เซ็นเซอร์อินฟราเรดไม่ได้เป็นเพียงเทอร์โมมิเตอร์

ที่มา: สื่อ ulink

ในยุคหลังการระบาดเราเชื่อว่าเซ็นเซอร์อินฟราเรดนั้นขาดไม่ได้ทุกวัน ในกระบวนการเดินทางเราต้องผ่านการวัดอุณหภูมิซ้ำแล้วซ้ำอีกก่อนที่เราจะไปถึงปลายทางของเรา ในการวัดอุณหภูมิที่มีเซ็นเซอร์อินฟราเรดจำนวนมากอันที่จริงมีบทบาทสำคัญมากมาย ต่อไปลองมาดูเซ็นเซอร์อินฟราเรด

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเซ็นเซอร์อินฟราเรด

อะไรก็ตามที่อยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์ (-273 ° C) จะเปล่งพลังงานอินฟราเรดอย่างต่อเนื่องในพื้นที่โดยรอบดังนั้นพูด และเซ็นเซอร์อินฟราเรดสามารถรู้สึกถึงพลังงานอินฟราเรดของวัตถุและแปลงเป็นส่วนประกอบไฟฟ้า เซ็นเซอร์อินฟราเรดประกอบด้วยระบบออพติคอลการตรวจจับองค์ประกอบและวงจรการแปลง

ระบบออปติคัลสามารถแบ่งออกเป็นประเภทการส่งและประเภทการสะท้อนตามโครงสร้างที่แตกต่างกัน การส่งสัญญาณต้องใช้สององค์ประกอบหนึ่งส่งอินฟราเรดและหนึ่งที่ได้รับอินฟราเรด ในทางกลับกันตัวสะท้อนแสงต้องการเซ็นเซอร์เพียงตัวเดียวในการรวบรวมข้อมูลที่ต้องการ

องค์ประกอบการตรวจจับสามารถแบ่งออกเป็นองค์ประกอบการตรวจจับความร้อนและองค์ประกอบการตรวจจับโฟโตอิเล็กทริกตามหลักการทำงาน เทอร์มิสเตอร์เป็นเทอร์มิสเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เมื่อเทอร์มิสเตอร์อยู่ภายใต้การแผ่รังสีอินฟราเรดอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน (การเปลี่ยนแปลงนี้อาจมีขนาดใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงเนื่องจากเทอร์มิสเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นเทอร์มิสเตอร์อุณหภูมิบวกและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบ) องค์ประกอบการตรวจจับโฟโตอิเล็กทริกมักใช้เป็นองค์ประกอบที่ไวต่อแสงซึ่งมักจะทำจากตะกั่วซัลไฟด์, ตะกั่วเซเลนีด์, อินเดียมอาร์เซไนด์, พลวงอาร์เซไนด์, อัลลอยด์เมอร์คิวรี่แคดเมียมเทอร์รีเทอร์รี, เจอร์เมเนียมและวัสดุเจือซิลิคอน

จากการประมวลผลสัญญาณที่แตกต่างกันและวงจรการแปลงเซ็นเซอร์อินฟราเรดสามารถแบ่งออกเป็นประเภทอะนาล็อกและดิจิตอล วงจรการประมวลผลสัญญาณของเซ็นเซอร์อินฟราเรด pyroelectric แบบอะนาล็อกเป็นหลอดเอฟเฟกต์สนามในขณะที่วงจรการประมวลผลสัญญาณของเซ็นเซอร์อินฟราเรด pyroelectric ดิจิตอลเป็นชิปดิจิตอล

ฟังก์ชั่นจำนวนมากของเซ็นเซอร์อินฟราเรดได้รับการรับรู้ผ่านการเรียงสับเปลี่ยนที่แตกต่างกันและการรวมกันของสามองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน: ระบบออปติคัลองค์ประกอบการตรวจจับและวงจรการแปลง ลองมาดูพื้นที่อื่น ๆ ที่เซ็นเซอร์อินฟราเรดสร้างความแตกต่าง

การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรด

1. การตรวจจับก๊าซ

หลักการแสงอินฟราเรดของเซ็นเซอร์ก๊าซเป็นชนิดของลักษณะการดูดซับสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้กับโมเลกุลของก๊าซที่แตกต่างกันการใช้ความเข้มข้นของก๊าซและความสัมพันธ์ความแข็งแรงในการดูดซับ (Lambert - กฎหมายเบียร์ Bill Lambert) เพื่อระบุและกำหนดความเข้มข้นของอุปกรณ์ตรวจจับก๊าซส่วนประกอบก๊าซ

เซ็นเซอร์อินฟราเรดสามารถใช้เพื่อให้ได้แผนที่การวิเคราะห์อินฟราเรดดังแสดงในรูปด้านบน โมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมที่แตกต่างกันจะได้รับการดูดซึมอินฟราเรดภายใต้การฉายรังสีของแสงอินฟราเรดที่ความถี่เดียวกันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเข้มของแสงอินฟราเรด ตามยอดคลื่นที่แตกต่างกันชนิดของก๊าซที่มีอยู่ในส่วนผสมสามารถกำหนดได้

ตามตำแหน่งของจุดสูงสุดของการดูดกลืนแสงอินฟราเรดเดียวเฉพาะกลุ่มที่มีอยู่ในโมเลกุลก๊าซเท่านั้นที่สามารถกำหนดได้ ในการกำหนดประเภทของก๊าซอย่างถูกต้องเราจำเป็นต้องดูตำแหน่งของยอดการดูดซับทั้งหมดในพื้นที่กลางอินฟราเรดของก๊าซคือลายนิ้วมือการดูดกลืนแสงอินฟราเรดของก๊าซ ด้วยสเปกตรัมอินฟราเรดเนื้อหาของก๊าซแต่ละชนิดในส่วนผสมสามารถวิเคราะห์ได้อย่างรวดเร็ว

เซ็นเซอร์ก๊าซอินฟราเรดมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีอุตสาหกรรมโลหะการขุดสภาพการทำงานการตรวจสอบมลพิษทางอากาศและการตรวจจับการเป็นกลางคาร์บอนการเกษตรการเกษตรและอุตสาหกรรมอื่น ๆ ในปัจจุบันเลเซอร์กลางอินฟราเรดมีราคาแพง ฉันเชื่อว่าในอนาคตด้วยอุตสาหกรรมจำนวนมากที่ใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดเพื่อตรวจจับก๊าซเซ็นเซอร์ก๊าซอินฟราเรดจะดีขึ้นและถูกกว่า

2. การวัดระยะทางอินฟราเรด

เซ็นเซอร์หลากหลายอินฟราเรดเป็นอุปกรณ์ตรวจจับชนิดหนึ่งคือการใช้อินฟราเรดเป็นสื่อกลางของระบบการวัดช่วงการวัดที่กว้างเวลาตอบสนองสั้น ๆ ส่วนใหญ่ใช้ในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่การป้องกันประเทศและอุตสาหกรรมและการเกษตร

เซ็นเซอร์อินฟราเรดที่มีการส่งสัญญาณอินฟราเรดคู่หนึ่งส่งและรับไดโอดโดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดเพื่อปล่อยลำแสงของแสงอินฟราเรดสร้างกระบวนการสะท้อนหลังจากการฉายรังสีไปยังวัตถุสะท้อนให้เห็นถึงเซ็นเซอร์หลังจากได้รับสัญญาณแล้วใช้การประมวลผลภาพ CCD ระยะทางของวัตถุถูกคำนวณหลังจากการประมวลผลโดยตัวประมวลผลสัญญาณ สิ่งนี้สามารถใช้ไม่เพียงบนพื้นผิวธรรมชาติ แต่ยังอยู่ในแผงสะท้อนแสง การวัดระยะทางการตอบสนองความถี่สูงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่รุนแรง

