Вступ до інфрачервоного датчика температури
Інфрачервоний датчик температури – це безконтактний датчик, який використовує енергію інфрачервоного випромінювання, що вивільняється об'єктом, для вимірювання температури поверхні. Його основний принцип базується на законі Стефана-Больцмана: усі об'єкти з температурою вище абсолютного нуля випромінюватимуть інфрачервоні промені, а інтенсивність випромінювання пропорційна четвертому степеню температури поверхні об'єкта. Датчик перетворює отримане інфрачервоне випромінювання на електричний сигнал за допомогою вбудованої термобатареї або піроелектричного детектора, а потім обчислює значення температури за допомогою алгоритму.
Технічні характеристики:
Безконтактне вимірювання: немає потреби контактувати з об'єктом вимірювання, що дозволяє уникнути забруднення або перешкод від високотемпературних та рухомих цілей.
Швидка швидкість відгуку: мілісекундний відгук, підходить для динамічного моніторингу температури.
Широкий діапазон: типове покриття від -50℃ до 3000℃ (різні моделі сильно відрізняються).
Висока адаптивність: може використовуватися у вакуумі, агресивному середовищі або в умовах електромагнітних перешкод.
Основні технічні показники
Точність вимірювання: ±1% або ±1,5℃ (високоякісний промисловий клас може досягати ±0,3℃)
Регулювання випромінювальної здатності: підтримується регулювання в діапазоні 0,1~1,0 (калібровано для різних матеріалів)
Оптична роздільна здатність: Наприклад, 30:1 означає, що площу діаметром 1 см можна виміряти на відстані 30 см.
Довжина хвилі відгуку: звичайна 8~14 мкм (підходить для об'єктів за нормальної температури), короткохвильовий тип використовується для виявлення високих температур
Типові випадки застосування
1. Прогнозне обслуговування промислового обладнання
Один виробник автомобілів встановив інфрачервоні датчики MLX90614 на підшипниках двигуна та прогнозував несправності, постійно контролюючи зміни температури підшипників та поєднуючи алгоритми штучного інтелекту. Практичні дані показують, що попередження про перегрів підшипників за 72 години може скоротити втрати через простої на 230 000 доларів США на рік.
2. Система медичного скринінгу температури
Під час пандемії COVID-19 у 2020 році тепловізори FLIR серії T були розгорнуті біля входу в лікарні невідкладної допомоги, забезпечуючи аномальну температуру 20 осіб за секунду з похибкою вимірювання температури ≤0,3℃, а в поєднанні з технологією розпізнавання облич відстежували траєкторію руху персоналу з аномальною температурою.
3. Контроль температури розумних побутових приладів
Високоякісна індукційна плита оснащена інфрачервоним датчиком Melexis MLX90621 для контролю розподілу температури на дні каструлі в режимі реального часу. При виявленні локального перегріву (наприклад, пригорання порожньої посудини) потужність автоматично зменшується. Порівняно з традиційним рішенням з термопарою, швидкість реагування контролю температури збільшується в 5 разів.
4. Система точного зрошення сільського господарства
Ферма в Ізраїлі використовує інфрачервоний тепловізор Heimann HTPA32x32 для моніторингу температури крони сільськогосподарських культур та побудови транспіраційної моделі на основі параметрів навколишнього середовища. Система автоматично регулює об'єм крапельного зрошення, заощаджуючи 38% води на винограднику та збільшуючи врожайність на 15%.
5. Онлайн-моніторинг енергосистем
Державна мережа використовує онлайн-інфрачервоні термометри серії Optris PI на високовольтних підстанціях для цілодобового контролю температури ключових деталей, таких як з'єднання шин та ізолятори. У 2022 році одна з підстанцій успішно попередила про поганий контакт роз'єднувачів 110 кВ, що дозволило уникнути регіонального відключення електроенергії.
Інноваційні тенденції розвитку
Технологія багатоспектрального злиття: поєднання вимірювання інфрачервоної температури із зображеннями видимого світла для покращення можливостей розпізнавання цілей у складних сценаріях
Аналіз температурного поля за допомогою штучного інтелекту: аналіз характеристик розподілу температури на основі глибокого навчання, такого як автоматичне маркування запальних ділянок у медичній галузі.
Мініатюризація MEMS: Датчик AS6221, випущений AMS, має розмір лише 1,5×1,5 мм і може бути вбудований у смарт-годинники для контролю температури шкіри.
Інтеграція бездротового Інтернету речей: вузли вимірювання температури інфрачервоного сигналу протоколу LoRaWAN забезпечують дистанційний моніторинг на кілометровому рівні, що підходить для моніторингу нафтопроводів.
Пропозиції щодо вибору
Лінія харчової промисловості: надавати пріоритет моделям із рівнем захисту IP67 та часом відгуку <100 мс
Лабораторні дослідження: Зверніть увагу на роздільну здатність температури 0,01 ℃ та інтерфейс виведення даних (наприклад, USB/I2C)
Застосування для пожежної безпеки: вибирайте вибухобезпечні датчики з діапазоном понад 600℃, оснащені фільтрами проникнення диму.
З популяризацією технологій 5G та периферійних обчислень, інфрачервоні датчики температури розвиваються від окремих вимірювальних інструментів до інтелектуальних сенсорних вузлів, демонструючи більший потенціал застосування в таких галузях, як Промисловість 4.0 та розумні міста.
Час публікації: 11 лютого 2025 р.