Sumber: Ulink Media
Di era pascapandemi, kita percaya bahwa sensor inframerah sangat diperlukan setiap hari. Dalam proses perjalanan, kita perlu melakukan pengukuran suhu berulang kali sebelum kita dapat mencapai tujuan. Sebagai alat ukur suhu dengan sejumlah besar sensor inframerah, sebenarnya ada banyak peran penting. Selanjutnya, mari kita lihat lebih dekat sensor inframerah.
Pengantar Sensor Inframerah
Segala sesuatu di atas nol mutlak (-273°C) secara konstan memancarkan energi inframerah ke ruang di sekitarnya. Dan sensor inframerah mampu merasakan energi inframerah objek dan mengubahnya menjadi komponen listrik. Sensor inframerah terdiri dari sistem optik, elemen pendeteksi, dan rangkaian konversi.
Sistem optik dapat dibagi menjadi tipe transmisi dan tipe refleksi menurut struktur yang berbeda. Transmisi memerlukan dua komponen, satu komponen yang memancarkan inframerah dan satu komponen yang menerima inframerah. Di sisi lain, reflektor hanya memerlukan satu sensor untuk mengumpulkan informasi yang diinginkan.
Elemen pendeteksi dapat dibagi menjadi elemen pendeteksi termal dan elemen pendeteksi fotolistrik sesuai dengan prinsip kerjanya. Termistor adalah termistor yang paling banyak digunakan. Ketika termistor terkena radiasi inframerah, suhu meningkat, dan resistansi berubah (perubahan ini mungkin lebih besar atau lebih kecil, karena termistor dapat dibagi menjadi termistor koefisien suhu positif dan termistor koefisien suhu negatif), yang dapat diubah menjadi keluaran sinyal listrik melalui rangkaian konversi. Elemen deteksi fotolistrik umumnya digunakan sebagai elemen fotosensitif, biasanya terbuat dari timbal sulfida, timbal selenida, indium arsenida, antimon arsenida, paduan terner merkuri kadmium telurida, germanium dan bahan doping silikon.
Berdasarkan rangkaian pemrosesan dan konversi sinyal yang berbeda, sensor inframerah dapat dibagi menjadi tipe analog dan digital. Rangkaian pemrosesan sinyal sensor inframerah piroelektrik analog adalah tabung efek medan, sedangkan rangkaian pemrosesan sinyal sensor inframerah piroelektrik digital adalah chip digital.
Banyak fungsi sensor inframerah yang diwujudkan melalui berbagai permutasi dan kombinasi dari tiga komponen sensitif: sistem optik, elemen deteksi, dan rangkaian konversi. Mari kita lihat beberapa area lain di mana sensor inframerah telah membuat perbedaan.
Aplikasi Sensor Inframerah
1. Deteksi Gas
Prinsip optik inframerah dari sensor gas adalah jenis 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 memperoleh peta analisis inframerah seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Molekul yang tersusun dari atom yang 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 puncak serapan inframerah tunggal, hanya gugus apa saja yang ada 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. 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 mahal. Saya yakin bahwa di masa mendatang, dengan banyaknya industri yang menggunakan sensor inframerah untuk mendeteksi gas, sensor gas inframerah akan menjadi lebih baik dan lebih murah.
2. Alat Ukur Jarak Inframerah
Sensor jarak inframerah adalah jenis 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, menggunakan sensor jarak inframerah untuk memancarkan seberkas cahaya inframerah, membentuk proses refleksi setelah menyinari objek, memantulkannya ke sensor setelah menerima sinyal, dan kemudian menggunakan pemrosesan gambar CCD untuk menerima transmisi dan menerima data perbedaan waktu. Jarak objek dihitung setelah diproses oleh prosesor sinyal. Ini dapat digunakan tidak hanya pada permukaan alami, tetapi juga pada panel reflektif. Mengukur jarak, 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. Ini adalah aplikasi yang telah ada sejak teknologi inframerah pertama kali dikembangkan.
4. Citra Termal Inframerah
Pencitra termal adalah sensor pasif yang dapat menangkap radiasi inframerah yang dipancarkan oleh semua objek yang suhunya lebih tinggi dari nol mutlak. Pencitra termal awalnya dikembangkan sebagai alat pengintaian militer dan penglihatan malam, tetapi seiring dengan semakin luasnya penggunaan, harganya pun turun, sehingga bidang aplikasinya pun meluas. Aplikasi pencitra termal meliputi aplikasi hewan, pertanian, bangunan, deteksi gas, 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 yang berbasis pada teknologi induksi inframerah. Sakelar ini menjalankan fungsi kontrol otomatisnya dengan mendeteksi panas inframerah yang dipancarkan dari dunia luar. Sakelar ini dapat membuka lampu, pintu otomatis, alarm antipencurian, dan peralatan listrik lainnya dengan cepat.
Melalui lensa Fresnel dari sensor inframerah, cahaya inframerah yang tersebar yang dipancarkan oleh tubuh manusia dapat dirasakan oleh sakelar, sehingga dapat mewujudkan berbagai fungsi kontrol otomatis seperti menyalakan lampu. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan popularitas rumah pintar, penginderaan inframerah juga telah digunakan dalam tong sampah pintar, toilet pintar, sakelar gerakan pintar, pintu induksi, dan produk pintar lainnya. Penginderaan inframerah bukan hanya tentang penginderaan orang, 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 telah mengalami pertumbuhan lebih lanjut. Oleh karena itu, skala pasar detektor inframerah Tiongkok terus tumbuh. Menurut data, pada tahun 2019, ukuran pasar detektor inframerah Tiongkok hampir 400 juta yuan, pada tahun 2020 atau hampir 500 juta yuan. Dikombinasikan dengan permintaan untuk pengukuran suhu inframerah epidemi dan netralisasi karbon untuk deteksi gas inframerah, ukuran pasar sensor inframerah akan sangat besar di masa mendatang.
Waktu posting: 16-Mei-2022