3. การส่งผ่านอินฟราเรด

การส่งข้อมูลโดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดยังใช้กันอย่างแพร่หลาย ทีวีรีโมทคอนโทรลใช้สัญญาณส่งสัญญาณอินฟราเรดเพื่อควบคุมทีวีจากระยะไกล โทรศัพท์มือถือสามารถส่งข้อมูลผ่านการส่งผ่านอินฟราเรด เหล่านี้เป็นแอพพลิเคชั่นที่มีมาตั้งแต่เทคโนโลยีอินฟราเรดได้รับการพัฒนาเป็นครั้งแรก

4. ภาพความร้อนอินฟราเรด

อิมเมจความร้อนเป็นเซ็นเซอร์แบบพาสซีฟที่สามารถจับรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุทั้งหมดที่อุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์ อิมเมจความร้อนเดิมได้รับการพัฒนาเป็นเครื่องมือเฝ้าระวังทางทหารและการมองเห็นตอนกลางคืน แต่เมื่อมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นราคาก็ลดลงอย่างมากจึงขยายสนามแอปพลิเคชันอย่างมาก การประยุกต์ใช้อิมเมจความร้อน ได้แก่ สัตว์การเกษตรอาคารการตรวจจับก๊าซการใช้งานทางอุตสาหกรรมและการทหารรวมถึงการตรวจจับมนุษย์การติดตามและการระบุตัวตน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาภาพความร้อนของอินฟราเรดถูกนำมาใช้ในสถานที่สาธารณะหลายแห่งเพื่อวัดอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์อย่างรวดเร็ว

5. การเหนี่ยวนำอินฟราเรด

สวิตช์อินฟราเรดอินฟราเรดเป็นสวิตช์ควบคุมอัตโนมัติที่ใช้เทคโนโลยีการเหนี่ยวนำอินฟราเรด มันตระหนักถึงฟังก์ชั่นการควบคุมอัตโนมัติโดยการตรวจจับความร้อนจากอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากโลกภายนอก มันสามารถเปิดหลอดไฟอัตโนมัติประตูอัตโนมัติสัญญาณเตือนการขโมยและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ

ผ่านเลนส์ Fresnel ของเซ็นเซอร์อินฟราเรดแสงอินฟราเรดที่กระจัดกระจายที่ปล่อยออกมาจากร่างกายมนุษย์สามารถตรวจจับได้โดยสวิตช์เพื่อให้ตระหนักถึงฟังก์ชั่นการควบคุมอัตโนมัติต่างๆเช่นการเปิดไฟ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยความนิยมของ Smart Home การตรวจจับอินฟราเรดได้ถูกนำมาใช้ในกระป๋องถังขยะอัจฉริยะห้องน้ำอัจฉริยะสวิตช์ท่าทางสมาร์ทประตูประตูเหนี่ยวนำและผลิตภัณฑ์อัจฉริยะอื่น ๆ การตรวจจับอินฟราเรดไม่เพียงเกี่ยวกับการรับรู้ผู้คน แต่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นมากขึ้น

บทสรุป

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอุตสาหกรรม Internet of Things ได้พัฒนาอย่างรวดเร็วและมีโอกาสในการตลาดในวงกว้าง ในบริบทนี้ตลาดเซ็นเซอร์อินฟราเรดก็มีการเติบโตต่อไปเช่นกัน ดังนั้นระดับตลาดเครื่องตรวจจับอินฟราเรดของจีนยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง จากข้อมูลในปี 2562 ขนาดตลาดเครื่องตรวจจับอินฟราเรดของจีนเกือบ 400 ล้านหยวนภายในปี 2563 หรือเกือบ 500 ล้านหยวน เมื่อรวมกับความต้องการการวัดอุณหภูมิอินฟราเรดของการแพร่ระบาดของโรคและการวางตัวเป็นกลางคาร์บอนสำหรับการตรวจจับก๊าซอินฟราเรดขนาดของเซ็นเซอร์อินฟราเรดจะมีขนาดใหญ่มากในอนาคต