Introduktion till infraröd temperatursensor
En infraröd temperatursensor är en beröringsfri sensor som använder infraröd strålningsenergi som frigörs av ett objekt för att mäta yttemperaturen. Dess kärnprincip är baserad på Stefan-Boltzmanns lag: alla objekt med en temperatur över absoluta nollpunkten kommer att utstråla infraröda strålar, och strålningsintensiteten är proportionell mot objektets yttemperatur i fjärde potens. Sensorn omvandlar den mottagna infraröda strålningen till en elektrisk signal via en inbyggd termopil eller pyroelektrisk detektor, och beräknar sedan temperaturvärdet genom en algoritm.
Tekniska funktioner:
Beröringsfri mätning: inget behov av att vidröra objektet som mäts, vilket undviker kontaminering eller störningar från höga temperaturer och rörliga mål.
Snabb svarshastighet: millisekundsvar, lämplig för dynamisk temperaturövervakning.
Brett täckningsområde: typisk täckning -50 ℃ till 3000 ℃ (olika modeller varierar kraftigt).
Stark anpassningsförmåga: kan användas i vakuum, korrosiv miljö eller scenarier med elektromagnetisk störning.
Tekniska kärnindikatorer
Mätnoggrannhet: ±1% eller ±1,5 ℃ (högkvalitativ industrikvalitet kan nå ±0,3 ℃)
Emissivitetsjustering: stöder 0,1~1,0 justerbar (kalibrerad för olika materialytor)
Optisk upplösning: Till exempel betyder 30:1 att ett område med en diameter på 1 cm kan mätas på ett avstånd av 30 cm.
Responsvåglängd: Vanlig 8~14μm (lämplig för objekt vid normal temperatur), kortvågstyp används för detektering av hög temperatur
Typiska tillämpningsfall
1. Förebyggande underhåll av industriell utrustning
En viss biltillverkare installerade MLX90614 infraröda sensorer vid motorlagren och förutspådde fel genom att kontinuerligt övervaka lagertemperaturförändringarna och kombinera AI-algoritmer. Praktiska data visar att varning för lageröverhettningsfel 72 timmar i förväg kan minska förluster vid stilleståndstid med 230 000 USD per år.
2. Medicinskt temperaturmätningssystem
Under COVID-19-pandemin 2020 användes FLIR T-seriens värmekameror vid sjukhusens akutingångar. De uppnådde mätningar av onormal temperatur på 20 personer per sekund, med ett temperaturmätningsfel på ≤0,3 ℃, och kombinerades med ansiktsigenkänningsteknik för att uppnå spårning av personalens banor med onormal temperatur.
3. Smart temperaturkontroll för hushållsapparater
Den avancerade induktionshällen har en integrerad Melexis MLX90621 infraröd sensor för att övervaka temperaturfördelningen i botten av grytan i realtid. När lokal överhettning (t.ex. tom förbränning) detekteras minskas effekten automatiskt. Jämfört med den traditionella termoelementlösningen ökar temperaturkontrollens svarshastighet med 5 gånger.
4. Jordbruksmässigt precisionsbevattningssystem
En gård i Israel använder Heimann HTPA32x32 infraröd värmekamera för att övervaka temperaturen i grödans trädkrona och bygga en transpirationsmodell baserad på miljöparametrar. Systemet justerar automatiskt droppbevattningsvolymen, vilket sparar 38 % vatten i vingården samtidigt som produktionen ökar med 15 %.
5. Onlineövervakning av kraftsystem
State Grid använder Optris PI-seriens online-infraröda termometrar i högspänningsstationer för att övervaka temperaturen på viktiga delar som samlingsskenskarvar och isolatorer dygnet runt. År 2022 varnade en transformatorstation framgångsrikt för dålig kontakt i 110 kV-frånskiljare, vilket undvek ett regionalt strömavbrott.
Innovativa utvecklingstrender
Multispektral fusionsteknik: Kombinera infraröd temperaturmätning med bilder i synligt ljus för att förbättra måligenkänningsförmågan i komplexa scenarier
AI-temperaturfältsanalys: Analysera temperaturfördelningsegenskaper baserat på djupinlärning, såsom automatisk märkning av inflammatoriska områden inom det medicinska området
MEMS-miniatyrisering: AS6221-sensorn som lanserats av AMS är bara 1,5 × 1,5 mm stor och kan bäddas in i smartklockor för att övervaka hudtemperaturen.
Integration av trådlösa sakernas internet: Infraröda temperaturmätningsnoder från LoRaWAN-protokollet uppnår fjärrövervakning på kilometernivå, lämpliga för övervakning av oljeledningar
Förslag på urval
Livsmedelsbearbetningslinje: Prioritera modeller med IP67-skyddsnivå och svarstid <100ms
Laboratorieforskning: Var uppmärksam på 0,01 ℃ temperaturupplösning och datautgångsgränssnitt (t.ex. USB/I2C)
Brandskyddstillämpningar: Välj explosionssäkra sensorer med ett intervall på mer än 600 ℃, utrustade med rökgenomträngningsfilter
I takt med att 5G och edge computing-tekniker populariseras utvecklas infraröda temperatursensorer från enskilda mätverktyg till intelligenta sensornoder, vilket visar på större tillämpningspotential inom områden som Industri 4.0 och smarta städer.
Publiceringstid: 11 februari 2025