紅外溫度傳感器

目錄

1簡介

紅外溫度傳感器的原理:在自然界中,任何溫度高于0K的物體,由于它內(nèi)部熱運動的存在,都會不斷地向四周輻射電磁波,其中就包含了波段位于0.75~100μm 的紅外線,紅外溫度傳感器就是利用這一原理來進行數(shù)據(jù)處理的一種紅外測溫傳感器。
溫度是度量物體冷熱程度的一個物理量,是工業(yè)生產(chǎn)中很普遍、很重要的一個熱工參數(shù),許多生產(chǎn)工藝過程均要求對溫度進行監(jiān)視和控制,特別是在化工、食品等行業(yè)生產(chǎn)過程中,溫度的測量和控制直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

2原理

紅外線

紅外溫度傳感器

紅外溫度傳感器

紅外線是一種人眼看不見的光線,但時間上它和其它任何光線一樣,也是一種客觀存在的物質(zhì)。任何物體只要它的溫度高于熱力學(xué)零度,就會有紅外線向周圍輻射。紅外線是位于可見光中紅色光以外的光線,故稱紅外線。它的波長范圍大致在0.75~100μm的頻譜范圍之內(nèi)。

紅外輻射

紅外輻射的物理本質(zhì)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(fā)現(xiàn),太陽光譜的各種單色光的熱效應(yīng)從紫色光到紅色光是逐漸增大的,而且峰值的熱效應(yīng)出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍之內(nèi),因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或者熱射線。

傳感原理

熱傳感器是利用輻射熱效應(yīng),使探測器件接收輻射能后引起溫度升高,進而使傳感器中一欄與溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化,便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過賽貝克效應(yīng)來探測輻射的,當(dāng)器件接收輻射后,引起一非電量的物理變化,也可通過適當(dāng)變化變?yōu)殡娏亢筮M行測量。[1]

3舉例介紹

紅外溫度傳感器SMTIR9901/02/02sil

概述

SMTIR99XX系列是基于熱電堆的硅基紅外傳感器。大量的熱電偶堆集在底層的硅基上,底層上的高溫接點和低溫接點通過一層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(zhuǎn)化為熱能,由熱電效應(yīng)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。

結(jié)構(gòu)圖

因為紅外輻射特性與溫度相關(guān),可以使用不同的濾鏡來測量不同的溫度范圍。成熟的半導(dǎo)體工藝是產(chǎn)品小型化,低成本化。為了滿足某些應(yīng)用,紅外傳感器開口視角可以設(shè)計成小至7°。

特點

高精度
高靈敏度(110V/W)高信噪比(Rs~50kΩ)
反應(yīng)時間(40ms)
9901/9902

低成本薄膜工藝

高通紅外濾波(>5.5μm)
標(biāo)準(zhǔn)TO05封裝
內(nèi)置Ni溫度傳感器(02/02sil)
7.27的小視角硅鏡片(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
9902sil

瑞典:AB. SCAPRO

瑞士:Sibalco, W. Siegrist & Co. AG

4選型要點

主要從性能指標(biāo)和環(huán)境和工作條件兩方面來加以考慮。
性能指標(biāo):首先就是量程也就是測溫范圍,選擇紅外溫度傳感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。用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬。其次是要注意傳感器的尺寸,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,量程和尺寸是選擇傳感器都要注意的,但是選擇紅外溫度傳感器還要確定光學(xué)分辨率、確定波長范圍、確定響應(yīng)時間、信號處理功能等。
工作條件:紅外溫度傳感器所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應(yīng)加以考慮、并適當(dāng)解決,否則會影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當(dāng)環(huán)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(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護測溫儀,實現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。[2]

5測溫模塊

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(shù)字輸出
視角:09sil:14° ;09std:70° ;09Micro:120°
可測溫度范圍:09Sil:<300℃ ; 09Std:70° ; 09Micro:120°

SMTIRIN06

快速原型設(shè)計評估板

USB以及RS232接口方便與PC連接

免費PC軟件
紅外傳感器輸入接口

6應(yīng)用

非接觸式溫度測量
紅外輻射探測
移動物體溫度測量
連續(xù)溫度控制
熱預(yù)警系統(tǒng)
氣溫控制
醫(yī)療器械
長距離測量
Bookmark the permalink.

發(fā)表評論