Ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի սենսոր. սկզբունքը, բնութագրերը և կիրառումը

Ներածություն ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի սենսորին
Ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի սենսորը անհպում սենսոր է, որն օգտագործում է առարկայի կողմից արձակված ինֆրակարմիր ճառագայթման էներգիան՝ մակերեսի ջերմաստիճանը չափելու համար: Դրա հիմնական սկզբունքը հիմնված է Ստեֆան-Բոլցմանի օրենքի վրա. բացարձակ զրոյից բարձր ջերմաստիճան ունեցող բոլոր առարկաները ճառագայթում են ինֆրակարմիր ճառագայթներ, և ճառագայթման ինտենսիվությունը համեմատական ​​է առարկայի մակերեսի ջերմաստիճանի չորրորդ աստիճանին: Սենսորը ստացված ինֆրակարմիր ճառագայթումը վերածում է էլեկտրական ազդանշանի՝ ներկառուցված ջերմապտույտի կամ պիրոէլեկտրական դետեկտորի միջոցով, ապա հաշվարկում է ջերմաստիճանի արժեքը ալգորիթմի միջոցով:

Տեխնիկական առանձնահատկություններ՝
Անհպում չափում. չափվող օբյեկտին շփվելու կարիք չկա, ինչը կանխում է աղտոտումը կամ բարձր ջերմաստիճանի և շարժվող թիրախների հետ շփումը։

Արագ արձագանքման արագություն՝ միլիվայրկյանային արձագանք, հարմար է դինամիկ ջերմաստիճանի մոնիթորինգի համար։

Լայն շրջանակ՝ տիպիկ ծածկույթ -50℃-ից մինչև 3000℃ (տարբեր մոդելները մեծապես տարբերվում են):

Ուժեղ հարմարվողականություն. կարող է օգտագործվել վակուումային, քայքայիչ միջավայրում կամ էլեկտրամագնիսական միջամտության սցենարներում:

Հիմնական տեխնիկական ցուցանիշներ
Չափման ճշգրտությունը՝ ±1% կամ ±1.5℃ (բարձրակարգ արդյունաբերական աստիճանը կարող է հասնել ±0.3℃-ի)

Էմիսիոնության կարգավորում. աջակցում է 0.1~1.0 կարգավորելի (կարգավորվում է տարբեր նյութական մակերեսների համար)

Օպտիկական լուծաչափ. Օրինակ՝ 30:1 հարաբերակցությունը նշանակում է, որ 1 սմ տրամագծով մակերեսը կարելի է չափել 30 սմ հեռավորության վրա։

Արձագանքի ալիքի երկարություն. Ընդհանուր 8~14μm (հարմար է նորմալ ջերմաստիճանի օբյեկտների համար), կարճ ալիքի տեսակը օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի հայտնաբերման համար

Կիրառման տիպիկ դեպքեր
1. Արդյունաբերական սարքավորումների կանխատեսողական սպասարկում
Որոշակի ավտոարտադրող MLX90614 ինֆրակարմիր զանգվածի սենսորներ է տեղադրել շարժիչի առանցքակալների վրա և կանխատեսել է անսարքությունները՝ անընդհատ վերահսկելով առանցքակալների ջերմաստիճանի փոփոխությունները և համատեղելով արհեստական ​​բանականության ալգորիթմները: Գործնական տվյալները ցույց են տալիս, որ առանցքակալների գերտաքացման խափանումների մասին 72 ժամ առաջ նախազգուշացնելը կարող է տարեկան 230,000 ԱՄՆ դոլարով կրճատել անսարքության կորուստները:

2. Բժշկական ջերմաստիճանի չափման համակարգ
2020 թվականի COVID-19 համավարակի ժամանակ հիվանդանոցների արտակարգ մուտքերում տեղադրվեցին FLIR T շարքի ջերմապատկերներ, որոնք ապահովեցին վայրկյանում 20 մարդու ջերմաստիճանի աննորմալ չափում՝ ≤0.3℃ ջերմաստիճանի չափման սխալով, և դեմքի ճանաչման տեխնոլոգիայի հետ համատեղ՝ անձնակազմի ջերմաստիճանի աննորմալ հետագիծը հետևելու համար։

