Οι θερμικοί υπέρυθροι αισθητήρες έχουν γίνει ένα απαραίτητο μέρος της σύγχρονης ζωής.Σε αντίθεση με τους αισθητήρες ορατού φωτός, θερμικοί υπέρυθροι αισθητήρες ανιχνεύουν την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπονται από αντικείμενα και την μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα με βάση τις αλλαγές θερμοκρασίας.
Σήμερα, οι πιο κοινές τεχνολογίες θερμικών υπέρυθρων αισθητήρων μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες κατηγορίες: θερμοπυλικοί υπέρυθροι αισθητήρες, πυροηλεκτρικοί υπέρυθροι αισθητήρες και μικροβολόμετρα.Κάθε τεχνολογία λειτουργεί με διαφορετική αρχή και έχει σχεδιαστεί για διαφορετικές εφαρμογέςΗ κατανόηση αυτών των τύπων αισθητήρων μπορεί να βοηθήσει τους μηχανικούς, τους κατασκευαστές και τους τελικούς χρήστες να επιλέξουν τη σωστή υπέρυθρη λύση για τις ανάγκες τους.
1Τι είναι ένας θερμικός υπέρυθρος αισθητήρας;
Ένας θερμικός υπέρυθρος αισθητήρας ανιχνεύει την υπέρυθρη ενέργεια που εκπέμπεται από αντικείμενα και την μετατρέπει σε μετρήσιμα ηλεκτρικά σήματα.Οι θερμικοί αισθητήρες μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία ή να ανιχνεύσουν την παρουσία ανθρώπων και αντικειμένων χωρίς άμεση επαφή.
Σε αντίθεση με τους ανιχνευτές φωτονίων, οι θερμικοί υπέρυθροι αισθητήρες ανταποκρίνονται στις θερμικές αλλαγές στις ιδιότητες του υλικού.Αυτό τα καθιστά κατάλληλα για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, ενώ συχνά μειώνει την πολυπλοκότητα του συστήματος και το κόστος.
2.Θερμοπυλικοί υπέρυθροι αισθητήρες και πυροηλεκτρικοί υπέρυθροι αισθητήρες
Οι αισθητήρες θερμοπίλης είναι από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους θερμικούς υπέρυθρους αισθητήρες.δημιουργείται διαφορά θερμοκρασίας, παράγοντας ένα ηλεκτρικό σήμα εξόδου.
Επειδή οι αισθητήρες θερμοπίλης μπορούν να μετρήσουν άμεσα τη θερμοκρασία χωρίς φυσική επαφή, χρησιμοποιούνται συνήθως σε καταναλωτικά και ιατρικά προϊόντα.συσκευές μέτρησης θερμοκρασίας χωρίς επαφήΤα πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν απλή δομή, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, καλή σταθερότητα και σχετικά χαμηλό κόστος.χρησιμοποιούνται γενικά για τη μέτρηση θερμοκρασίας και όχι για θερμική απεικόνιση.
Οι πυροηλεκτρικοί υπέρυθροι αισθητήρες λειτουργούν με βάση το πυροηλεκτρικό φαινόμενο.Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των πυροηλεκτρικών αισθητήρων είναι ότι ανταποκρίνονται μόνο σε μεταβαλλόμενα υπέρυθρα σήματαΟι ανιχνευτές κίνησης σε υπέρυθρες ακτινοβολίες είναι πολύ ευαίσθητοι στην κίνηση, αλλά δεν μπορούν να ανιχνεύσουν αποτελεσματικά ακίνητα αντικείμενα με σταθερές θερμοκρασίες.Συστήματα αυτόματου φωτισμού, οι έξυπνες βρύσες, οι συναγερμοί ασφαλείας και τα συστήματα ανίχνευσης κατοικίας χρησιμοποιούν συνήθως πυροηλεκτρικούς υπέρυθρους αισθητήρες.
3Μικροβολόμετρα: Ο πυρήνας των θερμικών φωτογραφικών μηχανών
Τα μικροβολόμετρα αντιπροσωπεύουν την πιο προηγμένη και ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία θερμικής υπέρυθρης ανίχνευσης για εφαρμογές απεικόνισης.Τα μικροβολόμετρα μπορούν να παράγουν πλήρεις θερμικές εικόνες αντί για απλές ενδείξεις θερμοκρασίας ή κίνησης.
