Introdución ao sensor de temperatura infravermello
Un sensor de temperatura infravermello é un sensor sen contacto que utiliza a enerxía da radiación infravermella liberada por un obxecto para medir a temperatura da superficie. O seu principio fundamental baséase na lei de Stefan-Boltzmann: todos os obxectos cunha temperatura superior ao cero absoluto irradiarán raios infravermellos, e a intensidade da radiación é proporcional á cuarta potencia da temperatura da superficie do obxecto. O sensor converte a radiación infravermella recibida nun sinal eléctrico a través dunha termopila ou detector piroeléctrico incorporado e, a continuación, calcula o valor da temperatura mediante un algoritmo.
Características técnicas:
Medición sen contacto: non é necesario entrar en contacto co obxecto que se está a medir, o que evita a contaminación ou a interferencia con altas temperaturas e obxectivos en movemento.
Velocidade de resposta rápida: resposta de milisegundos, axeitada para a monitorización dinámica da temperatura.
Ampla gama: cobertura típica de -50 ℃ a 3000 ℃ (os diferentes modelos varían moito).
Forte adaptabilidade: pódese usar en ambientes de baleiro, corrosivos ou con interferencias electromagnéticas.
Indicadores técnicos básicos
Precisión de medición: ±1 % ou ±1,5 ℃ (a gama alta de grao industrial pode alcanzar ±0,3 ℃)
Axuste de emisividade: admite axustable de 0,1 a 1,0 (calibrado para diferentes superficies de materiais)
Resolución óptica: Por exemplo, 30:1 significa que unha área de 1 cm de diámetro pode medirse a unha distancia de 30 cm
Lonxitude de onda de resposta: común 8~14 μm (adecuada para obxectos a temperatura normal), o tipo de onda curta úsase para a detección de alta temperatura
Casos de aplicación típicos
1. Mantemento preditivo de equipos industriais
Un determinado fabricante de automóbiles instalou sensores de infravermellos MLX90614 nos rolamentos do motor e predixo fallos monitorizando continuamente os cambios de temperatura dos rolamentos e combinando algoritmos de IA. Os datos prácticos mostran que avisar de fallos de sobrequecemento dos rolamentos con 72 horas de antelación pode reducir as perdas por tempo de inactividade en 230.000 dólares estadounidenses ao ano.
2. Sistema de control de temperatura médica
Durante a pandemia da COVID-19 de 2020, as cámaras termográficas FLIR da serie T despregáronse na entrada de urxencias dos hospitais, conseguindo unha detección de temperatura anormal de 20 persoas por segundo, cun erro de medición da temperatura de ≤0,3 ℃, e combináronse coa tecnoloxía de recoñecemento facial para lograr un seguimento da traxectoria do persoal con temperatura anormal.
3. Control de temperatura de electrodomésticos intelixentes
A cociña de indución de alta gama integra o sensor infravermello Melexis MLX90621 para monitorizar a distribución da temperatura no fondo da pota en tempo real. Cando se detecta un sobrequecemento local (como a queimadura en baleiro), a potencia redúcese automaticamente. En comparación coa solución tradicional de termopar, a velocidade de resposta do control de temperatura aumenta en 5 veces.
4. Sistema de rega de precisión agrícola
Unha granxa en Israel usa unha cámara térmica de infravermellos Heimann HTPA32x32 para monitorizar a temperatura da cuberta vexetal e construír un modelo de transpiración baseado en parámetros ambientais. O sistema axusta automaticamente o volume de rego por goteo, aforrando un 38 % de auga na viña e aumentando a produción nun 15 %.
5. Monitorización en liña de sistemas eléctricos
State Grid emprega termómetros infravermellos en liña da serie Optris PI en subestacións de alta tensión para monitorizar a temperatura de pezas clave, como as unións das barras colectoras e os illantes, as 24 horas do día. En 2022, unha subestación avisou con éxito dun mal contacto con seccionadores de 110 kV, evitando así unha interrupción do servizo eléctrico rexional.
Tendencias de desenvolvemento innovadoras
Tecnoloxía de fusión multiespectral: combina a medición da temperatura por infravermellos con imaxes de luz visible para mellorar as capacidades de recoñecemento de obxectivos en escenarios complexos.
Análise do campo de temperatura mediante IA: analiza as características da distribución da temperatura baseadas na aprendizaxe profunda, como o etiquetado automático de áreas inflamatorias no campo da medicina.
Miniaturización MEMS: o sensor AS6221 lanzado por AMS ten só un tamaño de 1,5 × 1,5 mm e pódese integrar en reloxos intelixentes para controlar a temperatura da pel.
Integración sen fíos da Internet das Cousas: os nodos de medición de temperatura por infravermellos do protocolo LoRaWAN logran unha monitorización remota a nivel de quilómetro, axeitada para a monitorización de oleodutos
Suxestións de selección
Liña de procesamento de alimentos: priorizar modelos con nivel de protección IP67 e tempo de resposta <100 ms
Investigación de laboratorio: Preste atención á resolución de temperatura de 0,01 ℃ e á interface de saída de datos (como USB/I2C)
Aplicacións de protección contra incendios: seleccione sensores a proba de explosións cun alcance superior a 600 ℃, equipados con filtros de penetración de fume.
Coa popularización das tecnoloxías 5G e de computación perimetral, os sensores de temperatura infravermellos están a desenvolverse desde ferramentas de medición únicas ata nodos de detección intelixentes, o que demostra un maior potencial de aplicación en campos como a Industria 4.0 e as cidades intelixentes.
Data de publicación: 11 de febreiro de 2025