Introduksjon til infrarød temperatursensor
En infrarød temperatursensor er en berøringsfri sensor som bruker infrarød strålingsenergi som frigjøres av et objekt for å måle overflatetemperatur. Kjerneprinsippet er basert på Stefan-Boltzmanns lov: alle objekter med en temperatur over det absolutte nullpunkt vil utstråle infrarøde stråler, og strålingsintensiteten er proporsjonal med fjerde potens av objektets overflatetemperatur. Sensoren konverterer den mottatte infrarøde strålingen til et elektrisk signal gjennom en innebygd termosøyle eller pyroelektrisk detektor, og beregner deretter temperaturverdien gjennom en algoritme.
Tekniske funksjoner:
Berøringsfri måling: ingen behov for å berøre objektet som måles, noe som unngår forurensning eller interferens med høy temperatur og bevegelige mål.
Rask responshastighet: millisekundrespons, egnet for dynamisk temperaturovervåking.
Bredt område: typisk dekning -50 ℃ til 3000 ℃ (forskjellige modeller varierer sterkt).
Sterk tilpasningsevne: kan brukes i vakuum, korrosivt miljø eller scenarier med elektromagnetisk interferens.
Kjernetekniske indikatorer
Målenøyaktighet: ±1 % eller ±1,5 ℃ (høykvalitets industriell kvalitet kan nå ±0,3 ℃)
Justering av emissivitet: støtter 0,1~1,0 justerbar (kalibrert for forskjellige materialoverflater)
Optisk oppløsning: For eksempel betyr 30:1 at et område med en diameter på 1 cm kan måles på en avstand på 30 cm.
Responsbølgelengde: Vanlig 8~14μm (egnet for objekter ved normal temperatur), kortbølgetypen brukes til deteksjon av høy temperatur
Typiske brukstilfeller
1. Prediktivt vedlikehold av industrielt utstyr
En viss bilprodusent installerte MLX90614 infrarøde sensorer på motorlagrene, og forutså feil ved kontinuerlig å overvåke temperaturendringene i lageret og kombinere AI-algoritmer. Praktiske data viser at varsling om feil ved overoppheting av lager 72 timer i forveien kan redusere tap ved nedetid med 230 000 amerikanske dollar per år.
2. Medisinsk temperaturmålingssystem
Under COVID-19-pandemien i 2020 ble FLIR T-seriens termokameraer utplassert ved nødinngangene til sykehus. De oppnådde unormal temperaturmåling av 20 personer per sekund, med en temperaturmålingsfeil på ≤0,3 ℃, og kombinert med ansiktsgjenkjenningsteknologi for å oppnå unormal temperaturmåling av personellbaner.
3. Temperaturkontroll for smarte husholdningsapparater
Den avanserte induksjonskokeren integrerer Melexis MLX90621 infrarødsensor for å overvåke temperaturfordelingen i bunnen av kjelen i sanntid. Når lokal overoppheting (som tom forbrenning) oppdages, reduseres effekten automatisk. Sammenlignet med den tradisjonelle termoelementløsningen økes temperaturkontrollens responshastighet med 5 ganger.
4. Presisjonsvanningssystem for landbruket
En gård i Israel bruker Heimann HTPA32x32 infrarødt termokamera for å overvåke temperaturen i avlingskronet og bygge en transpirasjonsmodell basert på miljøparametere. Systemet justerer automatisk dryppvanningsvolumet, noe som sparer 38 % vann i vinmarken samtidig som produksjonen øker med 15 %.
5. Online overvåking av kraftsystemer
State Grid bruker Optris PI-serien infrarøde termometre på nett i høyspenningsstasjoner for å overvåke temperaturen på viktige deler som samleskinnekoblinger og isolatorer 24 timer i døgnet. I 2022 varslet en stasjon om dårlig kontakt på 110 kV-skillebrytere, og unngikk dermed et regionalt strømbrudd.
Innovative utviklingstrender
Multispektral fusjonsteknologi: Kombiner infrarød temperaturmåling med bilder av synlig lys for å forbedre målgjenkjenningsevnen i komplekse scenarier
AI-temperaturfeltanalyse: Analyser temperaturfordelingskarakteristikker basert på dyp læring, for eksempel automatisk merking av betennelsesområder innen det medisinske feltet.
MEMS-miniatyrisering: AS6221-sensoren lansert av AMS er bare 1,5 × 1,5 mm stor og kan bygges inn i smartklokker for å overvåke hudtemperaturen.
Integrering av trådløst internett for ting: LoRaWAN-protokollens infrarøde temperaturmålingsnoder oppnår fjernovervåking på kilometernivå, egnet for overvåking av oljerørledninger
Utvalgsforslag
Matvarelinje: Prioriter modeller med IP67-beskyttelsesnivå og responstid <100ms
Laboratorieforskning: Vær oppmerksom på 0,01 ℃ temperaturoppløsning og datautgangsgrensesnitt (som USB/I2C)
Brannvernapplikasjoner: Velg eksplosjonssikre sensorer med et område på mer enn 600 ℃, utstyrt med røykgjennomtrengningsfiltre
Med populariseringen av 5G og edge computing-teknologier utvikler infrarøde temperatursensorer seg fra enkeltstående måleverktøy til intelligente sensornoder, noe som viser større anvendelsespotensial innen felt som Industri 4.0 og smarte byer.
Publisert: 11. februar 2025