Zdroj: Ulink Media
V období po epidémii veríme, že infračervené senzory sú každodenne nevyhnutné. Pri dochádzaní do práce musíme opakovane merať teplotu, kým sa dostaneme do cieľa. Keďže meranie teploty s veľkým počtom infračervených senzorov v skutočnosti zohráva mnoho dôležitých úloh. Ďalej sa pozrime bližšie na infračervený senzor.
Úvod do infračervených senzorov
Čokoľvek nad absolútnou nulou (-273 °C) neustále vyžaruje infračervenú energiu do okolitého priestoru. Infračervený senzor je schopný vnímať infračervenú energiu objektu a premieňať ju na elektrické komponenty. Infračervený senzor pozostáva z optického systému, detekčného prvku a konverzného obvodu.
Optické systémy možno rozdeliť na prenosové a odrazové. Prenos vyžaduje dva komponenty, jeden vysielajúci infračervené žiarenie a jeden prijímajúci infračervené žiarenie. Reflektor naopak potrebuje na zhromažďovanie požadovaných informácií iba jeden senzor.
Detekčné prvky možno podľa princípu fungovania rozdeliť na tepelné detekčné prvky a fotoelektrické detekčné prvky. Termistory sú najpoužívanejšie termistory. Keď je termistor vystavený infračervenému žiareniu, teplota sa zvyšuje a odpor sa mení (táto zmena môže byť väčšia alebo menšia, pretože termistory možno rozdeliť na termistory s kladným teplotným koeficientom a termistory s záporným teplotným koeficientom), ktoré sa môžu prostredníctvom konverzného obvodu previesť na výstupný elektrický signál. Fotoelektrické detekčné prvky sa bežne používajú ako fotocitlivé prvky a sú zvyčajne vyrobené zo sulfidu olovnatého, selenidu olovnatého, arzenidu india, arzenidu antimónu, ternárnych zliatin ortuti, teluridu kadmia a materiálov dopovaných germániom a kremíkom.
Podľa rôznych obvodov na spracovanie a konverziu signálu možno infračervené senzory rozdeliť na analógové a digitálne. Obvodom na spracovanie signálu analógového pyroelektrického infračerveného senzora je elektrónka s efektom poľa, zatiaľ čo obvodom na spracovanie signálu digitálneho pyroelektrického infračerveného senzora je digitálny čip.
Mnohé funkcie infračerveného senzora sa realizujú prostredníctvom rôznych permutácií a kombinácií troch citlivých komponentov: optického systému, detekčného prvku a konverzného obvodu. Pozrime sa na niektoré ďalšie oblasti, kde infračervené senzory priniesli zmenu.
Použitie infračerveného senzora
1. Detekcia plynu
Princíp infračervenej optiky plynového senzora je založený na selektívnych absorpčných charakteristikách rôznych molekúl plynu v blízkej infračervenej oblasti. Na identifikáciu a určenie koncentrácie plynnej zložky pomocou zariadenia na snímanie plynu sa používa vzťah medzi koncentráciou plynu a absorpčnou silou (Lambertov – Bill Lambert-Beerov zákon).
Infračervené senzory je možné použiť na získanie mapy infračervenej analýzy, ako je znázornené na obrázku vyššie. Molekuly zložené z rôznych atómov budú podliehať infračervenej absorpcii pri ožiarení infračerveným svetlom s rovnakou frekvenciou, čo bude mať za následok zmeny v intenzite infračerveného svetla. Podľa rôznych vlnových vrcholov je možné určiť typy plynov obsiahnutých v zmesi.
Podľa polohy jedného infračerveného absorpčného píku je možné určiť iba to, aké skupiny sa v molekule plynu nachádzajú. Na presné určenie typu plynu je potrebné pozrieť sa na polohy všetkých absorpčných píkov v strednej infračervenej oblasti plynu, konkrétne na infračervený absorpčný odtlačok plynu. Pomocou infračerveného spektra je možné rýchlo analyzovať obsah každého plynu v zmesi.
