu preço caiu, expandindo significativamente o seu campo de aplicação. As aplicações do termovisor incluem aplicações em animais, agricultura, construção, detecção de gases, aplicações industriais e militares, bem como detecção, rastreamento e identificação de pessoas. Nos últimos anos, a imagem térmica infravermelha tem sido utilizada em muitos locais públicos para medir rapidamente a temperatura de 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 externo. Ele pode abrir rapidamente lâmpadas, portas automáticas, alarmes antirroubo e outros equipamentos elétricos.
Através da lente de Fresnel do sensor infravermelho, a luz infravermelha dispersa emitida pelo corpo humano pode ser detectada pelo interruptor, permitindo a realização de diversas funções de controle automático, como acender a luz. Nos últimos anos, com a popularidade das casas inteligentes, a detecção infravermelha também tem sido utilizada em lixeiras inteligentes, vasos sanitários inteligentes, interruptores inteligentes por gestos, portas de indução e outros produtos inteligentes. A detecção infravermelha não se limita a detectar pessoas, mas é constantemente atualizada para oferecer mais funções.
Conclusão
Nos últimos anos, a indústria da Internet das Coisas se desenvolveu rapidamente e possui amplas perspectivas de mercado. Nesse contexto, o mercado de sensores infravermelhos também tem apresentado crescimento contínuo. Consequentemente, o mercado de detectores infravermelhos na China continua a crescer. Segundo dados, em 2019, o mercado de detectores infravermelhos na China atingiu quase 400 milhões de yuans, chegando a quase 500 milhões de yuans em 2020. Combinado com a demanda por medição de temperatura infravermelha em epidemias e neutralização de carbono para detecção de gases infravermelhos, o mercado de sensores infravermelhos será enorme no futuro.
Data de publicação: 16 de maio de 2022