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 intinya didasarkan pada hukum Stefan-Boltzmann: semua objek dengan suhu di atas nol mutlak akan memancarkan sinar inframerah, dan intensitas radiasi berbanding lurus dengan pangkat empat suhu permukaan objek tersebut. Sensor mengubah radiasi inframerah yang diterima menjadi sinyal listrik melalui detektor termopile atau piroelektrik internal, dan kemudian menghitung nilai suhu melalui suatu algoritma.
Fitur teknis:
Pengukuran tanpa kontak: tidak perlu menyentuh objek yang diukur, sehingga menghindari kontaminasi atau gangguan akibat suhu tinggi dan target yang bergerak.
Kecepatan respons cepat: respons dalam hitungan milidetik, cocok untuk pemantauan suhu dinamis.
Rentang luas: cakupan tipikal -50℃ hingga 3000℃ (model yang berbeda sangat bervariasi).
Kemampuan adaptasi yang kuat: dapat digunakan dalam kondisi vakum, lingkungan korosif, atau gangguan elektromagnetik.
Indikator teknis inti
Akurasi pengukuran: ±1% atau ±1,5℃ (kelas industri tingkat tinggi dapat mencapai ±0,3℃)
Pengaturan emisivitas: mendukung nilai yang dapat disesuaikan antara 0,1~1,0 (dikalibrasi untuk permukaan material yang berbeda)
Resolusi optik: Misalnya, 30:1 berarti bahwa area dengan diameter 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 tipikal
1. Pemeliharaan prediktif peralatan industri
Sebuah perusahaan manufaktur otomotif memasang sensor array inframerah MLX90614 pada bantalan motor, dan memprediksi kerusakan dengan terus memantau perubahan suhu bantalan dan menggabungkan algoritma AI. Data praktis menunjukkan bahwa peringatan dini kegagalan bantalan akibat panas berlebih 72 jam sebelumnya dapat mengurangi kerugian akibat waktu henti produksi sebesar 230.000 dolar AS per tahun.
2. Sistem pemeriksaan suhu medis
Selama pandemi COVID-19 tahun 2020, kamera pencitraan termal seri T FLIR digunakan di pintu masuk darurat rumah sakit, mencapai skrining suhu abnormal 20 orang per detik, dengan kesalahan pengukuran suhu ≤0,3℃, dan dikombinasikan dengan teknologi pengenalan wajah untuk mencapai pelacakan lintasan personel dengan suhu abnormal.
3. Kontrol suhu peralatan rumah pintar
Kompor induksi kelas atas ini mengintegrasikan sensor inframerah Melexis MLX90621 untuk memantau distribusi suhu bagian bawah panci secara real-time. Ketika terdeteksi panas berlebih lokal (seperti pembakaran kosong), daya akan secara otomatis dikurangi. Dibandingkan dengan solusi termokopel tradisional, kecepatan respons kontrol suhu meningkat hingga 5 kali lipat.
4. Sistem irigasi presisi pertanian
Sebuah pertanian di Israel menggunakan pencitra termal inframerah Heimann HTPA32x32 untuk memantau suhu kanopi 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 online seri Optris PI di gardu induk tegangan tinggi untuk memantau suhu bagian-bagian penting seperti sambungan busbar dan isolator selama 24 jam sehari. Pada tahun 2022, sebuah gardu induk berhasil memberikan peringatan tentang kontak yang buruk pada sakelar pemutus 110kV, sehingga mencegah pemadaman listrik regional.
Tren pengembangan inovatif
Teknologi fusi multispektral: Menggabungkan pengukuran suhu inframerah dengan citra cahaya tampak untuk meningkatkan kemampuan pengenalan target dalam skenario kompleks.
Analisis medan suhu berbasis AI: Menganalisis karakteristik distribusi suhu berdasarkan pembelajaran mendalam, seperti pelabelan otomatis area peradangan di bidang medis.
Miniaturisasi MEMS: Sensor AS6221 yang diluncurkan oleh AMS hanya berukuran 1,5×1,5 mm dan dapat disematkan dalam jam tangan pintar untuk memantau suhu kulit.
Integrasi Internet of Things nirkabel: Node pengukuran suhu inframerah protokol LoRaWAN mencapai pemantauan jarak jauh hingga tingkat kilometer, cocok untuk pemantauan jalur pipa minyak.
Saran pemilihan
Lini pengolahan 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 tahan ledakan dengan rentang suhu lebih dari 600℃, dilengkapi dengan filter penetrasi asap.
Dengan semakin populernya teknologi 5G dan edge computing, sensor suhu inframerah berkembang dari alat pengukuran tunggal menjadi node penginderaan cerdas, menunjukkan potensi aplikasi yang lebih besar di bidang-bidang seperti Industri 4.0 dan kota pintar.
Waktu posting: 11 Februari 2025