Źródło: Ulink Media
W dobie post-epidemii wierzymy, że czujniki podczerwieni są niezbędne na co dzień.W drodze do pracy musimy wielokrotnie dokonywać pomiaru temperatury, zanim dotrzemy do celu.Jako pomiar temperatury za pomocą dużej liczby czujników podczerwieni, w rzeczywistości istnieje wiele ważnych ról.Następnie przyjrzyjmy się czujnikowi podczerwieni.
Wprowadzenie do czujników podczerwieni
Wszystko powyżej zera absolutnego (-273°C) stale emituje energię podczerwoną do otaczającej przestrzeni, że tak powiem.Czujnik podczerwieni jest w stanie wyczuć energię podczerwieni obiektu i przekształcić ją w elementy elektryczne.Czujnik podczerwieni składa się z układu optycznego, elementu detekcyjnego i obwodu przetwarzającego.
Układ optyczny można podzielić na typ transmisji i typ odbicia zgodnie z inną strukturą.Transmisja wymaga dwóch elementów, jednego transmitującego podczerwień i drugiego odbierającego podczerwień.Z kolei 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 najczęściej stosowanymi termistorami.Kiedy termistor jest poddawany działaniu promieniowania podczerwonego, temperatura wzrasta i zmienia się rezystancja (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 w sygnał elektryczny poprzez obwód konwersji.Fotoelektryczne elementy detekcyjne są powszechnie stosowane jako elementy światłoczułe i zwykle wykonane z siarczku ołowiu, selenku ołowiu, arsenku indu, arsenku antymonu, trójskładnikowego stopu tellurku rtęci i kadmu, materiałów domieszkowanych germanem i krzemem.
Ze względu na różne obwody przetwarzania i konwersji sygnału czujniki podczerwieni można podzielić na analogowe i cyfrowe.Obwód przetwarzania sygnału analogowego piroelektrycznego czujnika podczerwieni to lampa polowa, natomiast obwód przetwarzania sygnału cyfrowego piroelektrycznego czujnika podczerwieni to układ cyfrowy.
Wiele funkcji czujnika podczerwieni realizowanych jest poprzez różne permutacje i kombinacje trzech czułych elementów: układu optycznego, elementu detekcyjnego i obwodu przetwarzającego.Przyjrzyjmy się innym obszarom, w których czujniki podczerwieni zrobiły różnicę.
Zastosowanie czujnika podczerwieni
1. Wykrywanie gazu
Zasada optyczna czujnika gazu w podczerwieni opiera się na charakterystyce selektywnej absorpcji widma bliskiej podczerwieni różnych cząsteczek gazu, wykorzystaniu zależności stężenia gazu i siły absorpcji (prawo Lamberta – Billa Lamberta Beera) w celu identyfikacji i określenia stężenia składnika gazowego urządzenie wykrywające.
Do uzyskania mapy analizy w podczerwieni można użyć czujników podczerwieni, jak pokazano na powyższym rysunku.Cząsteczki złożone z różnych atomów ulegną absorpcji w podczerwieni pod wpływem napromieniowania światłem podczerwonym o tej samej częstotliwości, co spowoduje zmiany w natężeniu światła podczerwonego.Na podstawie różnych szczytów fal można określić rodzaje gazów zawartych w mieszaninie.
Na podstawie położenia pojedynczego piku absorpcji w podczerwieni można określić jedynie, 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 przez gaz.Dzięki spektrum podczerwieni można szybko przeanalizować zawartość każdego gazu w mieszaninie.
Czujniki gazów na podczerwień są szeroko stosowane w przemyśle petrochemicznym, metalurgicznym, górnictwie, monitorowaniu zanieczyszczeń powietrza i wykrywaniu czynników związanych z neutralizacją dwutlenku węgla, rolnictwie i innych gałęziach przemysłu.Obecnie lasery średniej podczerwieni są drogie.Wierzę, że w przyszłości, gdy duża liczba gałęzi przemysłu będzie wykorzystywać czujniki podczerwieni do wykrywania gazu, czujniki gazów na podczerwień staną się doskonalsze i tańsze.
