Forrás: Ulink Media
A járvány utáni korszakban úgy gondoljuk, hogy az infravörös érzékelők nélkülözhetetlenek minden nap. Az ingázás során újra és újra hőmérséklet-mérést kell végeznünk, mielőtt elérnénk úti célunkat. A nagyszámú infravörös érzékelővel végzett hőmérsékletmérés valójában számos fontos szerepet játszik. Ezután vessünk egy pillantást az infravörös érzékelőre.
Bevezetés az infravörös érzékelőkbe
Az abszolút nulla fok (-273°C) feletti hőmérséklet folyamatosan infravörös energiát bocsát ki a környező térbe. Az infravörös érzékelő képes érzékelni a tárgy infravörös energiáját, és elektromos alkatrészekké alakítani. Az infravörös érzékelő optikai rendszerből, érzékelő elemből és átalakító áramkörből áll.
Az optikai rendszerek felépítésük szerint áteresztő és reflexiós típusra oszthatók. Az átvitelhez két komponensre van szükség: az egyik infravörös sugárzást továbbítja, a másik pedig vételre. A reflektornak ezzel szemben csak egyetlen érzékelőre van szüksége a kívánt információk összegyűjtéséhez.
A detektorelemek működési elvük szerint hőérzékelő elemre és fotoelektromos detektorelemre oszthatók. A termisztorok a legelterjedtebb termisztorok. Amikor a termisztort infravörös sugárzás éri, a hőmérséklete megemelkedik, és az ellenállás megváltozik (ez a változás nagyobb vagy kisebb lehet, mivel a termisztorok pozitív hőmérsékleti együtthatójú termisztorokra és negatív hőmérsékleti együtthatójú termisztorokra oszthatók), amelyeket az átalakító áramkörön keresztül elektromos jellé lehet alakítani. A fotoelektromos detektorelemeket általában fényérzékeny elemekként használják, általában ólom-szulfidból, ólom-szelenidből, indium-arzenidből, antimon-arzenidből, higany-kadmium-tellurid háromkomponensű ötvözetből, germániumból és szilícium-adalékolt anyagokból készülnek.
A különböző jelfeldolgozó és átalakító áramkörök szerint az infravörös érzékelők analóg és digitális típusokra oszthatók. Az analóg piroelektromos infravörös érzékelő jelfeldolgozó áramköre térvezérlésű cső, míg a digitális piroelektromos infravörös érzékelő jelfeldolgozó áramköre digitális chip.
Az infravörös érzékelők számos funkcióját három érzékeny komponens – optikai rendszer, érzékelő elem és átalakító áramkör – különböző permutációi és kombinációi révén valósítják meg. Vessünk egy pillantást néhány további területre, ahol az infravörös érzékelők jelentős változást hoztak.
Infravörös érzékelő alkalmazása
1. Gázérzékelés
Az infravörös optikai gázérzékelő elve a különböző gázmolekulák közeli infravörös spektrális szelektív abszorpciós jellemzőin alapul, és a gázkoncentráció és az abszorpciós erősség összefüggését (Lambert-Bill Lambert-Beer törvény) használja a gázösszetevők koncentrációjának azonosítására és meghatározására egy gázérzékelő eszközben.
Az infravörös érzékelők segítségével az ábrán látható infravörös elemzési térkép készíthető. A különböző atomokból álló molekulák azonos frekvenciájú infravörös fény besugárzása alatt infravörös abszorpciót szenvednek, ami az infravörös fény intenzitásának változását eredményezi. A különböző hullámcsúcsok alapján meghatározható a keverékben található gáz típusa.
Egyetlen infravörös abszorpciós csúcs pozíciója alapján csak az határozható meg, hogy milyen csoportok léteznek a gázmolekulában. A gáz típusának pontos meghatározásához meg kell vizsgálnunk az összes abszorpciós csúcs pozícióját a gáz közép-infravörös tartományában, nevezetesen a gáz infravörös abszorpciós ujjlenyomatát. Az infravörös spektrum segítségével gyorsan elemezhető az egyes gázok tartalma a keverékben.
