紅外溫度傳感器原理

1、市場現狀

目前市面上主要的紅外溫度傳感器基本上都是采用熱電堆技術，為被動紅外傳感器；理論上凡是高于絕對零度的物體都會發射紅外光，紅外溫度傳感器就是接收被測物體反射紅外光的多少再經過一系列的算法得出被測物體的表面溫度。

現在市場上紅外溫度傳感器大致分為兩種，一種是模擬的一種是數字的，顧名思議，模擬的傳感器輸出的是模擬信號這個需要客戶單位設計一套信號處理電路以及開發算法來處理（對客戶單位的技術要求比較高，開發周期比較長）；而數字傳感器就不存在這個問題，便于客戶的二次開發。

2、技術原理

我們知道，光線也是一種輻射電磁波，我們把紅光之外、波長0.75μm到1000 μm之間輻射叫做紅外光，紅外光是肉眼看不到的，但通過一些特殊光學設備，我們依然可以感受到。溫度傳感器一般采用5μm～14 μm的紅外光作為溫度測量的波段。

紅外熱電堆是基于seebeck效應工作的傳感器，它由多個熱敏元件組成，每個元件都能產生一個微弱的電壓信號。當被測物體發的紅外光被傳感器接收時，這些元件會受到不同程度的加熱，進而產生不同大小的電壓信號，通過測量這些信號幅值和頻率，再加上核心的算法，就可以得被測物體的溫度。

3、物體的發射率

理論上凡是高于絕對零度的物體都會發射紅外光，不同的物體對紅外光的發射率是不一樣的，就是相同材質的物體表面處的的不同和溫度的不同它的發射率也會不一樣，如：

發射率是被測量物體發射紅外能量的能力。發射率的值可以從0(亮鏡)到1.0(黑體)。大多數有機、油漆或氧化表面的發射率值接近0.95 在實際應用中，想得到被測物體的準確溫度，就需要知道被物的發射率，常見物體的發射率在網上基本能查得到。

4、 紅外溫度傳感器的優勢

節省時間 -- 典型的紅外溫度測量耗時小于500 mS。

測量移動目標。

測量危險或無法接觸的物體（高壓部件、較大的測量距離）。

測量高溫（高于1300°C） 無能量干擾或能量損耗。 沒有對目標造成污染和機械影響的風險。

紅外技術已經被成功應用至工業和研究設置領域，隨著成本降低和可靠性提高的不斷創新和發展，紅外技術已經實現了可提供更小測量單位的傳感器。所有這些因素都促使紅外技術受到新應用和用戶的廣泛關注

5、影響紅外傳感器測量精度的幾個因素

1.傳感器到目標（測量點）的距離 紅外傳感器的光學系統可收集圓形測量點發出的紅外能量，并將其聚焦在探測器上。每款傳感都一定FOV視角，要確保在二次開發的時候結構上在傳感器視角范圍內無遮擋，并確保被測物體傳感器的視角范圍內。

2.環境條件 應注意工作區域的環境條件，蒸汽、灰塵、煙霧等因素都可能會遮擋測溫設備的光學系統，從而妨礙精確測溫。

3.環境溫度 盡量避免傳感器的環境溫度出現大幅度的變化，如果需要在溫差高達 20 度或更高的環境下使用測溫儀，則應至少等候 20 分鐘以使其適應新的環境溫度。

4.輻射率 輻射率是用于衡量物體輻射紅外能量能力的物理量，輻射的能量可指示物體的溫度，輻射率值在 0（光亮鏡面）和 1.0（黑體）之間取值。

紅外溫度傳感器的應用

1、產品推薦

溫度是自然世界中一個基本的物理量，當前用于測量溫度的方法有很多，我們就非接觸式紅外傳感器的一些典型的應用做一點闡述。

作為一名專業的從業人員，首先介紹一下我司的產品，純國產的高精度數字紅外溫度傳感器；以下產品均為單點式紅外傳感器，現在已完成了國內首個超高溫（超1000℃）傳感器的量產

2、紅外溫度傳感器在電力、能源及數據中心等場景的應用

高壓電力設備、新能源電池及數據中心等在運行過程中會產生大量的熱量，如果不能有效的控制設備的溫度，會導致設備過熱，損壞甚至發生火災等嚴重后果。 使用非接觸式紅外溫度傳感器建立一套溫度實時監控系統，將溫度傳感器安裝在設備關鍵的位置，來實時的監控設備的溫度變化。監控數據實時的傳送回控制中心，當達到一定的溫度時，系統會及時調整設備狀態，并向操作人員報警。

相比于紅外熱成像，溫度傳感器在實時監控上具有很大的優勢，

1、溫度傳感器比熱成像便宜很多

2、數據傳輸量小

3、測量精度比熱成像要高

相比于傳統接觸式溫度傳感器，紅外溫度傳感器更是有不可替代的優勢

1、響應速度快

2、便于安裝

3、對設備沒有任何影響

紅外溫度傳感器在公共安領域的應用

采用紅外溫度傳感器建立一套火災預警系統，與無人機及其他消防設施一起聯動，具有以下優勢

1. 及早發現火災：紅外感應技術可以監測到火災的熱源，及時發現并報警，以便及早采取滅火措施，防止火勢擴大。

2. 提高火災處理效率：紅外感應防火報警器可以精確定位火災，減少搜索和調度時間，提高了滅火行動的效率，降低了滅火成本。

3. 提高管理效果：紅外感應防火報警器可以實現實時監測，幫助管理部門及時了解火災情況，采取相應措施，提高管理的科學性和精細化。

審核編輯 黃宇