Źródło: Ulink Media
W erze postepidemicznej uważamy, że czujniki podczerwieni są niezbędne każdego dnia. W trakcie dojazdów do pracy musimy wielokrotnie przechodzić przez pomiar temperatury, zanim dotrzemy do celu. Jako pomiar temperatury z dużą liczbą czujników podczerwieni, w rzeczywistości, istnieje wiele ważnych ról. Następnie przyjrzyjmy się bliżej czujnikowi podczerwieni.
Wprowadzenie do czujników podczerwieni
Wszystko powyżej zera absolutnego (-273°C) stale emituje energię podczerwoną do otaczającej przestrzeni, że tak powiem. A czujnik podczerwieni jest w stanie wyczuć energię podczerwoną obiektu i przekształcić ją w komponenty elektryczne. Czujnik podczerwieni składa się z układu optycznego, elementu wykrywającego i obwodu konwersji.
Układ optyczny można podzielić na typ transmisyjny i typ odbiciowy według różnej struktury. Transmisja wymaga dwóch komponentów, jednego transmitującego podczerwień i jednego odbierającego podczerwień. Z drugiej strony reflektor potrzebuje tylko jednego czujnika, aby zebrać pożądane informacje.
Element wykrywający można podzielić na element wykrywający termiczny i element wykrywający fotoelektryczny zgodnie z zasadą działania. Termistory są najszerzej stosowanymi termistorami. Gdy termistor jest poddawany promieniowaniu podczerwonemu, temperatura wzrasta, a rezystancja ulega zmianie (zmiana ta może być większa lub mniejsza, ponieważ termistor można podzielić na termistor o dodatnim współczynniku temperaturowym i termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym), który można przekształcić na sygnał wyjściowy elektryczny za pośrednictwem obwodu konwersji. Elementy wykrywające fotoelektryczne są powszechnie stosowane jako elementy światłoczułe, zwykle wykonane z siarczku ołowiu, selenku ołowiu, arsenku indu, arsenku antymonu, stopu potrójnego tellurku kadmu i rtęci, materiałów domieszkowanych germanem i krzemem.
Zgodnie z różnymi obwodami przetwarzania i konwersji sygnału, czujniki podczerwieni można podzielić na analogowe i cyfrowe. Obwód przetwarzania sygnału analogowego piroelektrycznego czujnika podczerwieni to lampa polowa, podczas gdy obwód przetwarzania sygnału cyfrowego piroelektrycznego czujnika podczerwieni to cyfrowy układ scalony.
Wiele funkcji czujnika podczerwieni jest realizowanych poprzez różne permutacje i kombinacje trzech wrażliwych komponentów: układu optycznego, elementu wykrywającego i obwodu konwersji. Przyjrzyjmy się innym obszarom, w których czujniki podczerwieni zrobiły różnicę.
Zastosowanie czujnika podczerwieni
1. Detekcja gazu
Zasada działania czujnika gazu w podczerwieni opiera się na charakterystyce selektywnej absorpcji widmowej w bliskiej podczerwieni różnych cząsteczek gazu, wykorzystuje zależność między stężeniem gazu a siłą absorpcji (prawo Lamberta – Billa Lamberta – Beera) w celu identyfikacji i określenia stężenia składnika gazowego urządzenia wykrywającego gaz.
Czujniki podczerwieni mogą być używane do uzyskania mapy analizy podczerwieni, jak pokazano na rysunku powyżej. Cząsteczki złożone z różnych atomów ulegną absorpcji podczerwieni pod wpływem promieniowania podczerwieni o tej samej częstotliwości, co spowoduje zmiany w intensywności światła podczerwonego. Na podstawie różnych szczytów fal można określić rodzaje gazu zawartego w mieszance.
Zgodnie z położeniem pojedynczego piku absorpcji w podczerwieni można określić tylko, jakie grupy występują w cząsteczce gazu. Aby dokładnie określić rodzaj gazu, musimy przyjrzeć się pozycjom wszystkich pików absorpcji w obszarze średniej podczerwieni gazu, a mianowicie odciskowi palca absorpcji w podczerwieni gazu. Dzięki widmu w podczerwieni można szybko przeanalizować zawartość każdego gazu w mieszance.
Czujniki gazu na podczerwień są szeroko stosowane w przemyśle petrochemicznym, metalurgicznym, górnictwie warunków pracy, monitorowaniu zanieczyszczeń powietrza i wykrywaniu neutralizacji dwutlenku węgla, rolnictwie i innych gałęziach przemysłu. Obecnie lasery średniej podczerwieni są drogie. Wierzę, że w przyszłości, gdy wiele gałęzi przemysłu będzie używać czujników podczerwieni do wykrywania gazu, czujniki gazu na podczerwień staną się doskonalsze i tańsze.
