感測器介紹
在自然界中,當物體的溫度高於
絕對零度時,由於它內部
熱運動的存在,就會不斷地向四周輻射電磁波,其中就包含了波段位於0.75~100μm 的紅外線,紅外溫度感測器就是利用這一原理製作而成的。
溫度是度量物體冷熱程度的一個物理量,是工業生產中很普遍、很重要的一個熱工參數,許多生產工藝過程均要求對溫度進行監視和控制,特別是在化工、食品等行業生產過程中,溫度的測量和控制直接影響到產品的質量和性能。
原理
紅外線
紅外線是一種人眼看不見的光線,但事實上它和其它任何光線一樣,也是一種客觀存在的物質。任何物體只要它的溫度高於
熱力學零度,就會有紅外線向周圍輻射。紅外線是位於
可見光中紅色光以外的光線,故稱紅外線。它的波長範圍大致在0.75~100μm的頻譜範圍之內。
紅外輻射
紅外輻射的物理本質是
熱輻射。物體的溫度越高,輻射出來的紅外線越多,紅外輻射的能量就越強。研究發現,
太陽光譜的各種
單色光的熱效應從紫色光到紅色光是逐漸增大的,而且最大的熱效應出現在紅外輻射的頻率範圍之內,因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或者熱射線。
感測原理
熱感測器是利用輻射熱效應,使探測器件接收
輻射能後引起溫度升高,進而使感測器中一欄與溫度的性能發生變化。檢測其中某一性能的變化,便可探測出輻射。多數情況下是通過賽貝克效應來探測輻射的,當器件接收輻射後,引起一非電量的物理變化,也可通過適當變化變為電量後進行測量。
舉例介紹
紅外溫度感測器SMTIR9901/02/02sil
概述
SMTIR99XX系列是基於
熱電堆的矽基
紅外感測器。大量的熱電偶堆集在底層的矽基上,底層上的高溫接點和低溫接點通過一層極薄的薄膜隔離它們的熱量,高溫接點上面的黑色吸收層將入射的
放射線轉化為熱能,由
熱電效應可知,輸出電壓與放射線是成比例的,通常熱電堆是使用BiSb和NiCr作為熱電偶。因為
紅外輻射特性與溫度相關,可以使用不同的濾鏡來測量不同的溫度範圍。成熟的半導體工藝是產品小型化,低成本化。為了滿足某些套用,
紅外感測器開口視角可以設計成小至7°。
特點
高精度
高靈敏度(110V/W)高
信噪比(Rs~50kΩ)
反應時間(40ms)
低成本薄膜工藝
高通紅外濾波(>5.5μm)
標準TO05封裝
內置Ni溫度感測器(02/02sil)
7.27的小視角矽鏡片(02sil)
全球代理商
德國:HY-LINE SENSOR-TEC GmbH
中國:深圳市華儒科技有限公司
瑞典:AB. SCAPRO
瑞士:Sibalco, W. Siegrist & Co. AG
選型要點
主要從性能指標和環境和工作條件兩方面來加以考慮。
性能指標:首先就是量程也就是測溫範圍,選擇紅外溫度感測器時一定要注意到它的
量程,只有選擇了適合的量程才能更好的測量。用戶的被測溫度範圍一定要考慮準確、周全,既不要過窄,也不要過寬。其次是要注意感測器的尺寸,不能選擇過大也不能太小,必須選擇適合自己的尺寸才能更好的方便測量,量程和尺寸是選擇感測器都要注意的,但是選擇紅外溫度感測器還要確定
光學解析度、確定波長範圍、確定回響時間、信號處理功能等。
工作條件:紅外溫度感測器所處的環境條件對測量結果有很大影響,應加以考慮、並適當解決,否則會影響測溫精度甚至引起
測溫儀的損壞。當環境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下,可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統、空氣吹掃器等附屬檔案。這些附屬檔案可有效地解決環境影響並保護測溫儀,實現準確測溫。
測溫模組
SMTIRMOD09Sil/Std/Micro
寬供電選擇:09Sil/Std:4~16V;09Micro:2.2~2.3V
低功耗<2mA
可達到0.5%的精度
I2C的數字輸出
視角:09sil:14° ;09std:70° ;09Micro:120°
可測溫度範圍:09Sil:<300℃ ; 09Std:70° ; 09Micro:120°
SMTIRIN06
免費PC軟體
套用
移動物體溫度測量
連續溫度控制
熱預警系統
氣溫控制
醫療器械
長距離測量