Sumber: Ulink Media
Di era pasca-epidemi, kita percaya bahwa sensor inframerah sangat penting setiap hari. Dalam perjalanan, kita perlu melakukan pengukuran suhu berulang kali sebelum mencapai tujuan. Sebagai alat pengukur suhu dengan banyak sensor inframerah, sebenarnya ada banyak peran penting. Selanjutnya, mari kita bahas lebih lanjut tentang sensor inframerah.
Pengantar Sensor Inframerah
Apa pun di atas nol mutlak (-273°C) secara konstan memancarkan energi inframerah ke ruang sekitarnya. Sensor inframerah mampu mendeteksi energi inframerah objek dan mengubahnya menjadi komponen listrik. Sensor inframerah terdiri dari sistem optik, elemen deteksi, dan rangkaian konversi.
Sistem optik dapat dibagi menjadi tipe transmisi dan tipe refleksi berdasarkan strukturnya. Transmisi membutuhkan dua komponen, satu komponen pemancar inframerah dan satu komponen penerima inframerah. Di sisi lain, reflektor hanya membutuhkan satu sensor untuk mengumpulkan informasi yang diinginkan.
Elemen pendeteksi dapat dibagi menjadi elemen pendeteksi termal dan elemen pendeteksi fotolistrik berdasarkan prinsip kerjanya. Termistor adalah termistor yang paling banyak digunakan. Ketika termistor terkena radiasi inframerah, suhunya meningkat, dan resistansinya berubah (perubahan ini dapat lebih besar atau lebih kecil, karena termistor dapat dibagi menjadi termistor koefisien suhu positif dan termistor koefisien suhu negatif), yang dapat dikonversi menjadi sinyal listrik melalui rangkaian konversi. Elemen pendeteksi fotolistrik umumnya digunakan sebagai elemen fotosensitif, biasanya terbuat dari timbal sulfida, timbal selenida, indium arsenida, antimon arsenida, paduan terner merkuri kadmium telurida, germanium, dan silikon yang didoping.
Berdasarkan rangkaian pemrosesan dan konversi sinyalnya, sensor inframerah dapat dibagi menjadi tipe analog dan digital. Rangkaian pemrosesan sinyal sensor inframerah piroelektrik analog berupa tabung efek medan, sedangkan rangkaian pemrosesan sinyal sensor inframerah piroelektrik digital berupa chip digital.
Banyak fungsi sensor inframerah diwujudkan melalui berbagai permutasi dan kombinasi tiga komponen sensitif: sistem optik, elemen deteksi, dan rangkaian konversi. Mari kita lihat beberapa area lain di mana sensor inframerah telah memberikan perbedaan.
Aplikasi Sensor Inframerah
1. Deteksi Gas
Prinsip optik inframerah dari sensor gas adalah sejenis yang didasarkan pada karakteristik penyerapan selektif spektral inframerah dekat dari berbagai molekul gas, penggunaan hubungan konsentrasi gas dan kekuatan penyerapan (hukum Lambert-Bill Lambert-Beer) untuk mengidentifikasi dan menentukan konsentrasi komponen gas pada perangkat penginderaan gas.
Sensor inframerah dapat digunakan untuk mendapatkan peta analisis inframerah seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Molekul yang terdiri dari atom-atom berbeda akan mengalami penyerapan inframerah di bawah penyinaran cahaya inframerah pada frekuensi yang sama, yang mengakibatkan perubahan intensitas cahaya inframerah. Berdasarkan puncak gelombang yang berbeda, jenis gas yang terkandung dalam campuran dapat ditentukan.
Berdasarkan posisi satu puncak serapan inframerah, hanya gugus yang terdapat dalam molekul gas yang dapat ditentukan. Untuk menentukan jenis gas secara akurat, kita perlu melihat posisi semua puncak serapan di wilayah inframerah tengah gas, yaitu sidik jari serapan inframerah gas tersebut. Dengan spektrum inframerah, kandungan setiap gas dalam campuran dapat dianalisis dengan cepat.
