La demanda de sensores térmicos sin contacto está aumentando rápidamente.

La diferencia entre los sensores térmicos de contacto y sin contacto

Al comparar la tecnología de codificadores rotativos más utilizada en la actualidad, Same Sky ha determinado que la codificación capacitiva ofrece más ventajas que su contraparte de codificación óptica.

La aplicación de sensores térmicos es relativamente amplia. No solo se utilizan para medir la temperatura corporal, sino que también pueden en las industrias industrial, médica, electrodomésticos, seguridad y entretenimiento. Por ejemplo, los sensores térmicos pueden usarse para verificar la temperatura de piezas producidas por procesos industriales; en términos de tratamiento médico, pueden utilizarse para monitorear el estado fisiológico de los pacientes; en cuanto a los electrodomésticos, pueden detectar la temperatura y la presencia humana en los sistemas de aire acondicionado; en términos de seguridad, pueden utilizarse para detectar la existencia y movimiento del cuerpo humano; en términos de entretenimiento, pueden usarse para detectar movimientos de jugadores. La lista de aplicaciones sigue y sigue.

Los sensores térmicos se pueden dividir en dos tipos: de contacto y sin contacto. El siguiente contenido incluye un breve resumen de las diferencias entre ellos y una introducción más profunda orientada a los sensores térmicos sin contacto.

Tal como lo indica su nombre, los sensores térmicos de contacto requieren el toque del sujeto de prueba. Esto significa que se debe mantener un buen contacto térmico entre los sensores y el sujeto o fluido, lo que indica que los sensores deben estar en contacto o cerca de objetos o fluidos con temperaturas similares entre ellos. Es decir, los sensores deben alcanzar un equilibrio térmico con los sujetos de prueba. Además, se espera que la temperatura del sujeto de prueba sea inferior a 1700°C (3092°F) o superior a aproximadamente -40°C (-40°F). Esto se debe a que a 1700°C, el termopar de aleación de platino comienza a perder rápidamente la calibración y los materiales de alambre y aislamiento probablemente comenzarán a ablandarse. A una temperatura inferior a -40°C, comienzan a aparecer problemas, y aunque muchos sensores térmicos de contacto aún pueden funcionar por debajo de esa temperatura, su precisión se verá afectada. Además, los sensores térmicos de contacto deben ser más pequeños que el sujeto de prueba, y deben fijarse en el sujeto de prueba a través de soldadura, grapado, sujeción o pegado, manteniendo el contacto físico de manera fiable.

Los sensores térmicos de contacto más comunes son los termómetros de líquido en vidrio, los termopares, los detectores de temperatura por resistencia (RTD) y los termistores. Estos generalmente están encerrados en una vaina protectora de metal o cerámica llamada "thermowell", lo que permite penetrar barreras del proceso y se pueden sacar fácilmente para calibración o mantenimiento sin exponer el proceso y / o al personal de mantenimiento a condiciones adversas. La flexibilidad de aplicación de los sensores térmicos sin contacto es más amplia con categorías más diversas. Aunque los sensores térmicos sin contacto tienen múltiples estilos y tipos con varios nombres, todos se clasifican como termómetros de radiación si operan de acuerdo con la ley de radiación térmica de Max Planck. Estos se llaman pirómetros de radiación, pirómetros infrarrojos, pirómetros ópticos, termómetros infrarrojos, cámaras térmicas, etc. Pueden ser dispositivos portátiles alimentados por baterías, dispositivos de montaje fijo o dispositivos de monitoreo de procesamiento en línea.

Dado que la temperatura de los sensores térmicos sin contacto no tiene que ser la misma que la del sujeto, su aplicación es mucho más amplia que la de los sensores térmicos de contacto. Los sensores térmicos sin contacto se aplican en campos como la detección de objetos en movimiento, donde puede ocurrir daño al sujeto o sensor durante el contacto (condiciones extremadamente calientes, corrosivas o abrasivas), cambio obvio de temperatura del sujeto durante el contacto, donde hay un área de medición grande y observable, o el objeto está demasiado lejos o es difícil de alcanzar, como en atmósferas especiales o en el espacio (observaciones de estrellas y galaxias, etc.).

Los sensores térmicos sin contacto son adecuados para la detección del cuerpo humano

El siguiente contenido toma la serie D6T de sensores térmicos MEMS (sistema microelectromecánico) sin contacto de OMRON como ejemplo para presentar sus funciones y características. La serie D6T de sensores térmicos MEMS está compuesta por una pequeña placa de circuito en la que se instala una lente de silicio, sensores de termopar, un circuito analógico especializado y un circuito lógico utilizado para convertir en un valor de temperatura digital. Solo se requiere un conector para combinar esos módulos. La placa de circuito de la serie D6T mide 14mm x 18mm, y también está disponible una versión más compacta de 11.6 mm x 12 mm.

El principio de funcionamiento de los sensores térmicos MEMS de la serie D6T se basa en enfocar el calor radiante (infrarrojo lejano) generado por el objeto a través de una lente de silicona en el sensor de termopila de los módulos. El sensor de termopila puede generar una fuerza electromotriz de acuerdo con la energía radiante (infrarrojo lejano) enfocada en él para medir el valor de la fuerza electromotriz y el sensor térmico interior. El dispositivo puede calcular el valor medido (temperatura del objeto) mediante un cálculo de interpolación, que compara el valor medido y la tabla de búsqueda almacenada internamente. El valor medido se enviará a través de un bus I2C y se leerá en el sistema anfitrión.

El uso de sensores térmicos MEMS para detectar el movimiento humano puede eliminar los problemas que enfrentan los sensores piroeléctricos convencionales. Esto se debe a que los sensores piroeléctricos se basan en el principio de detectar cambios en el estado de los rayos infrarrojos y, cuando el cuerpo humano está inactivo, las señales de medición se perderán. Sin embargo, los sensores térmicos pueden seguir generando señales de medición incluso cuando no hay movimiento.

Los sensores térmicos sin contacto son muy adecuados para la detección de presencia del cuerpo humano. Son bastante comunes en aplicaciones de electrodomésticos. Por ejemplo, se utilizan en sistemas de aire acondicionado o ventiladores para detectar la presencia de cuerpos humanos y hacer una respuesta relativa. La demanda del mercado está aumentando día a día. Vale la pena esforzarse en invertir en el desarrollo de productos.

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