Sensor inframerah pada kamera pencitraan termal

Inframerah Sensor beroperasi berdasarkan karakteristik termal objek. Objek apa pun dengan suhu di atas nol mutlak (-273℃) akan memancarkan sinar inframerah, dan semakin tinggi suhu objek, semakin tinggi intensitas radiasi inframerah. Sensor inframerah menggunakan sensitivitasnya sendiri terhadap radiasi inframerah. Saat menerima sinar inframerah yang dipancarkan objek, komponen sensitif internalnya mengalami perubahan fisik, sehingga menghasilkan sinyal listrik. Perubahan fisik ini terkait erat dengan intensitas radiasi inframerah. Dengan mendeteksi dan menganalisis sinyal listrik ini, intensitas inframerah yang dipancarkan objek dapat ditentukan, dan kemudian informasi suhu objek dapat diperoleh.

Sensor inframerah termistor: Termistor adalah resistor yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Saat termistor menerima radiasi inframerah, suhunya sendiri akan naik, dan nilai resistansi termistor akan berubah secara signifikan seiring perubahan suhu. Dengan menggunakan karakteristik ini, intensitas radiasi inframerah yang diterima dapat ditentukan secara akurat dengan mengukur perubahan nilai resistansi. Sebab, pada beberapa perangkat pencitraan termal awal, sensor inframerah termistor digunakan secara luas. Ia memiliki struktur yang relatif sederhana dan biaya rendah, tetapi sensitivitas dan kecepatan responsnya terbatas.

Sensor inframerah termopil: Termopil terdiri dari beberapa termokopel yang dihubungkan secara seri. Ketika radiasi inframerah menyinari termopil, perbedaan suhu akan dihasilkan di kedua ujung termopil. Menurut efek Seebeck, perbedaan suhu ini akan menghasilkan potensi termoelektrik. Sensor inframerah termopil menentukan intensitas radiasi inframerah dengan mengukur besarnya potensi termoelektrik. Sensor ini memiliki keunggulan kecepatan respons yang cepat dan stabilitas yang baik. Dalam beberapa skenario aplikasi pencitraan termal yang memerlukan kecepatan respons tinggi, seperti deteksi cepat industri dan pemantauan api, sensor inframerah termopil memainkan peran penting.

Sensor inframerah mikrometer: Mikrometer saat ini merupakan komponen sensitif inframerah yang paling banyak digunakan. Komponen ini terutama menggunakan karakteristik bahwa konduktivitas listrik bahan semikonduktor berubah seiring suhu. Ketika mikrometer menerima radiasi inframerah, suhunya naik, dan konduktivitas listrik bahan semikonduktor berubah, yang mengakibatkan perubahan nilai resistansi. Dengan mendeteksi perubahan nilai resistansi, intensitas radiasi inframerah dapat dihitung. Mikrometer memiliki keunggulan sensitivitas tinggi dan resolusi tinggi, serta secara akurat mendeteksi perubahan halus dalam radiasi inframerah, yang memungkinkan kamera pencitraan termal menghasilkan gambar termal yang jelas dan akurat. Mikrometer banyak digunakan dalam pemantauan keamanan, diagnosis medis, ilmiah, dan bidang lainnya.

Sensitivitas tinggi: Sensor inframerah modern, terutama sensor inframerah mikrobolometer, memiliki sensitivitas yang sangat tinggi dan dapat mendeteksi radiasi inframerah yang sangat lemah. Hal ini memungkinkan kamera pencitraan termal untuk membedakan perbedaan suhu yang sangat kecil pada permukaan objek. Bahkan objek dengan perbedaan suhu hanya beberapa persepuluh derajat dapat dengan jelas menunjukkan perbedaan distribusi suhu dalam citra termal, yang memberikan dukungan kuat untuk deteksi dan analisis suhu yang tepat.

Respons cepat: Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, kecepatan respons sensor inframerah telah ditingkatkan secara signifikan. Sensor inframerah Bothopile dan microbolometer dapat merespons perubahan radiasi inframerah dalam waktu yang sangat singkat, dengan cepat menghasilkan sinyal listrik, yang memenuhi banyak aplikasi waktu nyata dengan persyaratan, seperti sistem penghindaran rintangan pencitraan termal dalam mengemudi otomatis dan pemantauan suhu objek yang bergerak.

Stabilitas yang baik: Setelah penelitian dan pengembangan jangka panjang, stabilitas inframerah telah ditingkatkan secara signifikan. Dalam berbagai kondisi lingkungan, seperti perubahan suhu dan kelembapan yang besar, sensor inframerah tetap dapat bekerja dengan stabil, menjaga konsistensi kinerjanya, dan memastikan bahwa kamera pencitraan termal menghasilkan gambar termal yang akurat dan andal, memberikan perlindungan pemantauan yang stabil untuk produksi industri, pemantauan keamanan, dan bidang lainnya.

Lebih tinggi dan sensitif: Untuk memenuhi permintaan pencitraan termal presisi tinggi yang terus meningkat, sensor inframerah masa depan akan berkembang ke arah resolusi dan sensitivitas yang lebih tinggi. Dengan terus mengoptimalkan desain struktur dan proses manufaktur, mengurangi ukuran piksel, dan meningkatkan jumlah piksel per satuan area, resolusi gambar pencitraan termal dapat ditingkatkan. Pada saat itu, material dan teknologi sensitif baru akan dikembangkan untuk lebih meningkatkan kemampuan respons sensor terhadap radiasi inframerah, meningkatkan sensitivitas, dan memungkinkan kamera pencitraan termal untuk menangkap lebih banyak perubahan suhu dan detail objek.

Miniaturisasi dan integrasi: Dengan pesatnya perkembangan Internet of Things, perangkat yang dapat dikenakan, dan bidang lainnya, persyaratan yang lebih tinggi telah ditetapkan untuk miniaturisasi dan integrasi perangkat pencitraan termal. Sensor inframerah akan terus berkembang menuju miniaturisasi dan bobot yang ringan, sehingga dapat terintegrasi dengan lebih baik ke dalam perangkat kecil. Dengan mengadopsi teknologi manufaktur semikonduktor yang canggih, sensor inframerah akan diintegrasikan dengan sirkuit pemrosesan sinyal, chip pemrosesan gambar, dan komponen lainnya pada satu chip, sehingga mencapai tingkat integrasi sistem, mengurangi volume dan biaya peralatan, dan memperluas cakupan aplikasi teknologi pencitraan termal.

Kecerdasan: Pengembangan teknologi kecerdasan buatan merupakan peluang bagi kecerdasan sensor inframerah. Sensor inframerah masa depan akan memiliki kemampuan analisis dan pemrosesan yang cerdas, dan akan mampu mengidentifikasi dan mengklasifikasikan berbagai objek secara otomatis, serta melakukan operasi seperti deteksi anomali suhu dan pelacakan target sesuai dengan aturan dan algoritma yang telah ditetapkan sebelumnya. Dengan menggabungkan algoritma kecerdasan buatan dengan sensor inframerah, kamera pencitraan termal tidak hanya dapat memperoleh data termal, tetapi juga menganalisis dan memahami informasi dalam gambar secara mendalam, dan memberikan dasar pengambilan keputusan yang lebih berharga bagi pengguna.