2. Pomiar odległości w podczerwieni
Czujnik podczerwieni to rodzaj urządzenia pomiarowego, który wykorzystuje podczerwień jako medium pomiarowe. Posiada szeroki zakres pomiarowy i krótki czas reakcji. Jest stosowany głównie w nowoczesnej nauce i technologii, obronie narodowej oraz przemyśle i rolnictwie.
Czujnik podczerwieni ma parę diod nadających i odbierających sygnał podczerwieni, wykorzystując czujnik podczerwieni do emitowania wiązki światła podczerwonego, tworząc proces odbicia po napromieniowaniu obiektu, odbijając się do czujnika po otrzymaniu sygnału, a następnie wykorzystując przetwarzanie obrazu CCD odbierające transmisję i odbierające dane różnicy czasu. Odległość obiektu jest obliczana po przetworzeniu przez procesor sygnału. Może być stosowany nie tylko na powierzchniach naturalnych, ale także na panelach odblaskowych. Pomiar odległości, wysoka częstotliwość odpowiedzi, nadaje się do trudnych warunków przemysłowych.
3. Transmisja podczerwieni
Transmisja danych za pomocą czujników podczerwieni jest również szeroko stosowana. Pilot do telewizora wykorzystuje sygnały transmisji podczerwieni do zdalnego sterowania telewizorem; Telefony komórkowe mogą przesyłać dane za pomocą transmisji podczerwieni. Są to aplikacje, które istniały od czasu, gdy technologia podczerwieni została po raz pierwszy opracowana.
4. Obraz termiczny w podczerwieni
Kamera termowizyjna to pasywny czujnik, który może wychwytywać promieniowanie podczerwone emitowane przez wszystkie obiekty, których temperatura jest wyższa od zera bezwzględnego. Kamera termowizyjna została pierwotnie opracowana jako wojskowe narzędzie do nadzoru i widzenia w nocy, ale wraz z jej szerszym wykorzystaniem cena spadła, co znacznie rozszerzyło pole zastosowań. Zastosowania kamery termowizyjnej obejmują zastosowania w rolnictwie, budownictwie, wykrywaniu gazów, zastosowania przemysłowe i wojskowe, a także wykrywanie, śledzenie i identyfikację ludzi. W ostatnich latach obraz termiczny w podczerwieni był używany w wielu miejscach publicznych do szybkiego pomiaru temperatury produktów.
5. Indukcja podczerwieni
Przełącznik indukcyjny podczerwieni to automatyczny przełącznik sterujący oparty na technologii indukcji podczerwieni. Realizuje swoją funkcję automatycznego sterowania poprzez wykrywanie ciepła podczerwieni emitowanego ze świata zewnętrznego. Może szybko otwierać lampy, drzwi automatyczne, alarmy antykradzieżowe i inny sprzęt elektryczny.
Poprzez soczewkę Fresnela czujnika podczerwieni rozproszone światło podczerwone emitowane przez ludzkie ciało może być wyczuwane przez przełącznik, aby realizować różne funkcje automatycznej kontroli, takie jak włączanie światła. W ostatnich latach, wraz z popularnością inteligentnego domu, wykrywanie podczerwieni zostało również wykorzystane w inteligentnych koszach na śmieci, inteligentnych toaletach, inteligentnych przełącznikach gestów, drzwiach indukcyjnych i innych inteligentnych produktach. Wykrywanie podczerwieni nie dotyczy tylko wykrywania ludzi, ale jest stale aktualizowane, aby osiągnąć więcej funkcji.
Wniosek
W ostatnich latach przemysł Internetu rzeczy rozwijał się szybko i ma szerokie perspektywy rynkowe. W tym kontekście rynek czujników podczerwieni również odnotował dalszy wzrost. Dlatego skala rynku czujników podczerwieni w Chinach nadal rośnie. Według danych w 2019 r. wielkość rynku czujników podczerwieni w Chinach wyniosła prawie 400 milionów juanów, do 2020 r. lub prawie 500 milionów juanów. W połączeniu z popytem na pomiar temperatury w podczerwieni epidemii i neutralizację dwutlenku węgla do wykrywania gazów w podczerwieni, wielkość rynku czujników podczerwieni będzie w przyszłości ogromna.
Czas publikacji: 16-05-2022