Infračervené plynové senzory sa široko používajú v petrochemickom a metalurgickom priemysle, v baníctve, pri monitorovaní znečistenia ovzdušia a detekcii súvisiacej s neutralizáciou uhlíka, v poľnohospodárstve a ďalších odvetviach. V súčasnosti sú lasery v strednom infračervenom spektre drahé. Verím, že v budúcnosti, keď bude veľké množstvo priemyselných odvetví používať infračervené senzory na detekciu plynu, sa infračervené plynové senzory stanú ešte kvalitnejšími a lacnejšími.
2. Meranie infračervenej vzdialenosti
Infračervený senzor na meranie vzdialenosti je druh snímacieho zariadenia, ktoré využíva infračervené žiarenie ako meracie médium, má široký rozsah merania a krátky čas odozvy a používa sa hlavne v modernej vede a technike, národnej obrane a priemyselných a poľnohospodárskych oblastiach.
Infračervený snímač vzdialenosti má dvojicu diód na vysielanie a prijímanie infračerveného signálu. Infračervený snímač vzdialenosti využíva infračervený lúč na vyžarovanie infračerveného svetla, ktoré po ožiarení objektu vytvára odrazový proces, po prijatí signálu sa odráža od snímača a následne sa pomocou CCD obrazového spracovania prijímajú údaje o časovom rozdiele. Vzdialenosť objektu sa vypočíta po spracovaní signálovým procesorom. Toto je možné použiť nielen na prírodných povrchoch, ale aj na reflexných paneloch. Meranie vzdialenosti, vysoká frekvenčná odozva, vhodné do náročných priemyselných prostredí.
3. Infračervený prenos
Prenos dát pomocou infračervených senzorov sa tiež bežne používa. Diaľkové ovládanie televízora využíva infračervené prenosové signály na diaľkové ovládanie televízora; mobilné telefóny môžu prenášať dáta prostredníctvom infračerveného prenosu. Ide o aplikácie, ktoré existujú odkedy bola infračervená technológia prvýkrát vyvinutá.
4. Infračervený tepelný obraz
Termokamera je pasívny senzor, ktorý dokáže zachytiť infračervené žiarenie vyžarované všetkými objektmi, ktorých teplota je vyššia ako absolútna nula. Termokamera bola pôvodne vyvinutá ako vojenský nástroj na sledovanie a nočné videnie, ale s jej širším používaním cena klesla, čím sa výrazne rozšírilo jej pole pôsobnosti. Medzi aplikácie termokamier patrí zvieratá, poľnohospodárstvo, stavebníctvo, detekcia plynov, priemyselné a vojenské aplikácie, ako aj detekcia, sledovanie a identifikácia ľudí. V posledných rokoch sa infračervené termokamery používajú na mnohých verejných miestach na rýchle meranie teploty produktov.
5. Infračervená indukcia
Infračervený indukčný spínač je automatický ovládací spínač založený na technológii infračervenej indukcie. Svoju funkciu automatickej regulácie realizuje snímaním infračerveného tepla vyžarovaného z vonkajšieho sveta. Dokáže rýchlo otvoriť lampy, automatické dvere, alarmy proti krádeži a iné elektrické zariadenia.
Prostredníctvom Fresnelovej šošovky infračerveného senzora môže spínač snímať rozptýlené infračervené svetlo vyžarované ľudským telom, aby sa realizovali rôzne automatické ovládacie funkcie, ako je napríklad zapnutie svetla. V posledných rokoch, s popularitou inteligentných domov, sa infračervené snímanie používa aj v inteligentných odpadkových košoch, inteligentných toaletách, inteligentných gestových spínačoch, indukčných dverách a iných inteligentných produktoch. Infračervené snímanie sa nepoužíva len na snímanie ľudí, ale neustále sa aktualizuje, aby sa dosiahlo viac funkcií.
Záver
V posledných rokoch sa odvetvie internetu vecí rýchlo rozvíja a má široké trhové vyhliadky. V tejto súvislosti zaznamenal ďalší rast aj trh s infračervenými senzormi. Preto trh s infračervenými detektormi v Číne neustále rastie. Podľa údajov dosiahol v roku 2019 objem čínskeho trhu s infračervenými detektormi takmer 400 miliónov juanov a do roku 2020 takmer 500 miliónov juanov. V kombinácii s dopytom po infračervenom meraní teploty počas epidémií a neutralizácii uhlíka na detekciu infračervených plynov bude trh s infračervenými senzormi v budúcnosti obrovský.
Čas uverejnenia: 16. mája 2022