Ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի սենսոր. սկզբունք, բնութագրեր և կիրառություն

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
Բազմասպեկտրային 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 միջակայքով, 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։