Tendências de desenvolvimento de sensores infravermelhos e suas aplicações em sensores de temperatura e outras indústrias.

Tendências de desenvolvimento de sensores infravermelhos e suas aplicações em sensores de temperatura e outras indústrias.

Atualmente, a tecnologia de sensores infravermelhos está muito madura, integrada ao cotidiano das pessoas e desempenha um papel fundamental.

Antes de entendermos o sensor infravermelho, primeiro precisamos entender o que é infravermelho, ou luz infravermelha.

Sabemos que a luz também é um tipo de onda eletromagnética radiante. De acordo com a experiência humana, geralmente se refere à faixa de luz visível a olho nu, de 400 nm (luz violeta) a 700 nm (luz vermelha), que pode ser percebida pelos olhos humanos.

Chamamos de luz infravermelha a radiação que está fora do espectro da luz vermelha e que possui comprimento de onda entre 760 nm e 1 mm. A luz infravermelha é invisível a olho nu, mas podemos senti-la através de equipamentos ópticos especiais.

A luz infravermelha é um tipo de luz invisível aos olhos humanos, portanto possui todas as características da luz. Mas, ao mesmo tempo, os raios infravermelhos também têm um efeito térmico muito significativo. Todas as substâncias acima do zero absoluto, ou seja, -273 °C, podem emitir raios infravermelhos.

Em termos simples, um sensor infravermelho é um sensor que utiliza a luz infravermelha como meio de processamento de dados. Existem basicamente dois tipos de sensores infravermelhos: os sensores infravermelhos transmissivos e os sensores infravermelhos reflexivos. Quando é necessário detectar qualquer movimento entre objetos, utiliza-se um sensor infravermelho transmissivo. Ele é posicionado entre os objetos. Quando um objeto passa entre eles, o sensor transmissivo detecta o movimento e o informa. Já um sensor reflexivo detecta o movimento quando há algo em frente a ele e o informa.

Com o avanço da ciência e da tecnologia, o desenvolvimento da tecnologia de microprocessadores, o aprimoramento da tecnologia moderna de processamento digital de sinais, a introdução de novos materiais semicondutores e o progresso das tecnologias de processamento e fabricação, os sensores infravermelhos têm se desenvolvido rapidamente nos últimos anos. Segundo uma previsão de uma instituição de pesquisa estrangeira, as vendas globais de sensores infravermelhos aumentaram de US$ 152 milhões em 2010 para US$ 286 milhões em 2016.

Nos últimos anos, a tendência de desenvolvimento dos sensores infravermelhos tem se refletido principalmente nos seguintes quatro aspectos:

Primeiramente, o uso de novos materiais e tecnologias de processamento melhora a taxa de detecção infravermelha do sensor, aumenta o comprimento de onda de resposta e reduz o tempo de resposta. A sensibilidade e a densidade de pixels são maiores, o desempenho anti-interferência é aprimorado e o custo de produção é reduzido. Por exemplo, um novo tipo de tecnologia sensível piroelétrica que combina filmes finos e cerâmica foi introduzido no mercado, possibilitando a formação de matrizes com os componentes sensíveis.

O segundo tipo é o sensor multifuncional de grande escala. Com o desenvolvimento da tecnologia microeletrônica e a expansão contínua dos campos de aplicação dos sensores, os sensores infravermelhos estão evoluindo de pequenos e de função única para sensores multifuncionais de grande escala.

Por exemplo, o sensor infravermelho de grande escala desenvolvido no exterior não só consegue medir o campo de temperatura, como também possui a função de detecção do corpo humano, que os sensores infravermelhos avançados e de pequeno porte não possuem (ou seja, a posição do indivíduo no espaço pode ser localizada com precisão, mesmo que a pessoa esteja inativa), além de funções de monitoramento de segurança em larga escala, sendo muito adequado para aplicações em automação residencial, cuidados médicos, proteção de segurança e outras situações.

Existe também um sensor de temperatura infravermelho mais comum, capaz de calcular a temperatura da superfície de um objeto medindo a intensidade da radiação infravermelha emitida pelo alvo sem contato direto, permitindo ao usuário medir com facilidade alvos de difícil acesso ou movimentação. O sensor de temperatura infravermelho RS-WD-HW-* é um sensor integrado. O sensor, o sistema óptico e o circuito eletrônico estão integrados em uma carcaça de aço inoxidável, facilitando a instalação. A rosca padrão na carcaça permite a conexão rápida ao local de instalação. Além disso, diversas opções estão disponíveis (vários tipos de instrumentos, telas grandes, tampas protetoras para purga de registradores eletrônicos, miras a laser, suportes de montagem ajustáveis, etc.) para atender às necessidades de diversas condições de trabalho.

Além disso, o desenvolvimento de um novo sensor multiespectral melhorou significativamente a funcionalidade do conjunto de imagens infravermelhas.

O terceiro aspecto é a inteligência do sensor. Os novos sensores infravermelhos inteligentes geralmente possuem múltiplos microprocessadores integrados, com funções avançadas de processamento ou compensação de sinal digital, como transformada de Fourier, transformada wavelet, função de autodiagnóstico, comunicação digital bidirecional e outras funções, tornando o sensor mais estável, confiável e com desempenho aprimorado em termos de relação sinal-ruído e praticidade.

Em quarto lugar, está a miniaturização e integração ainda maiores dos sensores. Utilizando tecnologia de integração em chip (incluindo substituição de células cegas, correção de não uniformidade, funções de processamento parcial de imagem, etc.) e outras novas estruturas de dispositivos e novas tecnologias de processo de fabricação, em MEMS (sistemas microeletromecânicos) e até mesmo em NEMS (sistemas eletromecânicos não magnéticos) baseados em nanotecnologia, o tamanho do sensor infravermelho foi bastante reduzido, o consumo de energia foi bastante reduzido e o nível de integração foi significativamente aprimorado.

Ao mesmo tempo, como demonstra a recente pesquisa da Rika Sensors, os benefícios da melhoria da produtividade e do desempenho da empresa podem justificar a implementação de práticas básicas de gestão.

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