Ένα μικροβολόμετρο αποτελείται από υλικά ευαίσθητα στην θερμοκρασία που απορροφούν την υπέρυθρη ακτινοβολία.Ο ανιχνευτής μετρά αυτές τις αλλαγές αντίστασης και τις μετατρέπει σε δεδομένα εικόναςΗ δυνατότητα αυτή επιτρέπει στις θερμικές κάμερες να ανιχνεύουν ταυτόχρονα διαφορές θερμοκρασίας σε χιλιάδες pixels,καθιστώντας τα μικροβολόμετρα την προτιμώμενη επιλογή για συστήματα θερμικής απεικόνισης.
Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν βιομηχανική επιθεώρηση, προγνωστική συντήρηση, πυρόσβεση, ασφάλεια περιμέτρου, οπτική μηχανή αυτοκινήτων, ιατρική εξέταση και θερμικές κάμερες που τοποθετούνται σε drones.
4.VOx vs. Αμορφικά μικρομετρικά πυριτίου
Τα σύγχρονα μικροβολόμετρα χρησιμοποιούν συνήθως ένα από τα δύο υλικά ανίχνευσης: το οξείδιο του βαναδίου (VOx) ή το άμορφο πυρίτιο (a-Si).Το άμορφο πυρίτιο προσφέρει καλή συμβατότητα κατασκευής με τις τυποποιημένες διεργασίες ημιαγωγών και έχει υιοθετηθεί σε διάφορα προϊόντα θερμικής απεικόνισηςΩστόσο, η τεχνολογία VOx θεωρείται γενικά πιο ώριμη και χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα υψηλής απόδοσης υπέρυθρης απεικόνισης.εξαιρετική ποιότητα εικόναςΗ VOx είναι μια από τις κυριότερες τεχνολογίες στην παγκόσμια αγορά ανιχνευτών υπέρυθρων χωρίς ψύξη, καθώς οι εφαρμογές θερμικής απεικόνισης συνεχίζουν να επεκτείνονται.Οι ανιχνευτές που βασίζονται σε VOx παραμένουν μια δημοφιλής επιλογή για επαγγελματικές και εμπορικές θερμικές κάμερες.
5.Η επιλογή του σωστού θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα
Οι αισθητήρες θερμοπίλης είναι ιδανικοί για τη μέτρηση θερμοκρασίας χωρίς επαφή.Πυροηλεκτρικοί αισθητήρες υπερέχουν στην ανίχνευση κίνησης και στην ανίχνευση κατοικίαςΤα μικροβολόμετρα είναι η προτιμώμενη λύση όταν απαιτείται θερμική απεικόνιση και λεπτομερή χαρτογράφηση της θερμοκρασίας.
Για τα σύγχρονα συστήματα θερμικής απεικόνισης, τα μικροβολόμετρα VOx εξακολουθούν να ηγούνται της αγοράς χάρη στην υψηλή ευαισθησία, την ώριμη τεχνολογία και την εξαιρετική απόδοση απεικόνισης.
Συμπεράσματα
Οι αισθητήρες θερμικής υπέρυθρης ακτινοβολίας διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε πολλές καθημερινές και βιομηχανικές εφαρμογές.Πυροηλεκτρικοί αισθητήρες επιτρέπουν την αξιόπιστη ανίχνευση κίνησης, και τα μικροβολόμετρα καθιστούν δυνατή τη θερμική απεικόνιση.
Καθώς η υπέρυθρη τεχνολογία συνεχίζει να προχωρεί, οι ανιχνευτές υπέρυθρων χωρίς ψύξη που βασίζονται σε VOx βοηθούν στην ευρύτερη υιοθέτηση της θερμικής απεικόνισης στις αγορές καταναλωτών, βιομηχανίας, ιατρικής και ασφάλειας.Αυτές οι καινοτομίες κάνουν την θερμική ανίχνευση πιο ισχυρή., πιο προσιτή και πιο προσβάσιμη από ποτέ.