Wat is een infrarode temperatuursensor?
Alles in het universum dat massa heeft, zendt een bepaalde hoeveelheid energie uit in de vorm van warmte. Een infrarode (IR) temperatuursensor gebruikt het verschil tussen infrarode stralen die van een voorwerp afkomen en de omgeving om de oppervlaktetemperatuur van een voorwerp te bepalen. Laten we eens nader bekijken hoe dit werkt...
Licht dat in de vorm van IR-stralen van een voorwerp komt, wordt naar een elektronische detector geleid die thermische energie omzet in elektrische energie - ook bekend als een thermozuil. In deze thermozuil wordt de IR-straling omgezet in warmte. Deze wordt vervolgens omgezet in elektriciteit, die vervolgens kan worden gemeten en weergegeven. Dit alles vindt plaats binnen enkele seconden. De afgegeven spanning is recht evenredig met de warmteflux door de thermische weerstandslaag. De output van een thermozuil bedraagt doorgaans slechts enkele tientallen of honderden millivolts en er is geen externe stroombron nodig.
De prestaties van deze sensoren kunnen sterk worden verbeterd door filters toe te passen die de thermopile helpen vuilvrij te blijven en ervoor zorgen dat alleen de gewenste IR-straling de absorber bereikt. Voor de lens wordt meestal silicium gebruikt, dat niet door zichtbaar licht kan worden doordrongen, maar wel transparant is voor golflengten langer dan 2 μm.
Meetprincipes infrarood temperatuursensor
Infrarode temperatuursensoren zijn vaak gebaseerd op een van de volgende twee werkingsprincipes. Beide principes hebben sterke en zwakke punten.
Temperatuur meten met thermopile sensoren
Thermopiles worden gebruikt in een breed scala van toepassingen, van industriële pyrometers tot klimaatregelingsapparatuur. Ze worden vaak aangetroffen in draagbare apparaten zoals tablets, smartphones en laptops, waarin ze de temperatuur van de behuizing meten. De prestaties van het apparaat worden geoptimaliseerd op basis van deze belangrijke input. Ze zijn goed voor het aflezen van bewegende voorwerpen en slijten niet omdat contact niet nodig is.
Een van de meest voorkomende toepassingen is als onderdeel van een temperatuurmeetinstrument. Deze omvatten alles van infraroodthermometers die door medische beroepsbeoefenaars worden gebruikt tot thermische versnellingsmeters om het temperatuurprofiel binnen de afgesloten holte van de sensor te meten.
Temperatuur meten met microbolometercamera's
Een alternatieve populaire methode om de temperatuur over grotere afstanden te meten is het gebruik van een "microbolometer" als detector in een thermische camera. Infrarode straling met golflengten tussen 7,5-14 μm valt op het detectormateriaal, waardoor het wordt verwarmd en de elektrische weerstand verandert. Deze weerstandsverandering wordt gemeten en verwerkt tot temperaturen die kunnen worden gebruikt om een beeld te creëren.
Op camera's gebaseerde temperatuursensoren op basis van het microbolometerprincipe hebben een hoge pixelresolutie en een goede signaal-ruisverhouding. Om echt nauwkeurige metingen te verkrijgen, is echter frequente herkalibratie van de beeldcorrectie vereist. Daarom maken de meeste commerciële systemen in het hogere marktsegment gebruik van een (dure) temperatuurreferentiebron (een zogeheten "black body") die regelmatig opnieuw moet worden gekalibreerd. Dit maakt de volledige opstelling voor nauwkeurigere metingen relatief complex en duur.
Voordelen van op thermopile gebaseerde oplossingen in vergelijking met microbolometers
Thermopile-gebaseerde oplossingen bieden ook een uitstekende pixelresolutie, en werken over een breed temperatuurbereik. In vergelijking met oplossingen op basis van microbolometers zijn ze echter ook relatief betaalbaar en behoeven ze niet vaak opnieuw te worden gekalibreerd.
Kortom: thermopile-gebaseerde sensoroplossingen bieden een uitstekende resolutie, werken in een breed temperatuurbereik en hoeven in het veld niet vaak opnieuw te worden gekalibreerd. Infrarode temperatuursensoren hebben een uitstekende reputatie op het gebied van nauwkeurigheid - mits ze op de juiste manier worden gebruikt.
Snelle aflezingen voor verschillende scenario's met 2Ms bewezen IR-oplossingen
Contactloze thermometers en sensoren maken gebruik van infraroodtechnologie om op een veilige, niet-invasieve, hygiënische en snelle manier temperaturen te meten zonder afbreuk te doen aan de nauwkeurigheid. Zij kunnen worden ingebouwd in handapparatuur of geïntegreerd in apparaten zoals kiosken. Als ze correct worden gebruikt, zijn infraroodthermometers of contactloze thermometers ongeveer even nauwkeurig als 'traditionele' thermometers - maar ze bieden veel extra voordelen.
Infraroodapparaten bieden niet alleen snelle en nauwkeurige temperatuurmetingen, maar maken ook contact tussen personen overbodig en het apparaat hoeft niet te worden aangeraakt. Als gevolg daarvan wordt de mogelijke overdracht van virussen tot een minimum beperkt. Er zijn talrijke toepassingen voor contactloze oplossingen. Zij kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt wanneer de temperatuur van grotere groepen mensen moet worden gemeten, bijvoorbeeld bij de ingang van een gebouw of aan een toonbank.
2M engineering heeft een aantal oplossingen ontwikkeld die snel tot zeer nauwkeurige meetresultaten leiden. Deze zijn hygiënischer dan 'traditionele' thermometers die fysiek contact vereisen, en net zo eenvoudig in gebruik. Speciaal ontwikkelde algoritmes die het verschil tussen metingen berekenen spelen een vitale rol in deze oplossingen, die gebaseerd zijn op 2M's competenties op alle gebieden van sensortechnologietoepassing - van advies en R&D tot prototyping en productie. Bovendien wordt elke sensor die 2M maakt apparaat voor apparaat gekalibreerd, zodat de afwijking van de 'gouden standaard' minimaal is.
Deze aanpak heeft geresulteerd in een reeks succesvolle gecertificeerde en gevalideerde oplossingen. Onze uitdaging is altijd om het beste compromis te vinden tussen technologie, maakbaarheid en gebruikersvoordeel. Wilt u meer weten over een van de temperatuurmetingstechnologieën, of bespreken hoe deze kunnen worden gebruikt in uw eigen unieke situatie? Onze experts helpen u graag verder. Neem vandaag nog contact met ons op!
Laat uw naam en email achter voor meer informatie
Dutch 
English 
German