2. Pomiar odległości w podczerwieni
Czujnik odległości na podczerwień jest rodzajem urządzenia wykrywającego, ma wykorzystywać podczerwień jako medium systemu pomiarowego, szeroki zakres pomiarowy, krótki czas reakcji, stosowany głównie we współczesnej nauce i technologii, obronie narodowej oraz w dziedzinach przemysłowych i rolniczych.
Czujnik odległości na podczerwień ma parę diod transmitujących i odbierających sygnał podczerwieni, wykorzystujący czujnik odległości na podczerwień do emitowania wiązki światła podczerwonego, tworząc proces odbicia po napromieniowaniu obiektu, odbijając się od czujnika po odebraniu sygnału, a następnie używając CCD przetwarzanie obrazu, odbieranie, przesyłanie i odbieranie danych dotyczących różnicy czasu.Odległość obiektu jest obliczana po przetworzeniu przez procesor sygnałowy.Można to stosować nie tylko na powierzchniach naturalnych, ale także na panelach odblaskowych.Pomiar odległości, charakterystyka wysokiej częstotliwości, odpowiednia do trudnych warunków przemysłowych.
3. Transmisja w podczerwieni
Szeroko stosowana jest także transmisja danych za pomocą czujników podczerwieni.Pilot do telewizora wykorzystuje sygnały transmisji w podczerwieni do zdalnego sterowania telewizorem;Telefony komórkowe mogą przesyłać dane poprzez transmisję w podczerwieni.Są to aplikacje, które istnieją już od czasu opracowania technologii podczerwieni.
4. Obraz termowizyjny w podczerwieni
Kamera termowizyjna to pasywny czujnik, który może wychwytywać promieniowanie podczerwone emitowane przez wszystkie obiekty, których temperatura jest wyższa od zera absolutnego.Kamera termowizyjna została pierwotnie opracowana jako narzędzie do obserwacji wojskowej i noktowizora, ale w miarę jej szerszego stosowania cena spadła, co znacznie rozszerzyło zakres zastosowań.Zastosowania kamer termowizyjnych obejmują zwierzęta, rolnictwo, budownictwo, wykrywanie gazów, zastosowania przemysłowe i wojskowe, a także wykrywanie, śledzenie i identyfikację ludzi.W ostatnich latach obraz termowizyjny w podczerwieni znalazł zastosowanie w wielu miejscach publicznych do szybkiego pomiaru temperatury produktów.
5. Indukcja podczerwieni
Przełącznik indukcyjny na podczerwień to automatyczny przełącznik sterujący oparty na technologii indukcji podczerwieni.Realizuje swoją funkcję automatycznego sterowania poprzez wykrywanie ciepła podczerwonego emitowanego ze świata zewnętrznego.Może szybko otwierać lampy, drzwi automatyczne, alarmy antywłamaniowe i inne urządzenia elektryczne.
Dzięki soczewce Fresnela czujnika podczerwieni rozproszone światło podczerwone emitowane przez ludzkie ciało może zostać wykryte przez przełącznik, co pozwala na realizację różnych funkcji automatycznego sterowania, takich jak włączanie światła.W ostatnich latach, wraz z popularnością inteligentnego domu, czujniki podczerwieni zaczęto stosować także w inteligentnych koszach na śmieci, inteligentnych toaletach, inteligentnych przełącznikach gestów, drzwiach indukcyjnych i innych inteligentnych produktach.Wykrywanie w podczerwieni nie służy tylko do wykrywania ludzi, ale jest stale aktualizowane, aby uzyskać więcej funkcji.
Wniosek
W ostatnich latach branża Internetu Rzeczy rozwija się dynamicznie i ma szerokie perspektywy rynkowe.W tym kontekście rynek czujników podczerwieni również odnotował dalszy wzrost.Dlatego też skala rynku detektorów podczerwieni w Chinach stale rośnie.Według danych, w 2019 roku wielkość rynku detektorów podczerwieni w Chinach wyniesie prawie 400 milionów juanów, do 2020 roku lub prawie 500 milionów juanów.W połączeniu z zapotrzebowaniem na pomiary temperatury w podczerwieni w przypadku epidemii i neutralizację dwutlenku węgla do wykrywania gazów w podczerwieni, wielkość rynku czujników podczerwieni będzie w przyszłości ogromna.
Czas publikacji: 16 maja 2022 r