热传感器遍及运用在工业、医疗、家电、安全、文娱等范畴,其间尤以非触摸式传感器的约束更少、运用面更广。运用非触摸式热传感器来侦测体温、感测人体的存在,成为抢手的市场需求。本文将为您介绍热传感器的类型与运作原理,以及相关的解决方案。
触摸式与非触摸式热传感器的差异
热传感器的运用适当广泛,不仅是用来量测体温,也运用在工业、医疗、家电、安全、文娱等工业。例如,运用热传感器来查看工业生产的加工件温度,医疗上用于检测病患的生理特征,在家电上用于空调体系感测温度与人体存在,安全上用于检测人体存在与运动,文娱上则用于游戏感测人体动作等,运用适当广泛。
热传感器又可分红触摸式与非触摸式,以下将简介两者之间的差异,并针对非触摸式热传感器进行更深化的介绍。
望文生义,触摸式热传感器有必要要与被测物体触摸,也就是传感器有必要能够与物体或流体坚持杰出的热触摸,意味着传感器有必要处于或十分挨近于物体或流体,两者之间有着相同的温度,也就是说传感器有必要与被测物体到达热平衡状况。此外,被测物体的预期温度有必要低于1700°C(3092°F),或高于大约-40°C(-40°F),这是由于在1700°C时,铂合金热电偶会开端敏捷失掉校准才能,导线和一般绝缘材料或许开端软化,在-40°C以下时,则将开端遇到低温上的问题,尽管许多触摸式热传感器在低于该温度的情况下仍是能作业,但其精度将会受到影响。
此外,触摸式热传感器的尺度和质量有必要比被测物体小,并经过焊接、锡焊、夹紧、胶合或运用其他方法,将传感器固定在被测物体上,以牢靠的方法来坚持这种物理触摸。
最常见的触摸式热传感器是玻璃管液体温度计、热电偶、电阻温度检测器(Resistance Temperature Detector, RTD)和热敏电阻。它们一般被封装在称为热电偶套管的保护性金属或陶瓷护套中,这样它们就能够穿透进程屏障,并且在不使进程和/或保护人员露出于晦气条件下,也能够轻松拉出以进行校准或修理。
非触摸式热传感器的运用弹性则更为广泛,类型也更为多样。尽管非触摸式热传感器有多种款式和类型,并且有各式各样的称号,但假如它们是依据普朗克热辐射规律运转,它们都是辐射温度计,它们被称为辐射高温计、红外高温计、光学高温计、红外温度计、热成像仪等。它们能够是电池供电的便携式设备、固定式或在线制程监控设备。
由于非触摸热传感器的温度不用与物体的温度相同,因而其运用范畴比触摸式热传感器的品种要更多一些,尤其是运用在检测移动的物体,或是若触摸时会损坏物体或传感器(例如在极热、具腐蚀性、磨蚀性等状况下),以及触摸到物领会显着改动其温度时,或是期望有一个大的、可调查的丈量面积,还有当物体离得太远或很难挨近时,例如在特别大气或在太空中(像是恒星和星系的观测)等,都对错触摸热传感器的适用范畴。
非触摸式热传感器适用于人体侦测
以下将以OMRON的非触摸式微机电(MEMS)热传感器D6T系列为例,介绍其功能与特性。D6T系列MEMS热传感器由一个小电路板组成,板上装有硅透镜、热电堆传感器、专用模仿电路和用于转换为数字温度值的逻辑电路,并仅需求一个衔接器即可衔接这些模块。D6T系列产品的电路板尺度为14mm x 18mm,还供给11.6 mm x 12 mm的更紧凑尺度。
D6T系列MEMS热传感器的作业原理,就是经过硅透镜将物体宣布的辐射热(远红外线)聚集到模块中的热电堆传感器上,然后热电堆传感器会依据聚集在其上的辐射能(远红外线)产生电动势,接着丈量该电动势和内部热传感器的值,然后器材经过插值核算来核算丈量值(物体的温度),该插值核算会将丈量值与内部存储的查找表进行比较,丈量值则会经过I2C总线输出,并运用主机体系读取。
当选用MEMS热传感器做为人体传感器时,将能够消除运用常见的热释电传感器在检测人员是否存在时会产生的问题。由于热释电传感器是根据检测红外线的改变状况的原理来检测人员的活动,可是当人体在不活动的情况下,则将会丢掉丈量信号。相反地,热传感器在人体不移动时,仍会持续生成丈量信号。
非触摸式热传感器适当合适运用于人体存在侦测,在家电运用上适当遍及,如运用于空调体系或电扇上来感测人体存在,以做出相对的反响,市场需求日渐增加,值得您加大力度投入产品开发。