Източник: Ulink Media
В ерата след епидемията вярваме, че инфрачервените сензори са незаменими всеки ден. В процеса на пътуване до работа, трябва да извършваме измервания на температурата отново и отново, преди да стигнем до целта си. Всъщност, голям брой инфрачервени сензори изпълняват много важни роли при измерване на температурата. След това нека разгледаме подробно инфрачервения сензор.
Въведение в инфрачервените сензори
Всичко над абсолютната нула (-273°C) постоянно излъчва инфрачервена енергия в околното пространство, така да се каже. Инфрачервеният сензор е способен да усети инфрачервената енергия на обекта и да я преобразува в електрически компоненти. Инфрачервеният сензор се състои от оптична система, детекторен елемент и преобразувателна верига.
Оптичните системи могат да бъдат разделени на пропускателни и отразяващи според различната структура. Предаването изисква два компонента, единият предаващ инфрачервени лъчи, а другият приемащ. Рефлекторът, от друга страна, се нуждае само от един сензор, за да събере желаната информация.
Детекторните елементи могат да бъдат разделени на термични и фотоелектрични детекторни елементи според принципа на работа. Термисторите са най-широко използваните термистори. Когато термисторът е подложен на инфрачервено лъчение, температурата се повишава и съпротивлението се променя (тази промяна може да бъде по-голяма или по-малка, тъй като термисторите могат да бъдат разделени на термистор с положителен температурен коефициент и термистор с отрицателен температурен коефициент), който може да бъде преобразуван в електрически сигнал чрез преобразувателната верига. Фотоелектрическите детекторни елементи обикновено се използват като фоточувствителни елементи и обикновено са изработени от оловен сулфид, оловен селенид, индиев арсенид, антимонов арсенид, тройни сплави от живачно-кадмиев телурид, както и материали, легирани с германий и силиций.
Според различните схеми за обработка и преобразуване на сигнала, инфрачервените сензори могат да бъдат разделени на аналогови и цифрови. Схемата за обработка на сигнала на аналоговия пироелектричен инфрачервен сензор е полева лампа, докато схемата за обработка на сигнала на цифровия пироелектричен инфрачервен сензор е цифров чип.
Много функции на инфрачервените сензори се реализират чрез различни пермутации и комбинации от три чувствителни компонента: оптична система, детекторен елемент и преобразувателна схема. Нека разгледаме някои други области, където инфрачервените сензори са довели до промяна.
Приложение на инфрачервен сензор
1. Откриване на газ
Инфрачервеният оптичен принцип на газовия сензор е базиран на селективни абсорбционни характеристики на близкия инфрачервен спектър на различни газови молекули. Използва се зависимостта от концентрацията на газа и абсорбционната сила (закон на Ламберт - Бил Ламберт Биър) за идентифициране и определяне на концентрацията на газовия компонент на газовото сензорно устройство.
Инфрачервените сензори могат да се използват за получаване на карта за инфрачервен анализ, както е показано на фигурата по-горе. Молекулите, съставени от различни атоми, ще претърпят инфрачервено поглъщане при облъчване с инфрачервена светлина с една и съща честота, което ще доведе до промени в интензитета на инфрачервената светлина. Според различните пикове на вълната могат да се определят видовете газове, съдържащи се в сместа.
Според позицията на единичен инфрачервен абсорбционен пик, може да се определи само кои групи съществуват в газовата молекула. За да определим точно вида на газа, трябва да разгледаме позициите на всички абсорбционни пикове в средната инфрачервена област на газа, а именно инфрачервения абсорбционен отпечатък на газа. С инфрачервения спектър може бързо да се анализира съдържанието на всеки газ в сместа.
Инфрачервените газови сензори се използват широко в нефтохимическата, металургичната промишленост, минното дело, мониторинга на замърсяването на въздуха и откриването на въглеродна неутрализация, селското стопанство и други индустрии. В момента лазерите със среден инфрачервен спектър са скъпи. Вярвам, че в бъдеще, с голям брой индустрии, използващи инфрачервени сензори за откриване на газ, инфрачервените газови сензори ще станат по-добри и по-евтини.
2. Измерване на инфрачервено разстояние
Инфрачервеният сензор за разстояние е вид сензорно устройство, което използва инфрачервени лъчи като средство за измерване, има широк обхват на измерване и кратко време за реакция и се използва главно в съвременната наука и технологии, националната отбрана, промишлеността и селското стопанство.
Инфрачервеният сензор за разстояние има чифт диоди за предаване и приемане на инфрачервен сигнал. Сензорът за разстояние излъчва инфрачервен лъч, който след облъчване с обекта се отразява, след приемане на сигнала се отразява от сензора и след това, използвайки CCD обработка на изображението, приема, предава и приема данни за времевата разлика. Разстоянието до обекта се изчислява след обработка от сигналния процесор. Това може да се използва не само върху естествени повърхности, но и върху отразяващи панели. Измерва разстояние, има висока честота на реакция, подходящ за тежки индустриални условия.
3. Инфрачервеното предаване
Предаването на данни чрез инфрачервени сензори също се използва широко. Дистанционното управление на телевизора използва инфрачервени предавателни сигнали за дистанционно управление на телевизора; мобилните телефони могат да предават данни чрез инфрачервено предаване. Това са приложения, които съществуват от самото начало на разработването на инфрачервената технология.
4. Инфрачервено термично изображение
Термовизионната камера е пасивен сензор, който може да улавя инфрачервеното лъчение, излъчвано от всички обекти, чиято температура е по-висока от абсолютната нула. Термовизионната камера първоначално е разработена като инструмент за военно наблюдение и нощно виждане, но с по-широкото ѝ използване цената ѝ спадна, което значително разшири областта на приложение. Приложенията на термовизионните камери включват животни, селско стопанство, строителство, откриване на газове, промишлени и военни приложения, както и откриване, проследяване и идентификация на хора. През последните години инфрачервеното термоизображение се използва на много обществени места за бързо измерване на температурата на продукти.
5. Инфрачервена индукция
Инфрачервеният индукционен превключвател е автоматичен управляващ превключвател, базиран на инфрачервена индукционна технология. Той реализира функцията си за автоматично управление чрез отчитане на инфрачервената топлина, излъчвана от външния свят. Може бързо да отваря лампи, автоматични врати, алармени системи против кражба и друго електрическо оборудване.
Чрез френеловата леща на инфрачервения сензор, разсеяната инфрачервена светлина, излъчвана от човешкото тяло, може да бъде уловена от превключвателя, за да се реализират различни функции за автоматично управление, като например включване на светлината. През последните години, с популярността на интелигентния дом, инфрачервеното сензорно наблюдение се използва и в интелигентни кошчета за боклук, интелигентни тоалетни, интелигентни превключватели с жестове, индукционни врати и други интелигентни продукти. Инфрачервеното сензорно наблюдение не е само за засичане на хора, но се актуализира постоянно, за да се постигнат повече функции.
Заключение
През последните години индустрията на Интернет на нещата се разви бързо и има широки пазарни перспективи. В този контекст пазарът на инфрачервени сензори също отбеляза допълнителен растеж. Следователно, мащабът на пазара на инфрачервени детектори в Китай продължава да расте. Според данни, през 2019 г. размерът на пазара на инфрачервени детектори в Китай е бил близо 400 милиона юана, а до 2020 г. - близо 500 милиона юана. В комбинация с търсенето на инфрачервени измервания на температурата по време на епидемии и неутрализация на въглерода за инфрачервено откриване на газове, размерът на пазара на инфрачервени сензори ще бъде огромен в бъдеще.
Време на публикуване: 16 май 2022 г.