Pengantar sensor suhu inframerah
Sensor suhu inframerah adalah sensor non-kontak yang menggunakan energi radiasi inframerah yang dilepaskan oleh suatu objek untuk mengukur suhu permukaan. Prinsip dasarnya didasarkan pada hukum Stefan-Boltzmann: semua objek dengan suhu di atas nol mutlak akan memancarkan sinar inframerah, dan intensitas radiasinya sebanding dengan pangkat empat suhu permukaan objek tersebut. Sensor ini mengubah radiasi inframerah yang diterima menjadi sinyal listrik melalui termopil atau detektor piroelektrik internal, lalu menghitung nilai suhunya melalui algoritma.
Fitur teknis:
Pengukuran non-kontak: tidak perlu menyentuh objek yang diukur, menghindari kontaminasi atau gangguan dengan suhu tinggi dan target yang bergerak.
Kecepatan respons cepat: respons milidetik, cocok untuk pemantauan suhu dinamis.
Jangkauan luas: cakupan umum -50℃ hingga 3000℃ (berbagai model sangat bervariasi).
Kemampuan beradaptasi yang kuat: dapat digunakan dalam lingkungan vakum, lingkungan korosif, atau skenario interferensi elektromagnetik.
Indikator teknis inti
Akurasi pengukuran: ±1% atau ±1,5℃ (kelas industri kelas atas dapat mencapai ±0,3℃)
Penyesuaian emisivitas: mendukung 0,1~1,0 yang dapat disesuaikan (dikalibrasi untuk permukaan material yang berbeda)
Resolusi optik: Misalnya, 30:1 berarti area berdiameter 1 cm dapat diukur pada jarak 30 cm
Panjang gelombang respons: Umum 8~14μm (cocok untuk objek pada suhu normal), tipe gelombang pendek digunakan untuk deteksi suhu tinggi
Kasus aplikasi umum
1. Pemeliharaan prediktif peralatan industri
Sebuah produsen mobil memasang sensor susunan inframerah MLX90614 pada bantalan motor, dan memprediksi kerusakan dengan terus memantau perubahan suhu bantalan dan menggabungkan algoritma AI. Data praktis menunjukkan bahwa peringatan kerusakan akibat panas berlebih pada bantalan 72 jam sebelumnya dapat mengurangi kerugian waktu henti sebesar 230.000 dolar AS per tahun.
2. Sistem pemeriksaan suhu medis
Selama pandemi COVID-19 tahun 2020, pencitra termal seri FLIR T digunakan di pintu masuk gawat darurat rumah sakit, mencapai penyaringan suhu abnormal sebanyak 20 orang per detik, dengan kesalahan pengukuran suhu ≤0,3℃, dan dikombinasikan dengan teknologi pengenalan wajah untuk mencapai pelacakan lintasan personel suhu abnormal.
3. Kontrol suhu peralatan rumah pintar
Kompor induksi kelas atas ini mengintegrasikan sensor inframerah Melexis MLX90621 untuk memantau distribusi suhu dasar panci secara real-time. Ketika panas berlebih lokal (seperti pembakaran kosong) terdeteksi, daya akan otomatis berkurang. Dibandingkan dengan solusi termokopel tradisional, kecepatan respons kontrol suhu meningkat 5 kali lipat.
4. Sistem irigasi presisi pertanian
Sebuah perkebunan di Israel menggunakan pencitra termal inframerah Heimann HTPA32x32 untuk memantau suhu tajuk tanaman dan membangun model transpirasi berdasarkan parameter lingkungan. Sistem ini secara otomatis menyesuaikan volume irigasi tetes, menghemat 38% air di kebun anggur sekaligus meningkatkan produksi sebesar 15%.
5. Pemantauan sistem tenaga listrik secara online
State Grid menggunakan termometer inframerah daring seri Optris PI di gardu induk tegangan tinggi untuk memantau suhu komponen-komponen penting seperti sambungan busbar dan isolator 24 jam sehari. Pada tahun 2022, sebuah gardu induk berhasil memperingatkan tentang kontak yang buruk pada pemisah 110kV, sehingga mencegah pemadaman listrik regional.
Tren pengembangan inovatif
Teknologi fusi multispektral: Gabungkan pengukuran suhu inframerah dengan gambar cahaya tampak untuk meningkatkan kemampuan pengenalan target dalam skenario kompleks
Analisis medan suhu AI: Menganalisis karakteristik distribusi suhu berdasarkan pembelajaran mendalam, seperti pelabelan otomatis area inflamasi di bidang medis
Miniaturisasi MEMS: Sensor AS6221 yang diluncurkan AMS hanya berukuran 1,5×1,5mm dan dapat disematkan di jam tangan pintar untuk memantau suhu kulit
Integrasi Internet of Things Nirkabel: Node pengukuran suhu inframerah protokol LoRaWAN mencapai pemantauan jarak jauh tingkat kilometer, cocok untuk pemantauan pipa minyak
Saran pemilihan
Lini pemrosesan makanan: Prioritaskan model dengan tingkat perlindungan IP67 dan waktu respons <100ms
Penelitian laboratorium: Perhatikan resolusi suhu 0,01℃ dan antarmuka keluaran data (seperti USB/I2C)
Aplikasi proteksi kebakaran: Pilih sensor anti ledakan dengan jangkauan lebih dari 600℃, dilengkapi dengan filter penetrasi asap
Dengan makin populernya teknologi 5G dan komputasi tepi, sensor suhu inframerah berkembang dari alat pengukuran tunggal menjadi simpul penginderaan cerdas, yang menunjukkan potensi aplikasi yang lebih besar di berbagai bidang seperti Industri 4.0 dan kota pintar.
Waktu posting: 11-Feb-2025