Inleiding tot de infrarood temperatuursensor
Een infraroodtemperatuursensor is een contactloze sensor die de door een object uitgezonden infraroodstraling gebruikt om de oppervlaktetemperatuur te meten. Het kernprincipe is gebaseerd op de wet van Stefan-Boltzmann: alle objecten met een temperatuur boven het absolute nulpunt stralen infraroodstraling uit, en de stralingsintensiteit is evenredig met de vierde macht van de oppervlaktetemperatuur van het object. De sensor zet de ontvangen infraroodstraling om in een elektrisch signaal via een ingebouwde thermokoppel of pyro-elektrische detector en berekent vervolgens de temperatuurwaarde met behulp van een algoritme.
Technische kenmerken:
Contactloze meting: er is geen contact nodig met het te meten object, waardoor vervuiling of interferentie door hoge temperaturen en bewegende objecten wordt voorkomen.
Snelle reactiesnelheid: reactietijd in milliseconden, geschikt voor dynamische temperatuurbewaking.
Breed temperatuurbereik: typisch bereik van -50℃ tot 3000℃ (verschillende modellen kunnen sterk variëren).
Sterk aanpassingsvermogen: kan worden gebruikt in vacuüm, corrosieve omgevingen of situaties met elektromagnetische interferentie.
Kern technische indicatoren
Meetnauwkeurigheid: ±1% of ±1,5℃ (hoogwaardige industriële kwaliteit kan ±0,3℃ bereiken)
Emissiviteitsaanpassing: ondersteunt instelbare waarden van 0,1 tot 1,0 (gekalibreerd voor verschillende materiaaloppervlakken)
Optische resolutie: Een verhouding van 30:1 betekent bijvoorbeeld dat een gebied met een diameter van 1 cm kan worden gemeten op een afstand van 30 cm.
Responsgolflengte: Gangbaar 8~14 μm (geschikt voor objecten bij normale temperatuur), kortegolfvariant wordt gebruikt voor detectie bij hoge temperaturen.
Typische toepassingsvoorbeelden
1. Voorspellend onderhoud van industriële apparatuur
Een bepaalde autofabrikant installeerde MLX90614 infraroodsensoren bij de motorlagers en voorspelde storingen door continu de temperatuurveranderingen van de lagers te monitoren en AI-algoritmen te combineren. Praktische gegevens tonen aan dat het waarschuwen voor oververhitting van lagers 72 uur van tevoren de stilstandkosten met 230.000 dollar per jaar kan verlagen.
2. Medisch temperatuurmeetsysteem
Tijdens de COVID-19-pandemie van 2020 werden FLIR T-serie warmtebeeldcamera's ingezet bij de noodingangen van ziekenhuizen. Hiermee konden 20 personen per seconde worden gescreend op afwijkende temperaturen, met een meetfout van ≤0,3℃. In combinatie met gezichtsherkenningstechnologie werd het mogelijk om de bewegingen van personen met afwijkende temperaturen te volgen.
3. Temperatuurregeling voor slimme huishoudelijke apparaten
De hoogwaardige inductiekookplaat is voorzien van de Melexis MLX90621 infraroodsensor, die de temperatuurverdeling op de bodem van de pan in realtime meet. Wanneer plaatselijke oververhitting (bijvoorbeeld aanbranden zonder inhoud) wordt gedetecteerd, wordt het vermogen automatisch verlaagd. In vergelijking met de traditionele thermokoppeloplossing is de reactiesnelheid van de temperatuurregeling vijf keer hoger.
4. Precisie-irrigatiesysteem voor de landbouw
Een boerderij in Israël gebruikt de Heimann HTPA32x32 infrarood warmtebeeldcamera om de temperatuur van het gewas te meten en een transpiratiemodel te ontwikkelen op basis van omgevingsparameters. Het systeem past automatisch het volume van de druppelirrigatie aan, waardoor 38% water in de wijngaard wordt bespaard en de productie met 15% toeneemt.
5. Online monitoring van energiesystemen
State Grid zet online infraroodthermometers van de Optris PI-serie in hoogspanningsonderstations in om 24 uur per dag de temperatuur van belangrijke onderdelen zoals railverbindingen en isolatoren te bewaken. In 2022 waarschuwde een onderstation met succes voor slecht contact van 110 kV-scheiders, waardoor een regionale stroomstoring werd voorkomen.
Innovatieve ontwikkelingstrends
Multispectrale fusietechnologie: combineer infrarood temperatuurmetingen met beelden in zichtbaar licht om de herkenning van objecten in complexe situaties te verbeteren.
AI-temperatuurveldanalyse: Analyseer de kenmerken van de temperatuurverdeling op basis van deep learning, zoals het automatisch labelen van ontstekingsgebieden in de medische sector.
MEMS-miniaturisatie: De AS6221-sensor van AMS is slechts 1,5 × 1,5 mm groot en kan in smartwatches worden ingebouwd om de huidtemperatuur te meten.
Draadloze integratie van het Internet der Dingen: infrarood temperatuurmeetpunten via het LoRaWAN-protocol maken bewaking op afstand mogelijk over een afstand van enkele kilometers, geschikt voor monitoring van oliepijpleidingen.
Selectiesuggesties
Voedselverwerkingslijn: Geef de voorkeur aan modellen met beschermingsniveau IP67 en een reactietijd van minder dan 100 ms.
Laboratoriumonderzoek: Let op een temperatuurresolutie van 0,01℃ en een data-uitvoerinterface (zoals USB/I2C).
Brandbeveiligingstoepassingen: Selecteer explosieveilige sensoren met een bereik van meer dan 600℃, voorzien van rookdoorlaatfilters.
Met de popularisering van 5G en edge computing-technologieën ontwikkelen infraroodtemperatuursensoren zich van eenvoudige meetinstrumenten tot intelligente sensornodes, waardoor ze een groter toepassingspotentieel tonen in sectoren zoals Industrie 4.0 en slimme steden.
Geplaatst op: 11 februari 2025