Sensor gas inframerah banyak digunakan dalam industri petrokimia, metalurgi, pertambangan, pemantauan polusi udara, dan deteksi terkait netralisasi karbon, pertanian, dan industri lainnya. Saat ini, laser inframerah menengah masih mahal. Saya yakin di masa mendatang, dengan semakin banyaknya industri yang menggunakan sensor inframerah untuk mendeteksi gas, sensor gas inframerah akan menjadi lebih unggul dan lebih murah.
2. Pengukur Jarak Inframerah
Sensor jarak inframerah adalah sejenis perangkat penginderaan yang menggunakan inframerah sebagai media sistem pengukuran. Jangkauan pengukurannya luas dan waktu responsnya singkat. Penggunaan utamanya adalah di bidang sains dan teknologi modern, pertahanan nasional, serta bidang industri dan pertanian.
Sensor jarak inframerah memiliki sepasang dioda pemancar dan penerima sinyal inframerah. Sensor jarak inframerah memancarkan seberkas cahaya inframerah, membentuk proses refleksi setelah menyinari objek, memantulkannya ke sensor setelah menerima sinyal, dan kemudian menerima data selisih waktu melalui pemrosesan gambar CCD. Jarak objek dihitung setelah diproses oleh prosesor sinyal. Alat ini tidak hanya dapat digunakan pada permukaan alami, tetapi juga pada panel reflektif. Pengukuran jarak dengan respons frekuensi tinggi cocok untuk lingkungan industri yang keras.
3. Transmisi Inframerah
Transmisi data menggunakan sensor inframerah juga banyak digunakan. Remote control TV menggunakan sinyal transmisi inframerah untuk mengendalikan TV dari jarak jauh; ponsel dapat mengirimkan data melalui transmisi inframerah. Aplikasi ini telah ada sejak teknologi inframerah pertama kali dikembangkan.
4. Gambar Termal Inframerah
Pencitra termal adalah sensor pasif yang dapat menangkap radiasi inframerah yang dipancarkan oleh semua objek yang suhunya di atas nol mutlak. Pencitra termal awalnya dikembangkan sebagai alat pengawasan militer dan penglihatan malam, tetapi seiring dengan semakin luasnya penggunaannya, harganya pun turun, sehingga memperluas cakupan aplikasinya secara signifikan. Aplikasi pencitra termal meliputi hewan, pertanian, bangunan, deteksi gas, aplikasi industri dan militer, serta deteksi, pelacakan, dan identifikasi manusia. Dalam beberapa tahun terakhir, citra termal inframerah telah digunakan di banyak tempat umum untuk mengukur suhu produk dengan cepat.
5. Induksi Inframerah
Sakelar induksi inframerah adalah sakelar kontrol otomatis berbasis teknologi induksi inframerah. Sakelar ini menjalankan fungsi kontrol otomatisnya dengan mendeteksi panas inframerah yang dipancarkan dari dunia luar. Sakelar ini dapat dengan cepat membuka lampu, pintu otomatis, alarm anti-pencurian, dan peralatan listrik lainnya.
Melalui lensa Fresnel sensor inframerah, cahaya inframerah yang tersebar yang dipancarkan oleh tubuh manusia dapat dideteksi oleh sakelar, sehingga dapat mewujudkan berbagai fungsi kontrol otomatis seperti menyalakan lampu. Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan popularitas rumah pintar, penginderaan inframerah juga telah digunakan pada tempat sampah pintar, toilet pintar, sakelar gestur pintar, pintu induksi, dan produk pintar lainnya. Penginderaan inframerah bukan hanya tentang penginderaan manusia, tetapi terus diperbarui untuk mencapai lebih banyak fungsi.
Kesimpulan
Dalam beberapa tahun terakhir, industri Internet of Things telah berkembang pesat dan memiliki prospek pasar yang luas. Dalam konteks ini, pasar sensor inframerah juga terus berkembang. Oleh karena itu, skala pasar detektor inframerah Tiongkok terus berkembang. Menurut data, pada tahun 2019, ukuran pasar detektor inframerah Tiongkok hampir 400 juta yuan, dan pada tahun 2020 akan mencapai hampir 500 juta yuan. Dikombinasikan dengan permintaan untuk pengukuran suhu inframerah untuk epidemi dan netralisasi karbon untuk deteksi gas inframerah, ukuran pasar sensor inframerah akan sangat besar di masa mendatang.
Waktu posting: 16 Mei 2022