Sensores infrarrojos de cámaras termográficas

Infrarrojo sensores Los sensores infrarrojos funcionan en función de las características térmicas de los objetos. Cualquier objeto con una temperatura superior al cero absoluto (-273 ℃) emitirá rayos infrarrojos y, cuanto mayor sea la temperatura del objeto, mayor será la intensidad de la radiación infrarroja. Los sensores infrarrojos utilizan su propia sensibilidad a la radiación infrarroja. Cuando reciben rayos infrarrojos irradiados por objetos, sus componentes sensibles internos experimentan cambios físicos, generando así señales eléctricas. Este cambio físico está estrechamente relacionado con la intensidad de la radiación infrarroja. Al detectar y analizar estas señales eléctricas, se puede determinar la intensidad infrarroja del objeto y, a continuación, se puede obtener la información de temperatura del objeto.

Sensor infrarrojo de termistor: Los termistores son resistencias que son extremadamente sensibles a los cambios de temperatura. Cuando un termistor recibe radiación infrarroja, su propia temperatura aumentará en consecuencia y el valor de resistencia del termistor cambiará significativamente con el cambio de temperatura. Usando esta característica, la intensidad de la radiación infrarroja recibida se puede determinar con precisión midiendo el cambio del valor de resistencia. En algunos de los primeros dispositivos de imagen térmica, los sensores infrarrojos de termistor se usaban ampliamente. Tiene una estructura relativamente simple y un bajo costo, pero su sensibilidad y velocidad de respuesta son limitadas.

Sensor infrarrojo de termopila: una termopila se compone de varios termopares conectados en serie. Cuando la radiación infrarroja incide sobre la termopila, se generará una diferencia de temperatura en ambos extremos de la termopila. Según el efecto Seebeck, esta diferencia de temperatura producirá un potencial termoeléctrico. El sensor infrarrojo de termopila determina la intensidad de la radiación infrarroja midiendo la magnitud del potencial termoeléctrico. Tiene las ventajas de una rápida velocidad de respuesta y una buena estabilidad. En algunos escenarios de aplicación de imágenes térmicas que requieren una alta velocidad de respuesta, como la detección rápida industrial y el monitoreo de llamas, los sensores infrarrojos de termopila juegan un papel importante.

Sensor infrarrojo del micrometro: El microbolómetro es actualmente el componente sensible al infrarrojo más utilizado. Utiliza principalmente la característica de que la conductividad eléctrica de los materiales semiconductores cambia con la temperatura. Cuando el microbolómetro recibe radiación infrarroja, su temperatura aumenta y la conductividad eléctrica del material semiconductor cambia, lo que da como resultado un cambio en el valor de resistencia del mismo. Al detectar el cambio en el valor de resistencia, se puede calcular la intensidad de la radiación infrarroja. El microbolómetro tiene las ventajas de una alta sensibilidad y alta resolución, y detecta con precisión los cambios sutiles en la radiación infrarroja, lo que permite que las cámaras termográficas generen imágenes térmicas claras y precisas. Se utiliza ampliamente en monitoreo de seguridad, diagnóstico médico, científico y otros campos.

Alta sensibilidad: los sensores infrarrojos modernos, especialmente los sensores infrarrojos microbolómetros, tienen una sensibilidad extremadamente alta y pueden detectar radiaciones infrarrojas extremadamente débiles. Esto permite que las cámaras termográficas distingan pequeñas diferencias de temperatura en la superficie de los objetos. Incluso los objetos con una diferencia de temperatura de solo unas décimas de grado pueden mostrar claramente la diferencia de distribución de temperatura en la imagen térmica, lo que proporciona un gran apoyo para la detección y el análisis precisos de la temperatura.

Respuesta rápida: Con el avance continuo de la tecnología, la velocidad de respuesta de los sensores infrarrojos ha mejorado significativamente. Los sensores infrarrojos de tipo botopila y microbolómetro pueden responder a los cambios en la radiación infrarroja en un tiempo extremadamente corto, generando rápidamente señales eléctricas, lo que cumple con muchas aplicaciones en tiempo real con requisitos, como los sistemas de evitación de obstáculos con imágenes térmicas en la conducción autónoma y el control de temperatura de objetos en movimiento.

Buena estabilidad: después de una investigación y desarrollo a largo plazo, la estabilidad de los infrarrojos se ha mejorado significativamente. En diferentes condiciones ambientales, como grandes cambios de temperatura y humedad, los sensores infrarrojos pueden seguir funcionando de manera estable, manteniendo la consistencia de su rendimiento y garantizando que las cámaras termográficas produzcan imágenes térmicas precisas y confiables, brindando protección de monitoreo estable para la producción industrial, monitoreo de seguridad y otros campos.

Mayor sensibilidad: para satisfacer la creciente demanda de imágenes térmicas de alta precisión, los futuros sensores infrarrojos se desarrollarán hacia una mayor resolución y sensibilidad. Al optimizar continuamente el diseño de la estructura y el proceso de fabricación, reducir el tamaño de los píxeles y aumentar la cantidad de píxeles por unidad de área, se puede mejorar la resolución de las imágenes térmicas. Al mismo tiempo, se desarrollarán nuevos materiales y tecnologías sensibles para mejorar aún más la capacidad de respuesta del sensor a la radiación infrarroja, mejorar la sensibilidad y permitir que las cámaras termográficas capturen más cambios de temperatura y detalles de los objetos.

Miniaturización e integración: Con el rápido desarrollo de la Internet de las cosas, los dispositivos portátiles y otros campos, se han impuesto mayores requisitos para la miniaturización e integración de los dispositivos de imágenes térmicas. Los sensores infrarrojos seguirán desarrollándose hacia la miniaturización y el peso ligero, a fin de integrarse mejor en dispositivos pequeños. Al adoptar tecnología avanzada de fabricación de semiconductores, los sensores infrarrojos se integrarán con circuitos de procesamiento de señales, chips de procesamiento de imágenes y otros componentes en un solo chip, logrando un grado de integración del sistema, reduciendo el volumen y el costo del equipo y ampliando el alcance de aplicación de la tecnología de imágenes térmicas.

Inteligencia: El desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial es una oportunidad para la inteligencia de los sensores infrarrojos. Los futuros sensores infrarrojos tendrán capacidades de análisis y procesamiento inteligentes y podrán identificar y clasificar automáticamente diferentes objetos y operaciones como la detección de anomalías de temperatura y el seguimiento de objetivos según reglas y algoritmos predefinidos. Al combinar algoritmos de inteligencia artificial con sensores infrarrojos, las cámaras termográficas no solo pueden adquirir imágenes térmicas, sino también analizar y comprender en profundidad la información de las imágenes y brindar a los usuarios una base de toma de decisiones más valiosa.