Ayer me tomé la altura y estoy un poco escéptico.
El bolígrafo termómetro utiliza diodos emisores de luz He-Ne para emitir luz roja en una banda de frecuencia especial (no infrarroja, que es invisible para el ojo humano) e iluminar el objeto. El objeto tiene diferente reflectividad y atenuación de señal a diferentes temperaturas. El probador recibe y analiza la señal óptica devuelta para realizar pruebas de temperatura.
Sensor de infrarrojos
Sensor de infrarrojos
Sensor que utiliza las propiedades físicas del infrarrojo para medir. El rayo infrarrojo, también conocido como luz infrarroja, tiene las características de reflexión, refracción, dispersión, interferencia y absorción. Cualquier sustancia puede emitir rayos infrarrojos siempre que tenga una determinada temperatura (por encima del cero absoluto). El sensor de infrarrojos no tiene contacto directo con el objeto que se mide, por lo que no hay fricción y tiene las ventajas de una alta sensibilidad y una respuesta rápida.
El sensor de infrarrojos incluye sistema óptico, elemento de detección y circuito de conversión. Los sistemas ópticos se pueden dividir en tipos de transmisión y reflexión según diferentes estructuras. Según el principio de funcionamiento, los elementos de detección se pueden dividir en elementos de detección térmica y elementos de detección fotoeléctricos. Los termistores son los termistores más utilizados. Cuando el termistor se expone a radiación infrarroja, la temperatura aumenta, la resistencia cambia y se convierte en una señal eléctrica emitida a través del circuito de conversión. Los elementos de fotodetección son elementos fotosensibles de uso común, generalmente hechos de aleaciones ternarias dopadas con sulfuro de plomo, seleniuro de plomo, arseniuro de indio, arseniuro de antimonio, telururo de mercurio y cadmio, germanio y silicio.
Los sensores infrarrojos se utilizan habitualmente para mediciones de temperatura sin contacto, análisis de composición de gases y pruebas no destructivas, y se utilizan ampliamente en campos como la medicina, el ejército, la tecnología espacial y la ingeniería medioambiental. Por ejemplo, se pueden utilizar sensores infrarrojos para medir la imagen térmica de la temperatura de la superficie del cuerpo humano desde una larga distancia, descubriendo así áreas de temperatura anormal y diagnosticando y tratando enfermedades rápidamente (ver cámara termográfica usando sensores infrarrojos en satélites artificiales para monitorear); Las nubes de la Tierra pueden alcanzar una amplia gama de condiciones climáticas. Los sensores infrarrojos se pueden utilizar para detectar si los motores en funcionamiento de los aviones se están sobrecalentando.
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La luz visible que el ojo humano puede ver está ordenada de longitud de onda larga a corta, seguida de roja, naranja, amarilla, verde, cian y azul. y violeta. El rango de longitud de onda de la luz roja es de 0,62 ~ 0,76 micrones; el rango de longitud de onda de la luz violeta es de 0,38 ~ 0,46 μm. La luz con una longitud de onda más corta que la luz violeta se llama luz ultravioleta, y la luz con una longitud de onda más larga que la luz roja se llama luz infrarroja. . En el sentido más amplio, un sensor es un dispositivo que convierte una cantidad física o química en una señal eléctrica fácil de usar, y los sensores infrarrojos son uno de ellos. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, la aplicación de sensores infrarrojos ha sido muy amplia. La aplicación de sensores infrarrojos se presenta brevemente a través de varios ejemplos. Introducción a los sensores infrarrojos piroeléctricos para el cuerpo humano y sus aplicaciones El principio de funcionamiento y las características de las sondas infrarrojas piroeléctricas pasivas: Generalmente, la temperatura corporal del cuerpo humano es constante, generalmente a 37 grados, por lo que emite rayos infrarrojos con una longitud de onda específica de aproximadamente 10UM. Las sondas infrarrojas pasivas funcionan detectando los rayos infrarrojos emitidos por el cuerpo humano. Los rayos infrarrojos emitidos por el cuerpo humano son de aproximadamente 10 UM, que son realzados por el filtro Fresnel y concentrados en el sensor de infrarrojos. Las fuentes de inducción infrarroja suelen utilizar elementos piroeléctricos. Cuando cambia la temperatura de la radiación infrarroja emitida por el cuerpo humano, se perderá el equilibrio de carga y la carga se liberará, el circuito eléctrico posterior generará una señal de alarma después de la detección y el procesamiento. 