Introducere în senzorul de temperatură cu infraroșu
Senzorul de temperatură cu infraroșu este un senzor fără contact care utilizează energia radiației infraroșii eliberată de un obiect pentru a măsura temperatura suprafeței. Principiul său de bază se bazează pe legea lui Stefan-Boltzmann: toate obiectele cu o temperatură peste zero absolut vor radia raze infraroșii, iar intensitatea radiației este proporțională cu puterea a patra a temperaturii suprafeței obiectului. Senzorul transformă radiația infraroșie recepționată într-un semnal electric prin intermediul unei termopile încorporate sau al unui detector piroelectric, apoi calculează valoarea temperaturii printr-un algoritm.
Caracteristici tehnice:
Măsurare fără contact: nu este nevoie să contactați obiectul măsurat, evitând contaminarea sau interferența cu temperaturi ridicate și țintele în mișcare.
Viteză de răspuns rapidă: răspuns de milisecunde, potrivită pentru monitorizarea dinamică a temperaturii.
Gamă largă: acoperire tipică de la -50℃ la 3000℃ (diferitele modele variază foarte mult).
Adaptabilitate puternică: poate fi utilizată în vid, medii corozive sau scenarii de interferențe electromagnetice.
Indicatori tehnici de bază
Precizie de măsurare: ±1% sau ±1,5℃ (gradul industrial de înaltă calitate poate ajunge la ±0,3℃)
Reglarea emisivității: suportă reglarea între 0,1 și 1,0 (calibrat pentru diferite suprafețe de materiale)
Rezoluție optică: De exemplu, 30:1 înseamnă că o suprafață cu diametrul de 1 cm poate fi măsurată la o distanță de 30 cm
Lungime de undă de răspuns: Comun 8~14 μm (potrivit pentru obiecte la temperatură normală), tipul cu undă scurtă este utilizat pentru detectarea temperaturilor ridicate
Cazuri tipice de aplicare
1. Întreținerea predictivă a echipamentelor industriale
Un anumit producător de automobile a instalat senzori cu infraroșu MLX90614 la lagărele motorului și a prezis defecțiunile monitorizând continuu schimbările de temperatură ale lagărelor și combinând algoritmi de inteligență artificială. Datele practice arată că avertizarea cu 72 de ore înainte privind defecțiunile cauzate de supraîncălzirea lagărelor poate reduce pierderile cauzate de nefuncționare cu 230.000 de dolari americani pe an.
2. Sistem medical de testare a temperaturii
În timpul pandemiei de COVID-19 din 2020, camerele de termoviziune FLIR seria T au fost utilizate la intrarea în secțiile de urgență ale spitalelor, realizând o depistare a temperaturii anormale a 20 de persoane pe secundă, cu o eroare de măsurare a temperaturii de ≤0,3℃ și, combinate cu tehnologia de recunoaștere facială, au realizat urmărirea traiectoriei personalului cu temperaturi anormale.
3. Controlul inteligent al temperaturii electrocasnicelor
Aragazul cu inducție de înaltă calitate integrează senzorul infraroșu Melexis MLX90621 pentru a monitoriza distribuția temperaturii pe fundul vasului în timp real. Când se detectează o supraîncălzire locală (cum ar fi arderea în gol), puterea este redusă automat. Comparativ cu soluția tradițională cu termocuplu, viteza de răspuns a controlului temperaturii este crescută de 5 ori.
4. Sistem de irigații agricole de precizie
O fermă din Israel folosește o cameră de termoviziune cu infraroșu Heimann HTPA32x32 pentru a monitoriza temperatura coronamentului culturilor și a construi un model de transpirație bazat pe parametrii de mediu. Sistemul ajustează automat volumul de irigare prin picurare, economisind 38% din apa din vie și crescând producția cu 15%.
5. Monitorizarea online a sistemelor energetice
State Grid implementează termometre cu infraroșu online din seria Optris PI în stațiile de transformare de înaltă tensiune pentru a monitoriza temperatura pieselor cheie, cum ar fi îmbinările barelor colectoare și izolatorii, 24 de ore pe zi. În 2022, o stație de transformare a avertizat cu succes asupra contactului deficitar al separatoarelor de 110 kV, evitând o pană de curent regională.
Tendințe de dezvoltare inovatoare
Tehnologie de fuziune multispectrală: Combină măsurarea temperaturii în infraroșu cu imagini cu lumină vizibilă pentru a îmbunătăți capacitățile de recunoaștere a țintelor în scenarii complexe
Analiza câmpului de temperatură prin inteligență artificială: Analizați caracteristicile distribuției temperaturii pe baza învățării profunde, cum ar fi etichetarea automată a zonelor inflamatorii în domeniul medical
Miniaturizarea MEMS: Senzorul AS6221 lansat de AMS are o dimensiune de doar 1,5 × 1,5 mm și poate fi încorporat în ceasuri inteligente pentru a monitoriza temperatura pielii.
Integrare wireless a Internetului Lucrurilor: nodurile de măsurare a temperaturii în infraroșu prin protocolul LoRaWAN realizează monitorizare de la distanță la nivel de kilometru, potrivite pentru monitorizarea conductelor de petrol
Sugestii de selecție
Linie de procesare a alimentelor: Prioritarizați modelele cu nivel de protecție IP67 și timp de răspuns <100ms
Cercetare de laborator: Acordați atenție rezoluției de temperatură de 0,01 ℃ și interfeței de ieșire a datelor (cum ar fi USB/I2C)
Aplicații de protecție la incendiu: Selectați senzori antiexplozie cu o rază de acțiune mai mare de 600 ℃, echipați cu filtre de penetrare a fumului.
Odată cu popularizarea tehnologiilor 5G și edge computing, senzorii de temperatură în infraroșu se dezvoltă de la instrumente de măsurare unice la noduri inteligente de detectare, demonstrând un potențial de aplicare mai mare în domenii precum Industria 4.0 și orașele inteligente.
Data publicării: 11 februarie 2025