红外温度传感器

目录

1简介

红外温度传感器的原理:在自然界中,任何温度高于绝对零度的物体,由于它内部热运动的存在,都会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0.75~100μm 的红外线,红外温度传感器就是利用这一原理来进行数据处理的一种红外测温传感器。
温度是度量物体冷热程度的一个物理量,是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数,许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制,特别是在化工、食品等行业生产过程中,温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。

2原理

红外线

红外温度传感器

红外温度传感器

红外线是一种人眼看不见的光线,但时间上它和其它任何光线一样,也是一种客观存在的物质。任何物体只要它的温度高于热力学零度,就会有红外线向周围辐射。红外线是位于可见光中红色光以外的光线,故称红外线。它的波长范围大致在0.75~100μm的频谱范围之内。

红外辐射

红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高,辐射出来的红外线越多,红外辐射的能量就越强。研究发现,太阳光谱的各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的,而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围之内,因此人们又将红外辐射称为热辐射或者热射线。

传感原理

热传感器是利用辐射热效应,使探测器件接收辐射能后引起温度升高,进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射。多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的,当器件接收辐射后,引起一非电量的物理变化,也可通过适当变化变为电量后进行测量。[1]

3举例介绍

红外温度传感器SMTIR9901/02/02sil

概述

SMTIR99XX系列是基于热电堆的硅基红外传感器。大量的热电偶堆集在底层的硅基上,底层上的高温接点和低温接点通过一层极薄的薄膜隔离它们的热量,高温接点上面的黑色吸收层将入射的放射线转化为热能,由热电效应可知,输出电压与放射线是成比例的,通常热电堆是使用BiSb和NiCr作为热电偶。

结构图

因为红外辐射特性与温度相关,可以使用不同的滤镜来测量不同的温度范围。成熟的半导体工艺是产品小型化,低成本化。为了满足某些应用,红外传感器开口视角可以设计成小至7°。

特点

高精度
高灵敏度(110V/W)高信噪比(Rs~50kΩ)
反应时间(40ms)
9901/9902

低成本薄膜工艺

高通红外滤波(>5.5μm)
标准TO05封装
内置Ni温度传感器(02/02sil)
7.27的小视角硅镜片(02sil)

全球代理商

德国:HY-LINE SENSOR-TEC GmbH
中国:深圳市华儒科技有限公司
9902sil

瑞典:AB. SCAPRO

瑞士:Sibalco, W. Siegrist & Co. AG

4选型要点

主要从性能指标和环境和工作条件两方面来加以考虑。
性能指标:首先就是量程也就是测温范围,选择红外温度传感器时一定要注意到它的量程,只有选择了适合的量程才能更好的测量。用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全,既不要过窄,也不要过宽。其次是要注意传感器的尺寸,不能选择过大也不能太小,必须选择适合自己的尺寸才能更好的方便测量,量程和尺寸是选择传感器都要注意的,但是选择红外温度传感器还要确定光学分辨率、确定波长范围、确定响应时间、信号处理功能等。
工作条件:红外温度传感器所处的环境条件对测量结果有很大影响,应加以考虑、并适当解决,否则会影响测温精度甚至引起测温仪的损坏。当环境温度过高、存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下,可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护测温仪,实现准确测温。[2]

5测温模块

SMTIRMOD09Sil/Std/Micro

宽供电选择:09Sil/Std:4~16V;09Micro:2.2~2.3V
低功耗<2mA
可达到0.5%的精度
I2C的数字输出
视角:09sil:14° ;09std:70° ;09Micro:120°
可测温度范围:09Sil:<300℃ ; 09Std:70° ; 09Micro:120°

SMTIRIN06

快速原型设计评估板

USB以及RS232接口方便与PC连接

免费PC软件
红外传感器输入接口

6应用

非接触式温度测量
红外辐射探测
移动物体温度测量
连续温度控制
热预警系统
气温控制
医疗器械
长距离测量
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