1) Esta sonda está diseñada para detectar la radiación del cuerpo humano. Por tanto, los elementos termoeléctricos deben ser muy sensibles a la radiación infrarroja con una longitud de onda de aproximadamente 10 UM. 2) Para ser sensible únicamente a la radiación infrarroja del cuerpo humano, su superficie de radiación suele estar cubierta con un filtro Fresnel especial para controlar significativamente las interferencias ambientales. 3) Sonda infrarroja pasiva, cuyo sensor incluye dos elementos termoeléctricos conectados en serie o paralelo. Además, las dos direcciones de polarización son exactamente opuestas y la radiación ambiental de fondo tiene casi el mismo efecto sobre los dos elementos piroeléctricos, de modo que sus efectos de descarga se anulan entre sí, por lo que el detector no emite ninguna señal. 4) Una vez que alguien irrumpe en el área de detección, la radiación infrarroja del cuerpo humano es enfocada por algunos reflectores y recibida por el elemento piroeléctrico. Sin embargo, el calor recibido por los dos elementos piroeléctricos es diferente y la piroelectricidad también es diferente y no puede. ser compensado Después del procesamiento de la señal Llame a la policía. 5) Según los diferentes requisitos de rendimiento, los filtros Fresnel tienen diferentes distancias focales (distancias de detección), lo que da como resultado diferentes campos de visión de monitoreo. Cuanto más amplio sea el campo de visión, más estricto será el control. Los detectores infrarrojos piroeléctricos pasivos se utilizan ampliamente en antirrobo electrónico, detectores de cuerpo humano y otros campos. Son populares entre usuarios y profesionales debido a su bajo precio y rendimiento técnico estable. El sensor de un mouse remoto por infrarrojos tiene una bola de plástico expuesta en la parte inferior del mouse mecánico. Cuando el ratón se mueve sobre la mesa de operaciones, la bola gira en consecuencia.
Hay tres rodillos en el mouse que están en contacto con la bola. Dos de ellos son el rodillo del eje X y el rodillo del eje Y, que se utilizan para medir el movimiento en la dirección del eje X y en la dirección del eje Y. respectivamente. El otro es un eje libre, que sólo sirve como soporte. Al arrastrar el mouse, dado que la bola hace girar los tres rodillos, los rodillos en la dirección del eje X y en la dirección del eje Y impulsan cada uno un eje de rotación (llamado rueda de decodificación) para girar. Los dos lados de la rueda decodificadora (ver Figura 1) están equipados con diodos emisores de luz infrarroja y sensores fotosensibles, formando un acoplador fotoeléctrico. Dos fototransistores A y B están dispuestos verticalmente dentro del sensor fotoeléctrico, como se muestra en la Figura 2. Debido a que hay un espacio en la rueda decodificadora, cuando la rueda decodificadora gira, la luz infrarroja emitida por el diodo emisor de luz infrarroja a veces ilumina el sensor fotosensible y otras veces se bloquea, lo que hace que el sensor fotosensible emita una señal de pulso. La ubicación de los fototransistores A y B hace que los tiempos de iluminación y bloqueo sean diferentes, por lo que el pulso A y el pulso B generados tienen una cierta diferencia de fase. Al utilizar este método, se puede medir la dirección del arrastre del mouse. Sensor de infrarrojos en la cámara - función de visión nocturna Visión nocturna por infrarrojos, es decir, en el estado de visión nocturna, la cámara digital emitirá rayos infrarrojos invisibles a simple vista para iluminar al sujeto y apagar el filtro de infrarrojos. Los rayos infrarrojos ya no impiden que entren al CCD, sino que son reflejados por los objetos y luego ingresan a la lente para obtener imágenes. En este momento, lo