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    紅外傳感器,不僅是測溫利器

    2022-04-20 16:46 AIoT星圖研究院

    導讀:后疫情時代,相信大家每天都離不開紅外傳感器。在通勤的過程中,出小區、上公交、進公司,我們需要經歷一遍又一遍的溫度測量,才能到達我們的目的地。作為測溫用而大量出現的紅外傳感器,其實還有很多重要的作用。接下來,讓我們來好好了解一下紅外傳感器。

    01紅外傳感器簡介

    可以說,一切溫度高于絕對零度(-273°C)的物體都在不停地向周圍空間發射紅外能量。而紅外傳感器,就是能感受物體的紅外能量并將其轉換成電信號的元器件。紅外線傳感器由光學系統、檢測元件和轉換電路三個部分組成。

    光學系統按結構不同可分為透射式反射式兩類。透射式需要兩個元件,一個發射紅外線端,一個接收紅外線端。而反射式只需要一個敏感元件,就能收集到需要的信息。

     

    檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件光電檢測元件。熱敏元件應用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高,電阻發生變化(這種變化可能是變大也可能是變小,因為熱敏電阻可分為正溫度系數熱敏電阻和負溫度系數熱敏電阻),通過轉換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件,通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。

    根據信號處理轉換電路的不同,可以將紅外傳感器分為模擬型數字型兩類。模擬型熱釋電紅外傳感器的信號處理電路是場效應管,而數字型熱釋電紅外傳感器的信號處理電路是數字芯片。

    由光學系統、檢測元件和轉換電路三個敏感元件通過不同的排列組合,最后實現紅外傳感器的許多功能。下面讓我們來一起看一下紅外傳感器還在哪些領域有所建樹吧。


    02紅外傳感器的應用
    氣體檢測

    紅外光學原理的氣體傳感器是一種基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性,利用氣體濃度與吸收強度關系(朗伯-比爾Lambert-Beer定律)鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。

    使用紅外傳感器,可以獲得如上圖的紅外分析圖譜,不同原子組成的分子在相同頻率的紅外線的照射下,會發生紅外吸收,從而引起紅外光強的變化,根據不同的波峰,可以判斷混合氣體中所含氣體的種類。

    根據單一的紅外吸收峰位置只能判定氣體分子中有什么基團,精確判定氣體種類需要看氣體在中紅外區所有的吸收峰位置即氣體的紅外吸收指紋。有了紅外光譜,可以迅速的分析出混合氣體中各氣體的含量。

    紅外氣體傳感器被廣泛用于石油化工、冶金工業、工況開采、大氣污染監測以及碳中和相關檢測、農業等各種行業。目前,中紅外激光器價格昂貴。相信在未來,隨著大量行業使用紅外傳感器檢測氣體后,紅外氣體傳感器也會變得更加優秀,便宜。


    紅外測距

    紅外測距傳感器是一種傳感裝置,是用紅外線為介質的測量系統,測量范圍廣,響應時間短,主要應用于現代科技,國防和工農業領域。


    紅外測距傳感器具有一對紅外信號發射與接收二極管,利用紅外測距傳感器發射出一束紅外光,在照射到物體后形成一個反射的過程,反射到傳感器后接收信號,然后利用CCD圖像處理接收發射與接收的時間差的數據。經信號處理器處理后計算出物體的距離。這不僅可以使用于自然表面,也可用于加反射板。測量距離遠,很高的頻率響應,適合于惡劣的工業環境中。


    紅外傳輸

    使用紅外傳感器進行數據傳輸的應用也非常廣泛。電視遙控器使用紅外傳輸信號以遠程控制電視;手機通過紅外傳輸可以進行數據的傳輸。這些都是紅外技術剛被開發出時就出現的應用了。


    紅外熱象

    熱像儀是無源傳感器,可捕獲溫度高于絕對零值的所有物體發出的紅外輻射。熱像儀用途最初是作為軍事監視和夜視工具開發的,但隨著大量的使用,使價格下降了,從而大大開拓了更廣闊的應用領域。熱像儀用途包括動物,農業,建筑物,氣體檢測,工業和軍事應用,以及對人類的檢測,跟蹤和識別。近年疫情四起,紅外熱像也被用在許多公共場合的快捷測溫產品中。


    紅外感應
    紅外感應開關是以紅外感應技術為基礎的一種自動控制開關,通過感應外界散發的紅外熱量實現其自動控制功能,能夠快速開啟燈具、自動門、防盜報警器等各種電器設備。



    通過紅外感應器的菲涅爾透鏡,人體發出散亂的紅外光會被開關感應到,從而實現開燈等各種自動控制的功能。近年來隨著智能家居的火爆,紅外感應還被用于智能垃圾桶、智能馬桶、智能手勢開關、感應門等各種智能產品上。紅外感應也不僅是感應人的經過,而是不斷更新迭代以至于能實現更多功能。



    03總結

    近年來,物聯網產業快速發展,市場前景廣闊。在此背景下,紅外傳感器市場的也得到進一步增長。因此,我國紅外探測器市場規模持續增長。據數據顯示,2019年,我國紅外探測器市場規模將近4億元,到2020年或將近5億元。疊加疫情對紅外測溫以及碳中和對紅外氣體檢測的需求,未來紅外傳感器的市場規模將會龐大。

    來源:中商產業研究院 《2020年中國紅外傳感器行業市場前景及投資研究報告》


    關于紅外傳感器的應用,上面的幾種只是冰山一角。如果你還想了解更多紅外傳感器相關的信息,歡迎在下方評論區留言討論。


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