Was ist ein Infrarot-Temperatursensor?
Alles im Universum, was Masse hat, gibt eine bestimmte Menge an Energie in Form von Wärme ab. Ein Infrarot (IR)-Temperatursensor nutzt den Unterschied zwischen den von einem Objekt ausgehenden Infrarotstrahlen und der Umgebung, um die Oberflächentemperatur eines Objekts zu bestimmen. Schauen wir uns genauer an, wie das funktioniert...
Das von einem Objekt kommende Licht in Form von IR-Strahlen wird in einen elektronischen Detektor geleitet, der thermische Energie in elektrische Energie umwandelt - auch Thermosäule genannt. Innerhalb dieser Thermosäule wird die IR-Strahlung in Wärme umgewandelt. Diese wird dann in elektrische Energie umgewandelt, die dann gemessen und angezeigt werden kann. All dies geschieht innerhalb weniger Sekunden. Der Spannungsausgang ist direkt proportional zum Wärmestrom durch die thermische Widerstandsschicht. Der Thermopile-Ausgang beträgt im Allgemeinen nur einige zehn oder hundert Millivolt und es ist keine externe Stromquelle erforderlich.
Die Leistung dieser Sensoren kann durch die Einführung von Filtern stark verbessert werden, die dazu beitragen, dass die Thermosäule schmutzfrei bleibt und nur die gewünschte IR-Strahlung den Absorber erreicht. Für die Linse wird in der Regel Silizium verwendet, das von sichtbarem Licht nicht durchdrungen werden kann, aber für Wellenlängen größer als 2μm transparent ist.
Infrarot-Temperatursensor Messprinzipien
Infrarot-Temperatursensoren basieren häufig auf einem der beiden folgenden Arbeitsprinzipien. Beide Prinzipien haben Stärken und Schwächen.
Temperaturmessung mit Thermopile-Sensoren
Thermopiles werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von industriellen Pyrometern bis hin zu Klimageräten. Sie sind häufig in tragbaren Geräten wie Tablets, Smartphones und Laptops zu finden, in denen sie die Gehäusetemperatur messen. Die Geräteleistung wird auf der Grundlage dieser wichtigen Eingabe optimiert. Sie eignen sich gut zum Ablesen bewegter Objekte und verschleißen nicht, da kein Kontakt erforderlich ist.
Eine der häufigsten Anwendungen ist die Verwendung als Teil eines Temperaturmessgeräts. Dazu gehört alles von Infrarot-Thermometern, die von Medizinern verwendet werden, bis hin zu thermischen Beschleunigungsmessern, die das Temperaturprofil innerhalb des abgedichteten Hohlraums des Sensors messen.
Temperaturmessung mit Mikrobolometer-Kameras
Eine alternative beliebte Methode zur Temperaturmessung über größere Entfernungen ist die Verwendung eines 'Mikrobolometers' als Detektor in einer Wärmebildkamera. Infrarotstrahlung mit Wellenlängen zwischen 7,5-14 μm trifft auf das Detektormaterial, erwärmt es und verändert dadurch seinen elektrischen Widerstand. Diese Widerstandsänderung wird gemessen und in Temperaturen verarbeitet, die zur Erstellung eines Bildes verwendet werden können.
Kamerabasierte Temperatursensoren, die auf dem Mikrobolometerprinzip basieren, haben eine hohe Pixelauflösung und ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis. Um wirklich genaue Messungen zu erhalten, ist jedoch eine häufige Rekalibrierung der Bildkorrektur erforderlich. Daher verwenden die meisten kommerziellen Systeme der oberen Leistungsklasse eine (teure) Temperaturreferenzquelle (einen sogenannten "schwarzen Körper"), die häufig neu kalibriert werden muss. Dies macht die komplette Einrichtung für genauere Messungen relativ komplex und teuer.
Vorteile von Thermopile-basierten Lösungen im Vergleich zu Mikrobolometern
Thermopile-basierte Lösungen bieten ebenfalls eine hervorragende Pixelauflösung und arbeiten über einen großen Temperaturbereich. Im Vergleich zu Mikrobolometer-basierten Lösungen sind sie jedoch auch relativ günstig und erfordern keine häufige Neukalibrierung.
Kurz gesagt: Thermopile-basierte Sensorlösungen bieten eine hervorragende Auflösung, arbeiten in einem breiten Temperaturbereich und erfordern keine häufige Neukalibrierung im Feld. Infrarot-Temperatursensoren haben einen guten Ruf für ihre Genauigkeit - vorausgesetzt, sie werden auf die richtige Weise eingesetzt.
Schnelle Ablesungen für verschiedene Szenarien mit 2Ms bewährten IR-Lösungen
Berührungslose Thermometer und Sensoren basieren auf Infrarottechnologie, um Temperaturen sicher, nicht-invasiv, hygienisch und schnell zu messen, ohne Kompromisse bei der Genauigkeit einzugehen. Sie können in handgehaltene Geräte eingebaut oder in Geräte wie Kioske integriert werden. Richtig eingesetzt, sind Infrarot- oder berührungslose Thermometer ungefähr so genau wie "traditionelle" Thermometer - bieten aber viele zusätzliche Vorteile.
Neben der schnellen und präzisen Temperaturmessung wird durch die Verwendung von Infrarotgeräten der Kontakt von Mensch zu Mensch vermieden, das Gerät muss nicht berührt werden. Dadurch wird eine mögliche Übertragung von Viren minimiert. Es gibt zahlreiche Anwendungen für berührungslose Lösungen. Sie können zum Beispiel eingesetzt werden, wenn größere Gruppen von Menschen ihre Temperatur messen müssen, zum Beispiel am Eingang eines Gebäudes oder an einem Schalter.
2M engineering hat eine Vielzahl von Lösungen entwickelt, die schnell durch und durch genaue Messwerte liefern. Diese sind hygienischer als "traditionelle" Thermometer, die einen physischen Kontakt erfordern, und ebenso einfach zu bedienen. Speziell entwickelte Algorithmen, die die Differenz zwischen den Messungen berechnen, spielen eine entscheidende Rolle bei diesen Lösungen, die auf 2Ms Kompetenzen in allen Bereichen der Anwendung von Sensortechnologie basieren - von der Beratung und F&E bis hin zu Prototyping und Produktion. Darüber hinaus wird jeder Sensor, den 2M herstellt, Gerät für Gerät kalibriert, so dass die Abweichung vom 'Goldstandard' minimal ist.
Dieser Ansatz hat zu einer Reihe von erfolgreichen zertifizierten und validierten Lösungen geführt. Unsere Herausforderung besteht immer darin, den besten Kompromiss zwischen Technologie, Herstellbarkeit und Anwendernutzen zu finden. Möchten Sie mehr über eine der Temperaturmesstechnologien erfahren oder diskutieren, wie diese in Ihrer eigenen Situation eingesetzt werden können? Unsere Experten helfen Ihnen gerne weiter. Nehmen Sie noch heute Kontakt auf!
Hinterlassen Sie Ihren Namen und Ihre E-Mail-Adresse für weitere Informationen
German 
English 
Dutch