que vemos es una imagen de reflexión infrarroja, no una imagen de reflexión de luz visible. Es decir, podemos capturar imágenes invisibles a simple vista en un ambiente oscuro. Las cámaras digitales de Sony fueron pioneras en la función de fotografía con visión nocturna por infrarrojos, que ahora puede fotografiar con claridad incluso objetos que no se pueden distinguir claramente a simple vista. La característica de este tipo de visión nocturna es que puede disparar sin luz alguna, pero debido a que utiliza fotografía infrarroja, no puede restaurar los colores, por lo que la imagen capturada es monocromática y la imagen se vuelve verde. Poco después, Sony presentó una cámara digital con visión nocturna por infrarrojos. El obturador lento de la función de infrarrojos es una selección de dos niveles, y el obturador lento de la función de visión nocturna súper infrarroja se ajusta automáticamente para obtener mejores efectos de imagen. Por ejemplo, cuando Estados Unidos atacó Irak, la mayoría de las zonas de la capital iraquí sufrieron cortes de energía. En ese momento, además de los incendios provocados por bombas trazadoras antiaéreas y explosiones de misiles, solo había luz de luna o de estrellas y la visibilidad era extremadamente pobre. El video que vimos en las noticias de televisión de la escena era todo verde, lo que muestra que el reportero de televisión usó un equipo de visión nocturna por infrarrojos durante la filmación, lo que hizo que el metraje apareciera verde. Si no se utiliza la tecnología de cámaras infrarrojas, sólo escucharemos el sonido de la imagen del televisor y no veremos ningún impacto. Cabe señalar que la premisa de la cámara infrarroja de visión nocturna es que la cámara digital puede emitir rayos infrarrojos invisibles a simple vista para iluminar al sujeto, por lo que su distancia de disparo es limitada. Si los rayos infrarrojos emitidos por la cámara no pueden alcanzar al sujeto, entonces, por supuesto, no se capturará nada. Aplicación de ingeniería del sensor de infrarrojos de la cámara infrarroja en miniatura en blanco y negro C-211D: escáner de manga infrarroja Rota-Sondets. Puede medir con precisión el tamaño del bucle de líneas de producción de alambre y barras, incluso para acero especial o metales no ferrosos, y puede funcionar de manera confiable en condiciones severas de vapor de agua y humo. El sensor infrarrojo TS2006 de Delta se puede utilizar para el control del looper, el control de centrado de tiras laminadas en caliente o placas calientes y proporciona información de posición en una amplia gama de otras aplicaciones. La detección externa infrarroja O9002 de -250 ℃ o 400 ℃ de alta sensibilidad lo hace simple y conveniente de usar, con funciones de alarma y autocontrol. TS 2006 detecta la posición de piezas de trabajo a alta temperatura (acero, cobre, aleaciones y vidrio, etc.). ) y emite una señal proporcional a la posición angular de la pieza de trabajo en el campo de visión. El Rota-Sorota-Sondede TS 2006 es un sensor de medición que funciona en modo de escaneo y es sensible a la radiación infrarroja de piezas de trabajo calientes con temperaturas superiores a 250°C (480°F). Características clave: Alta sensibilidad: 400 °C/750 °F o 250 °C/480 °F Espectro infrarrojo: ¿1 a 3? m. Control digital mediante función de autocontrol. No se requieren ajustes ópticos. Fácil de usar y mantener. Diseñado para el duro entorno de trabajo de la industria del acero. El circuito optoelectrónico está alojado en una carcasa resistente (IP66). Se proporcionan unidades de purificación de aire y sistemas de refrigeración por agua. Los conectores y cables están provistos de protección trenzada de acero inoxidable. ROTA-SONDE TS 2006-Control de centrado aplicado y control de corrección de desviación de placas de acero calientes. El sensor de bordes por infrarrojos FR50 funciona según el principio de reflexión. El emisor produce un haz de rayos infrarrojos paralelos con una longitud de onda de 880 nanómetros, que es recibido por elementos CCD cuidadosamente dispuestos en el lado opuesto. El procesador evalúa estas señales y envía la posición real estimada al bus CAN.
