Capteurs infrarouges des caméras thermiques

Infrarouge capteurs Les capteurs infrarouges fonctionnent en fonction des caractéristiques thermiques des objets. Tout objet dont la température est supérieure au zéro absolu (-273℃) émet des rayons infrarouges. Plus la température de l'objet est élevée, plus l'intensité du rayonnement infrarouge est élevée. Les capteurs infrarouges utilisent leur propre sensibilité au rayonnement infrarouge. Lorsqu'ils reçoivent des rayons infrarouges émis par des objets, leurs composants sensibles internes subissent des modifications physiques, générant ainsi des signaux électriques. Ce changement physique est étroitement lié à l'intensité du rayonnement infrarouge. En détectant et en analysant ces signaux électriques, l'intensité infrarouge émise par l'objet peut être déterminée, puis les informations sur la température de l'objet peuvent être obtenues.

Capteur infrarouge à thermistance : les thermistances sont des résistances extrêmement sensibles aux changements de température. Lorsqu'une thermistance reçoit un rayonnement infrarouge, sa propre température augmente en conséquence et la valeur de résistance de la thermistance change considérablement avec le changement de température. Grâce à cette caractéristique, l'intensité du rayonnement infrarouge reçu peut être déterminée avec précision en mesurant le changement de valeur de résistance. En effet, dans certains des premiers appareils d'imagerie thermique, les capteurs infrarouges à thermistance étaient largement utilisés. Ils ont une structure relativement simple et un faible coût, mais leur sensibilité et leur vitesse de réponse sont limitées.

Capteur infrarouge à thermopile : une thermopile est composée de plusieurs thermocouples connectés en série. Lorsque le rayonnement infrarouge brille sur la thermopile, une différence de température sera générée aux deux extrémités de la thermopile. Selon l'effet Seebeck, cette différence de température produira un potentiel thermoélectrique. Le capteur infrarouge à thermopile détermine l'intensité du rayonnement infrarouge en mesurant l'amplitude du potentiel thermoélectrique. Il présente les avantages d'une vitesse de réponse rapide et d'une bonne stabilité. Dans certains scénarios d'application d'imagerie thermique qui nécessitent une vitesse de réponse élevée, tels que la détection rapide industrielle et la surveillance des flammes, les capteurs infrarouges à thermopile jouent un rôle important.

Capteur infrarouge micrométrique : Le microbolomètre est actuellement le composant sensible aux infrarouges le plus utilisé. Il utilise principalement la caractéristique selon laquelle la conductivité électrique des matériaux semi-conducteurs change avec la température. Lorsque le microbolomètre reçoit un rayonnement infrarouge, sa température augmente et la conductivité électrique du matériau semi-conducteur change, ce qui entraîne un changement de la valeur de résistance du. En détectant le changement de valeur de résistance, l'intensité du rayonnement infrarouge peut être calculée. Le microbolomètre présente les avantages d'une sensibilité élevée et d'une haute résolution, et détecte avec précision les changements subtils du rayonnement infrarouge, permettant aux caméras thermiques de générer des images thermiques claires et précises. Il est largement utilisé dans la surveillance de sécurité, le diagnostic médical, la science et d'autres domaines.

Haute sensibilité : les capteurs infrarouges modernes, en particulier les capteurs infrarouges microbolométriques, ont une sensibilité extrêmement élevée et peuvent détecter des rayonnements infrarouges extrêmement faibles. Cela permet aux caméras thermiques de distinguer de minuscules différences de température à la surface des objets. Même les objets avec une différence de température de seulement quelques dixièmes de degré peuvent clairement montrer la différence de distribution de température dans l'image thermique, offrant ainsi un support solide pour une détection et une analyse précises de la température.

Réponse rapide : grâce aux progrès technologiques continus, la vitesse de réponse des capteurs infrarouges a été considérablement améliorée. Les capteurs infrarouges à deux tubes et à microbolomètres peuvent réagir aux changements de rayonnement infrarouge dans un délai extrêmement court, générant rapidement des signaux électriques, ce qui répond à de nombreuses applications en temps réel avec des exigences, telles que les systèmes d'évitement d'obstacles par imagerie thermique dans la conduite autonome et la surveillance de la température des objets en mouvement.

Bonne stabilité : après des recherches et un développement à long terme, la stabilité de l'infrarouge a été considérablement améliorée. Dans différentes conditions environnementales, telles que de grands changements de température et d'humidité, les capteurs infrarouges peuvent toujours fonctionner de manière stable, maintenir la cohérence de leurs performances et garantir que les caméras thermiques produisent des images thermiques précises et fiables, offrant une protection de surveillance stable pour la production industrielle, la surveillance de sécurité et d'autres domaines.

Plus de sensibilité : afin de répondre à la demande croissante d'imagerie thermique de haute précision, les futurs capteurs infrarouges évolueront vers une résolution et une sensibilité plus élevées. En optimisant continuellement la conception de la structure et le processus de fabrication, en réduisant la taille des pixels et en augmentant le nombre de pixels par unité de surface, la résolution des images d'imagerie thermique peut être améliorée. À ce moment-là, de nouveaux matériaux et technologies sensibles seront développés pour améliorer encore la capacité de réponse du capteur au rayonnement infrarouge, augmenter la sensibilité et permettre aux caméras d'imagerie thermique de capturer davantage de changements de température et de détails d'objets.

Miniaturisation et intégration : avec le développement rapide de l'Internet des objets, des appareils portables et d'autres domaines, des exigences plus élevées ont été imposées à la miniaturisation et à l'intégration des appareils d'imagerie thermique. Les capteurs infrarouges continueront à évoluer vers la miniaturisation et la légèreté, afin de mieux s'intégrer dans les petits appareils. En adoptant une technologie de fabrication de semi-conducteurs avancée, les capteurs infrarouges seront intégrés aux circuits de traitement du signal, aux puces de traitement d'image et à d'autres composants sur une seule puce, ce qui permettra d'atteindre un certain degré d'intégration du système, de réduire le volume et le coût des équipements et d'élargir le champ d'application de la technologie d'imagerie thermique.

Intelligence : Le développement de la technologie de l'intelligence artificielle ouvre la voie à l'intelligence des capteurs infrarouges. Les futurs capteurs infrarouges auront des capacités d'analyse et de traitement intelligentes, et pourront identifier et classer automatiquement différents objets, et effectuer des opérations telles que la détection d'anomalies de température et le suivi de cibles selon des règles et des algorithmes prédéfinis. En combinant des algorithmes d'intelligence artificielle avec des capteurs infrarouges, les caméras thermiques peuvent non seulement acquérir des images thermiques, mais aussi analyser et comprendre en profondeur les informations contenues dans les images, et fournir aux utilisateurs une base de décision plus précieuse.