Sumber: Ulink Media
Di era pasca-epidemi, kami percaya bahwa sensor inframerah sangat diperlukan setiap hari. Dalam proses perjalanan, kita perlu melakukan pengukuran suhu berulang kali sebelum sampai ke tujuan. Sebagai alat pengukur suhu dengan jumlah sensor inframerah yang banyak, sebenarnya, sensor inframerah memiliki banyak peran penting. Selanjutnya, mari kita lihat lebih dekat sensor inframerah.
Pengantar Sensor Inframerah
Apa pun yang berada di atas nol mutlak (-273°C) terus-menerus memancarkan energi inframerah ke ruang sekitarnya. Dan sensor inframerah mampu mendeteksi energi inframerah dari objek tersebut 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 berdasarkan struktur yang berbeda. Transmisi membutuhkan dua komponen, satu memancarkan inframerah dan satu menerima inframerah. Reflektor, di sisi lain, 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 mungkin lebih besar atau lebih kecil, karena termistor dapat dibagi menjadi termistor koefisien suhu positif dan termistor koefisien suhu negatif), yang dapat diubah menjadi sinyal keluaran 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 tellurida, germanium, dan bahan yang didoping silikon.
Berdasarkan perbedaan rangkaian pemrosesan dan konversi sinyal, sensor inframerah dapat dibagi menjadi tipe analog dan digital. Rangkaian pemrosesan sinyal sensor inframerah piroelektrik analog menggunakan tabung efek medan, sedangkan rangkaian pemrosesan sinyal sensor inframerah piroelektrik digital menggunakan chip digital.
Banyak fungsi sensor inframerah diwujudkan melalui berbagai permutasi dan kombinasi dari tiga komponen sensitif: sistem optik, elemen deteksi, dan rangkaian konversi. Mari kita lihat beberapa bidang lain di mana sensor inframerah telah membuat perbedaan.
Penerapan Sensor Inframerah
1. Deteksi Gas
Prinsip optik inframerah pada sensor gas adalah sejenis perangkat penginderaan gas yang didasarkan pada karakteristik penyerapan selektif spektral inframerah dekat dari molekul gas yang berbeda, menggunakan hubungan konsentrasi gas dan kekuatan penyerapan (hukum Lambert-Bier) untuk mengidentifikasi dan menentukan konsentrasi komponen gas.
Sensor inframerah dapat digunakan untuk memperoleh peta analisis inframerah seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Molekul yang terdiri dari atom yang berbeda akan mengalami penyerapan inframerah di bawah penyinaran cahaya inframerah pada frekuensi yang sama, sehingga menghasilkan 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 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 tersebut. Dengan spektrum inframerah, kandungan setiap gas dalam campuran dapat dianalisis dengan cepat.
Sensor gas inframerah banyak digunakan dalam industri petrokimia, metalurgi, kondisi kerja pertambangan, pemantauan polusi udara dan deteksi terkait netralisasi karbon, pertanian, dan industri lainnya. Saat ini, laser inframerah menengah masih mahal. Saya percaya bahwa di masa depan, dengan banyaknya industri yang menggunakan sensor inframerah untuk mendeteksi gas, sensor gas inframerah akan menjadi lebih unggul dan lebih murah.
2. Pengukuran Jarak Inframerah
Sensor pengukur jarak inframerah adalah sejenis perangkat penginderaan yang menggunakan inframerah sebagai media sistem pengukuran, memiliki jangkauan pengukuran yang luas, waktu respons yang singkat, dan terutama digunakan dalam ilmu dan teknologi modern, pertahanan nasional, serta bidang industri dan pertanian.
Sensor pengukur jarak inframerah memiliki sepasang dioda pemancar dan penerima sinyal inframerah. Sensor pengukur jarak inframerah memancarkan berkas cahaya inframerah, membentuk proses refleksi setelah menyinari objek, memantul kembali ke sensor setelah menerima sinyal, dan kemudian menggunakan pemrosesan citra CCD untuk menerima dan mengirimkan data perbedaan waktu. Jarak objek dihitung setelah diproses oleh prosesor sinyal. Ini dapat digunakan tidak hanya pada permukaan alami, tetapi juga pada panel reflektif. Pengukuran 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 mengontrol 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 pengawasan militer dan penglihatan malam, tetapi seiring dengan semakin meluasnya penggunaannya, harganya pun turun, sehingga memperluas bidang aplikasinya secara signifikan. 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
Saklar induksi inframerah adalah saklar kontrol otomatis yang berbasis pada teknologi induksi inframerah. Saklar ini mewujudkan fungsi kontrol otomatisnya dengan mendeteksi panas inframerah yang dipancarkan dari dunia luar. Saklar ini dapat dengan cepat menyalakan lampu, pintu otomatis, alarm anti-pencurian, dan peralatan listrik lainnya.
Melalui lensa Fresnel pada sensor inframerah, cahaya inframerah yang tersebar yang dipancarkan oleh tubuh manusia dapat dideteksi oleh sakelar, sehingga mewujudkan berbagai fungsi kontrol otomatis seperti menyalakan lampu. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan semakin populernya rumah pintar, penginderaan inframerah juga telah digunakan dalam tempat sampah pintar, toilet pintar, sakelar gerakan pintar, pintu induksi, dan produk pintar lainnya. Penginderaan inframerah bukan hanya tentang mendeteksi orang, tetapi terus diperbarui untuk mencapai lebih banyak fungsi.
Kesimpulan
Dalam beberapa tahun terakhir, industri Internet of Things (IoT) telah berkembang pesat dan memiliki prospek pasar yang luas. Dalam konteks ini, pasar sensor inframerah juga terus tumbuh. Oleh karena itu, skala pasar detektor inframerah di Tiongkok terus meningkat. Menurut data, pada tahun 2019, ukuran pasar detektor inframerah di Tiongkok hampir mencapai 400 juta yuan, dan pada tahun 2020 diperkirakan hampir 500 juta yuan. Dikombinasikan dengan permintaan pengukuran suhu inframerah untuk penanganan epidemi dan netralisasi karbon untuk deteksi gas inframerah, ukuran pasar sensor inframerah akan sangat besar di masa mendatang.
Waktu posting: 16 Mei 2022