红外温度传感器可感应700 nm至14,000 nm范围内的电磁波。虽然红外光谱延伸至1,000,000 nm,但红外温度传感器无法测量14,000 nm以上的波长。这些传感器的工作原理是将物体发射的红外能量聚焦到一个或多个光电探测器上。
这些光电探测器将能量转换为电信号,该信号与物体发射的红外能量成正比。由于任何物体发射的红外能量与其温度成正比,因此电信号可以准确读取其所指向物体的温度。
红外信号通过特种塑料制成的窗口传递到传感器。虽然塑料通常不允许红外频率通过,但传感器对特定频率使用透明形式。这种塑料可以过滤掉不需要的频率,并保护传感器内部的电子元件免受灰尘、污垢和其他异物的影响。
红外温度传感器的优点
(1)红外温度传感器读取移动物体。
基于接触的温度传感器不适用于移动物体。红外温度传感器非常适合测量轮胎、制动器和类似设备的温度。
(2)红外温度传感器不会磨损。
没有接触就意味着没有摩擦。红外传感器不会出现磨损,因此使用寿命更长。
(3)红外温度传感器可以提供更多细节。
与接触式设备相比,红外传感器在测量过程中只需将其指向正在读取的物体上的不同点即可提供更多细节。
(4)红外传感器可以通过测量视野中的温度波动来检测运动。
每种物质在某一特定频率下都会比其他物质发射更多的红外辐射。例如,聚乙烯在3,430 nm处发射大部分红外辐射,而金属主要在1,000 nm处发射。为了获得最佳性能,红外温度传感器的光谱范围必须以这些峰值温度为中心。因此,在订购具有可调光谱范围的传感器时,记住需要红外传感器的特定应用非常重要。
使用红外温度传感器测量时出现的问题
当红外温度传感器用作运动探测器时,可能会被背景红外辐射源混淆。您可以使用差异检测技术来解决此问题。为此,将两个传感器连接到差分放大器作为相反的输入。当这样连接时,传感器会抵消其共享视野的平均温度。背景温度的任何波动都将无法触发运动读数。这种布置还减少了共模干扰。请注意,此技术仅适用于运动检测,不适用于温度读取。
为了解决测量温度时的背景热量问题,与运动检测相反,应缩小传感器的视野,使其完全局限于被测量的物体。如果直接执行此操作不切实际,请使用塑料屏蔽来遮挡传感器视野中的背景元素。