3. Խելացի տնային տեխնիկայի ջերմաստիճանի կառավարում
Բարձրակարգ ինդուկցիոն կաթսան ներառում է Melexis MLX90621 ինֆրակարմիր սենսոր՝ կաթսայի հատակի ջերմաստիճանի բաշխումը իրական ժամանակում վերահսկելու համար: Երբ հայտնաբերվում է տեղային գերտաքացում (օրինակ՝ դատարկ վառարանում այրում), հզորությունը ավտոմատ կերպով նվազում է: Համեմատած ավանդական ջերմազույգի լուծման հետ, ջերմաստիճանի կարգավորման արձագանքման արագությունը 5 անգամ մեծանում է:

4. Գյուղատնտեսական ճշգրիտ ոռոգման համակարգ
Իսրայելի մի ֆերմա օգտագործում է Heimann HTPA32x32 ինֆրակարմիր ջերմային պատկերիչը՝ մշակաբույսերի սաղարթի ջերմաստիճանը վերահսկելու և շրջակա միջավայրի պարամետրերի հիման վրա տրանսպիրացիայի մոդել կառուցելու համար: Համակարգն ավտոմատ կերպով կարգավորում է կաթիլային ոռոգման ծավալը՝ խնայելով խաղողի այգում ջրի 38%-ը և միաժամանակ 15%-ով ավելացնելով արտադրողականությունը:

5. Էներգահամակարգերի առցանց մոնիթորինգ
«State Grid»-ը բարձր լարման ենթակայաններում տեղադրում է Optris PI շարքի առցանց ինֆրակարմիր ջերմաչափեր՝ օրական 24 ժամ վերահսկելու հիմնական մասերի, ինչպիսիք են լարային միացումները և մեկուսիչները, ջերմաստիճանը: 2022 թվականին ենթակայանը հաջողությամբ զգուշացրել է 110 կՎ լարման անջատիչների վատ շփման մասին՝ խուսափելով տարածաշրջանային էլեկտրաէներգիայի անջատումից:

Նորարարական զարգացման միտումներ
Բազմասպեկտր միաձուլման տեխնոլոգիա. համատեղեք ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի չափումը տեսանելի լույսի պատկերների հետ՝ բարդ իրավիճակներում թիրախի ճանաչման հնարավորությունները բարելավելու համար։

Արհեստական ​​բանականության ջերմաստիճանային դաշտի վերլուծություն. Վերլուծեք ջերմաստիճանի բաշխման բնութագրերը՝ հիմնվելով խորը ուսուցման վրա, ինչպիսին է բժշկական ոլորտում բորբոքային տարածքների ավտոմատ պիտակավորումը։

MEMS մանրացում. AMS-ի կողմից թողարկված AS6221 սենսորը ընդամենը 1.5×1.5 մմ չափի է և կարող է ներդրվել խելացի ժամացույցներում՝ մաշկի ջերմաստիճանը վերահսկելու համար։

Անլար «Ինտերնետի» ինտեգրում. LoRaWAN արձանագրության ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի չափման հանգույցները ապահովում են կիլոմետրային մակարդակի հեռակառավարվող մոնիթորինգ, որը հարմար է նավթատարի մոնիթորինգի համար։

Ընտրության առաջարկներ
Սննդի վերամշակման գիծ. առաջնահերթություն տվեք IP67 պաշտպանության մակարդակով և <100 մվ արձագանքման ժամանակով մոդելներին

Լաբորատոր հետազոտություն. Ուշադրություն դարձրեք 0.01℃ ջերմաստիճանի լուծաչափին և տվյալների ելքային ինտերֆեյսին (օրինակ՝ USB/I2C):

Հրդեհային պաշտպանության կիրառություններ. Ընտրեք պայթյունապաշտպան սենսորներ՝ 600℃-ից ավելի ջերմաստիճանային տիրույթով, որոնք հագեցած են ծխի ներթափանցման ֆիլտրերով:

5G-ի և եզրային հաշվողական տեխնոլոգիաների տարածմանը զուգընթաց, ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի սենսորները մեկ չափման գործիքներից զարգանում են մինչև ինտելեկտուալ զգայուն հանգույցներ, ինչը ցույց է տալիս ավելի մեծ կիրառման ներուժ այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են Արդյունաբերություն 4.0-ը և խելացի քաղաքները։