Az infravörös gázérzékelőket széles körben használják a petrolkémiai, kohászati, bányászati, légszennyezettség-ellenőrző és szén-dioxid-semlegesítéssel kapcsolatos észlelési, mezőgazdasági és más iparágakban. Jelenleg a közép-infravörös lézerek drágák. Úgy vélem, hogy a jövőben, mivel számos iparág fog infravörös érzékelőket használni a gázok érzékelésére, az infravörös gázérzékelők még kiválóbbak és olcsóbbak lesznek.
2. Infravörös távolságmérés
Az infravörös távolságmérő egyfajta érzékelő eszköz, amely infravörös sugarakat használ mérési közegként, széles mérési tartományban és rövid válaszidőben, főként a modern tudományban és technológiában, a nemzetvédelemben, valamint az ipari és mezőgazdasági területeken használják.
Az infravörös távolságmérő érzékelő egy pár infravörös jeladó és -vevő diódával rendelkezik, amelyek az infravörös távolságmérő érzékelő segítségével infravörös fénysugarat bocsátanak ki, amely a tárgyra való besugárzás után visszaverődést képez, a jel vétele után visszaverődik az érzékelőre, majd CCD képfeldolgozás segítségével fogadja az időkülönbségi adatokat, továbbítja és fogadja azokat. A tárgy távolságát a jelfeldolgozó számítja ki a feldolgozás után. Ez nemcsak természetes felületeken, hanem fényvisszaverő paneleken is használható. Távolságmérés, nagyfrekvenciás válasz, alkalmas zord ipari környezetbe.
3. Az infravörös átvitel
Az infravörös érzékelőkkel történő adatátvitel szintén széles körben elterjedt. A TV távirányítója infravörös átviteli jeleket használ a TV távoli vezérléséhez; a mobiltelefonok infravörös átvitellel tudnak adatokat továbbítani. Ezek olyan alkalmazások, amelyek az infravörös technológia kifejlesztése óta léteznek.
4. Infravörös hőkép
A hőkamera egy passzív érzékelő, amely képes érzékelni az abszolút nulla foknál magasabb hőmérsékletű tárgyak által kibocsátott infravörös sugárzást. A hőkamerát eredetileg katonai megfigyelő és éjjellátó eszközként fejlesztették ki, de ahogy szélesebb körben elterjedt, az ára is csökkent, így az alkalmazási terület jelentősen bővült. A hőkamerák alkalmazásai közé tartozik az állatkísérletes, mezőgazdasági, épületfelügyeleti, gázérzékelési, ipari és katonai alkalmazások, valamint az emberek felderítése, nyomon követése és azonosítása. Az elmúlt években az infravörös hőkamerát számos nyilvános helyen használták termékek hőmérsékletének gyors mérésére.
5. Infravörös indukció
Az infravörös indukciós kapcsoló egy infravörös indukciós technológián alapuló automatikus vezérlőkapcsoló. Automatikus vezérlőfunkcióját a külvilágból kibocsátott infravörös hő érzékelésével valósítja meg. Gyorsan képes kinyitni a lámpákat, automata ajtókat, lopásgátló riasztókat és egyéb elektromos berendezéseket.
Az infravörös érzékelő Fresnel-lencséjén keresztül a kapcsoló érzékeli az emberi test által kibocsátott szórt infravörös fényt, így különféle automatikus vezérlési funkciókat valósíthat meg, például a lámpa felkapcsolását. Az elmúlt években, az okosotthonok népszerűségével az infravörös érzékelést okos szemeteskukákban, okos WC-kben, okos gesztuskapcsolókban, indukciós ajtókban és más okostermékekben is alkalmazzák. Az infravörös érzékelés nemcsak az emberek érzékeléséről szól, hanem folyamatosan frissül, hogy több funkciót is elérjen.
Következtetés
Az elmúlt években a dolgok internete iparág gyorsan fejlődött, és széles piaci kilátásokkal rendelkezik. Ebben az összefüggésben az infravörös érzékelők piaca is tovább növekedett. Ennek eredményeként Kína infravörös érzékelő piacának mérete továbbra is növekszik. Az adatok szerint 2019-ben Kína infravörös érzékelő piacának mérete közel 400 millió jüan volt, 2020-ra pedig közel 500 millió jüan. Az infravörös hőmérsékletmérés és az infravörös gázérzékelés iránti járványügyi kereslettel együtt az infravörös érzékelők piacának mérete a jövőben hatalmas lesz.
Közzététel ideje: 2022. május 16.