El sensor determina la posición del borde del papel con una precisión de 0,02 mm en un rango de medición de +/-10 mm. El dispositivo óptico solo recibe haces paralelos, eliminando así las fluctuaciones de altura causadas por desviaciones de posición. La broca escanea las manchas hasta la lente de monitoreo del controlador y envía la información apropiada sobre las manchas al controlador. Aplicaciones de sensores y militares: tecnología militar de detección remota La detección remota significa literalmente sentir cosas desde la distancia. En sentido estricto se define como: la técnica de detectar un objeto a distancia. En términos generales, la teledetección consiste en recopilar alguna o alguna información específica de un objeto sin contacto directo, para comprender la naturaleza del objeto. Hace mucho tiempo la gente quería observar la Tierra desde el aire. En esa época, la gente usaba cámaras comunes, que luego se convirtieron en cámaras aéreas especializadas. La tecnología de la fotografía aérea hizo grandes avances durante la Segunda Guerra Mundial y la tecnología de identificación basada en esta fotografía también mejoró enormemente. Con la mejora de la tecnología aeronáutica, especialmente la aparición de cohetes y satélites, la tecnología de teledetección ha ganado una nueva plataforma. Hoy en día, la tecnología de teledetección avanza cada día que pasa y se ha convertido en una tecnología indispensable e importante en la construcción de la economía nacional, especialmente en aplicaciones militares. La información recopilada por la teledetección son ondas electromagnéticas emitidas o reflejadas por los objetos. Estas ondas electromagnéticas incluyen el ultravioleta cercano, el infrarrojo, la luz visible, las microondas, etc. Los dispositivos que recopilan información de ondas electromagnéticas se denominan sensores. El lugar donde está instalado el sensor se llama plataforma. La teledetección es una tecnología que utiliza sensores instalados en una plataforma para recolectar (medir) ondas electromagnéticas irradiadas o (y) reflejadas por objetos, y luego analizar y procesar estos datos para obtener información sobre los objetos. Un factor importante en el rápido desarrollo de la tecnología de teledetección es su aplicación en el entorno en el que vivimos. La gente necesita cada vez más tener un conocimiento profundo de nuestra Tierra, sus recursos y cambios para poder organizar racionalmente la producción y las actividades vitales. Principios fundamentales de la detección remota Nota: El sensor está instalado en la plataforma y puede utilizar ondas electromagnéticas en las regiones visibles e infrarrojas cercanas para la detección remota, utilizando las características de reflexión de los objetos. Este método es fruto del desarrollo de la fotografía aérea y además es el más utilizado. Así es como se ve cuando miras la Tierra desde la Luna. Además, hay dos tecnologías que también están mostrando su talento en teledetección. Una es utilizar tecnología de imágenes térmicas e infrarrojas, utilizando principalmente las características de radiación de los objetos. La imagen térmica es una rama de la teledetección que se ocupa de la medición remota de la temperatura de las características de la superficie de la Tierra. Estudia problemas tan pequeños como detectar fugas de calor en una habitación y tan grandes como estudiar las corrientes oceánicas en la superficie de la Tierra. Porque la temperatura es uno de los factores de control importantes de todos los procesos físicos, químicos y biológicos en el medio ambiente terrestre. Por lo tanto, los datos de temperatura deben desempeñar un papel extremadamente importante en las actividades para gestionar los recursos terrestres. El segundo es utilizar sensores remotos de microondas para la detección remota. La teledetección por microondas se divide en pasiva y activa. Los sensores remotos de microondas activos son principalmente