Sensores infravermelhos de câmeras termográficas

Infravermelho sensores operam com base nas características térmicas dos objetos. Qualquer objeto com temperatura acima do zero absoluto (-273℃) emitirá raios infravermelhos, e quanto maior a temperatura do objeto, maior a intensidade da radiação infravermelha. Sensores infravermelhos usam sua própria sensibilidade à radiação infravermelha. Quando recebem raios infravermelhos irradiados por objetos, seus componentes sensíveis internos sofrem mudanças físicas, gerando assim sinais elétricos. Essa mudança física está intimamente relacionada à intensidade da radiação infravermelha. Ao detectar e analisar esses sinais elétricos, a intensidade infravermelha do objeto pode ser determinada e, então, as informações de temperatura do objeto podem ser obtidas.

Sensor infravermelho termistor: termistores são resistores extremamente sensíveis a mudanças de temperatura. Quando um termistor recebe radiação infravermelha, sua própria temperatura aumentará de acordo, e o valor de resistência do termistor mudará significativamente com a mudança de temperatura. Usando essa característica, a intensidade da radiação infravermelha recebida pode ser determinada com precisão medindo a mudança do valor de resistência. Pois, em alguns dispositivos de imagem térmica antigos, sensores infravermelhos termistor eram amplamente usados. Ele tem uma estrutura relativamente simples e baixo custo, mas sua sensibilidade e velocidade de resposta são limitadas.

Sensor infravermelho de termopilha: Uma termopilha é composta de vários termopares conectados em série. Quando a radiação infravermelha incide na termopilha, uma diferença de temperatura será gerada em ambas as extremidades da termopilha. De acordo com o efeito Seebeck, essa diferença de temperatura produzirá um potencial termoelétrico. O sensor infravermelho de termopilha determina a intensidade da radiação infravermelha medindo a magnitude do potencial termoelétrico. Ele tem as vantagens de velocidade de resposta rápida e boa estabilidade. Em alguns cenários de aplicação de imagens térmicas que exigem alta velocidade de resposta, como detecção rápida industrial e monitoramento de chamas, os sensores infravermelhos de termopilha desempenham um papel importante.

Sensor infravermelho do micrômetro: O microbolômetro é atualmente o componente sensível ao infravermelho mais amplamente utilizado. Ele usa principalmente a característica de que a condutividade elétrica dos materiais semicondutores muda com a temperatura. Quando o microbolômetro recebe radiação infravermelha, sua temperatura aumenta e a condutividade elétrica do material semicondutor muda, resultando em uma mudança no valor de resistência do. Ao detectar a mudança no valor de resistência, a intensidade da radiação infravermelha pode ser calculada. O microbolômetro tem as vantagens de alta sensibilidade e alta resolução e detecta com precisão as mudanças sutis na radiação infravermelha, permitindo que as câmeras de imagem térmica gerem imagens térmicas claras e precisas. É amplamente utilizado em monitoramento de segurança, diagnóstico médico, científico e outros campos.

Alta sensibilidade: Sensores infravermelhos modernos, especialmente sensores infravermelhos de microbolômetro, têm sensibilidade extremamente alta e podem detectar radiação infravermelha extremamente fraca. Isso permite que câmeras de imagem térmica distingam pequenas diferenças de temperatura na superfície dos objetos. Mesmo objetos com uma diferença de temperatura de apenas alguns décimos de grau podem mostrar claramente a diferença de distribuição de temperatura na imagem térmica, fornecendo forte suporte para detecção e análise precisas de temperatura.

Resposta rápida: Com o avanço contínuo da tecnologia, a velocidade de resposta dos sensores infravermelhos foi significativamente melhorada. Os sensores infravermelhos Bothopile e microbolômetro podem responder a mudanças na radiação infravermelha em um tempo extremamente curto, gerando rapidamente sinais elétricos, o que atende a muitas aplicações em tempo real com requisitos, como sistemas de prevenção de obstáculos de imagem térmica em direção autônoma e monitoramento de temperatura de objetos em movimento.

Boa estabilidade: Após pesquisa e desenvolvimento de longo prazo, a estabilidade do infravermelho foi significativamente melhorada. Em diferentes condições ambientais, como grandes mudanças de temperatura e umidade, os sensores infravermelhos ainda podem funcionar de forma estável, manter a consistência de seu desempenho e garantir que as câmeras de imagem térmica produzam imagens térmicas precisas e confiáveis, fornecendo proteção de monitoramento estável para produção industrial, monitoramento de segurança e outros campos.

Maior e sensibilidade: Para atender à crescente demanda por imagens térmicas de alta precisão, os futuros sensores infravermelhos se desenvolverão em direção a maior resolução e sensibilidade. Ao otimizar continuamente o design da estrutura e o processo de fabricação, reduzindo o tamanho do pixel e aumentando o número de pixels por unidade de área, a resolução das imagens térmicas pode ser melhorada. Na época, novos materiais e tecnologias sensíveis serão desenvolvidos para melhorar ainda mais a capacidade de resposta do sensor à radiação infravermelha, aumentar a sensibilidade e permitir que as câmeras de imagem térmica capturem mais mudanças de temperatura e detalhes do objeto.

Miniaturização e integração: Com o rápido desenvolvimento da Internet das Coisas, dispositivos vestíveis e outros campos, requisitos mais altos foram colocados para a miniaturização e integração de dispositivos de imagem térmica. Sensores infravermelhos continuarão a se desenvolver em direção à miniaturização e ao peso leve, de modo a melhor se integrarem em dispositivos pequenos. Ao adotar tecnologia avançada de fabricação de semicondutores, sensores infravermelhos serão integrados com circuitos de processamento de sinal, chips de processamento de imagem e outros componentes em um único chip, alcançando um grau de integração do sistema, reduzindo o volume e o custo do equipamento e expandindo o escopo de aplicação da tecnologia de imagem térmica.

Inteligência: O desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial é uma oportunidade para a inteligência dos sensores infravermelhos. Os futuros sensores infravermelhos terão capacidades inteligentes de análise e processamento, e serão capazes de identificar e classificar automaticamente diferentes objetos, e operações como detecção de anomalias de temperatura e rastreamento de alvos de acordo com regras e algoritmos predefinidos. Ao combinar algoritmos de inteligência artificial com sensores infravermelhos, as câmeras de imagem térmica podem não apenas adquirir térmica, mas também analisar e entender profundamente as informações nas imagens, e fornecer aos usuários uma base de tomada de decisão mais valiosa.