radares de visión lateral. Fue desarrollado en la década de 1950 con fines de reconocimiento militar. En la actualidad, su importante aplicación radica principalmente en la rápida adquisición de datos de inteligencia de recursos terrestres en grandes áreas con nubes. Un sensor remoto de microondas pasivo detecta la energía de microondas disponible naturalmente dentro de su campo de visión. Su modo de funcionamiento es muy similar al de un radiómetro térmico o un escáner térmico, pero la señal que puede recibir es mucho más débil que la señal en la región infrarroja térmica, acompañada. por el ruido de la señal. Por tanto, interpretar esta señal es mucho más difícil que con otros sensores remotos. Pero también tiene características para todo tipo de clima, como un radar lateral. Dependiendo de la longitud de onda operativa adecuada, se puede utilizar para penetrar en la atmósfera u observar la atmósfera. En términos generales, la teledetección por microondas se utiliza para medir diversos datos atmosféricos y tiene aplicaciones en oceanografía, detección de contaminación por hidrocarburos, determinación del deshielo, etc. La aplicación de la teledetección en la ciencia militar es obvia, porque los objetivos pueden observarse a largas distancias y pueden obtenerse datos de análisis relativamente macroscópicos. En el ámbito militar, los usos de la teledetección son aproximadamente los siguientes: primero, monitorear el estado de los recursos de los países y regiones objetivo. Al monitorear eficazmente los recursos y sus cambios, puede ayudar a determinar objetivos estratégicos. En segundo lugar, monitorear el despliegue militar de la otra parte y las operaciones militares a gran escala. La información de ubicación de muchos despliegues militares se puede obtener mediante teledetección satelital de alta precisión, y las movilizaciones militares a gran escala pueden dejar fácilmente rastros en sensores remotos, proporcionando información rápida y efectiva para que los países correspondientes tomen las medidas correspondientes. En segundo lugar, en operaciones específicas, la teledetección puede ayudar a analizar el terreno local y las condiciones de los recursos, ayudándonos así a juzgar los planes de acción táctica. El lanzamiento de diversos satélites militares también proporciona la base para un seguimiento integral de los objetivos. Como guerra digital, la información es muy importante en la guerra moderna, y la teledetección, como tecnología que puede obtener información a gran escala, con alta precisión y rapidez, se utilizará más en guerras futuras. Se puede observar que los sensores desempeñan un papel cada vez más importante en campos como la ciencia y la tecnología, la producción industrial y agrícola y la vida cotidiana.
La demanda de sensores por parte de la sociedad humana es cada vez mayor, lo que es una poderosa fuerza impulsora para el desarrollo de la tecnología de sensores. El rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas proporciona un fuerte respaldo. En el siglo XXI, por un lado, la gente está mejorando el rendimiento técnico de los sensores; por otro, está creando más sensores encontrando nuevos principios, nuevos materiales, nuevos procesos y nuevas funciones para mejorar el rendimiento de los sensores. Como parte de esto, los sensores infrarrojos seguramente recibirán un mayor desarrollo. Los termómetros infrarrojos captan la energía infrarroja que irradian todos los objetos.
La radiación infrarroja forma parte del espectro electromagnético, que incluye ondas de radio, microondas, luz visible, rayos ultravioleta, rayos gamma y rayos X.
La luz infrarroja se encuentra espectralmente entre la luz visible y las ondas de radio. Las longitudes de onda infrarrojas generalmente se expresan en micras y el espectro infrarrojo oscila entre 0,7 y 1000 micras. De hecho, la banda utilizada para la medición de temperatura por infrarrojos oscila entre 0,7 y 14 micras.