ઇન્ફ્રારેડ તાપમાન સેન્સર: સિદ્ધાંત, લાક્ષણિકતાઓ અને એપ્લિકેશન

ઇન્ફ્રારેડ તાપમાન સેન્સરનો પરિચય
ઇન્ફ્રારેડ તાપમાન સેન્સર એ એક બિન-સંપર્ક સેન્સર છે જે સપાટીના તાપમાનને માપવા માટે પદાર્થ દ્વારા પ્રકાશિત ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. તેનો મુખ્ય સિદ્ધાંત સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ પર આધારિત છે: સંપૂર્ણ શૂન્યથી ઉપર તાપમાન ધરાવતી બધી વસ્તુઓ ઇન્ફ્રારેડ કિરણો ફેલાવશે, અને કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતા પદાર્થના સપાટીના તાપમાનના ચોથા પાવરના પ્રમાણસર છે. સેન્સર બિલ્ટ-ઇન થર્મોપાઇલ અથવા પાયરોઇલેક્ટ્રિક ડિટેક્ટર દ્વારા પ્રાપ્ત ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનને વિદ્યુત સંકેતમાં રૂપાંતરિત કરે છે, અને પછી અલ્ગોરિધમ દ્વારા તાપમાન મૂલ્યની ગણતરી કરે છે.

ટેકનિકલ સુવિધાઓ:
સંપર્ક વિનાનું માપન: માપવામાં આવી રહેલી વસ્તુનો સંપર્ક કરવાની જરૂર નથી, ઉચ્ચ તાપમાન અને ગતિશીલ લક્ષ્યો સાથે દૂષણ અથવા દખલ ટાળીને.

ઝડપી પ્રતિભાવ ગતિ: મિલિસેકન્ડ પ્રતિભાવ, ગતિશીલ તાપમાન દેખરેખ માટે યોગ્ય.

વિશાળ શ્રેણી: લાક્ષણિક કવરેજ -50℃ થી 3000℃ (વિવિધ મોડેલો મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે).

મજબૂત અનુકૂલનક્ષમતા: શૂન્યાવકાશ, કાટ લાગતા વાતાવરણ અથવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપના દૃશ્યોમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે.

મુખ્ય ટેકનિકલ સૂચકાંકો
માપનની ચોકસાઈ: ±1% અથવા ±1.5℃ (ઉચ્ચ-સ્તરીય ઔદ્યોગિક ગ્રેડ ±0.3℃ સુધી પહોંચી શકે છે)

ઉત્સર્જન ગોઠવણ: 0.1~1.0 એડજસ્ટેબલને સપોર્ટ કરે છે (વિવિધ સામગ્રી સપાટીઓ માટે માપાંકિત)

ઓપ્ટિકલ રિઝોલ્યુશન: ઉદાહરણ તરીકે, 30:1 નો અર્થ એ છે કે 1cm વ્યાસનો વિસ્તાર 30cm ના અંતરે માપી શકાય છે.

પ્રતિભાવ તરંગલંબાઇ: સામાન્ય 8~14μm (સામાન્ય તાપમાને વસ્તુઓ માટે યોગ્ય), ઉચ્ચ તાપમાન શોધ માટે ટૂંકા-તરંગ પ્રકારનો ઉપયોગ થાય છે.

લાક્ષણિક એપ્લિકેશન કેસો
૧. ઔદ્યોગિક સાધનોની આગાહીત્મક જાળવણી
એક ચોક્કસ ઓટોમોબાઈલ ઉત્પાદકે મોટર બેરિંગ્સ પર MLX90614 ઇન્ફ્રારેડ એરે સેન્સર ઇન્સ્ટોલ કર્યા હતા, અને બેરિંગ તાપમાનમાં ફેરફારનું સતત નિરીક્ષણ કરીને અને AI અલ્ગોરિધમ્સને જોડીને ખામીઓની આગાહી કરી હતી. વ્યવહારુ ડેટા દર્શાવે છે કે 72 કલાક અગાઉથી બેરિંગ ઓવરહિટીંગ નિષ્ફળતાની ચેતવણી આપવાથી ડાઉનટાઇમ નુકસાન દર વર્ષે 230,000 યુએસ ડોલર ઘટાડી શકાય છે.

2. તબીબી તાપમાન તપાસ સિસ્ટમ
2020 ના કોવિડ-19 રોગચાળા દરમિયાન, હોસ્પિટલોના ઇમરજન્સી પ્રવેશદ્વાર પર FLIR T શ્રેણીના થર્મલ ઇમેજર્સ તૈનાત કરવામાં આવ્યા હતા, જેનાથી પ્રતિ સેકન્ડ 20 લોકોની અસામાન્ય તાપમાન તપાસ કરવામાં આવી હતી, જેમાં ≤0.3℃ તાપમાન માપન ભૂલ હતી, અને ચહેરા ઓળખ ટેકનોલોજી સાથે જોડીને અસામાન્ય તાપમાન કર્મચારીઓના માર્ગ ટ્રેકિંગ પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું.

૩. સ્માર્ટ હોમ એપ્લાયન્સ તાપમાન નિયંત્રણ
આ હાઇ-એન્ડ ઇન્ડક્શન કૂકર મેલેક્સિસ MLX90621 ઇન્ફ્રારેડ સેન્સરને એકીકૃત કરે છે જે વાસ્તવિક સમયમાં પોટના તળિયાના તાપમાન વિતરણનું નિરીક્ષણ કરે છે. જ્યારે સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ (જેમ કે ખાલી બર્નિંગ) શોધાય છે, ત્યારે પાવર આપમેળે ઓછો થઈ જાય છે. પરંપરાગત થર્મોકોપલ સોલ્યુશનની તુલનામાં, તાપમાન નિયંત્રણ પ્રતિભાવ ગતિ 5 ગણી વધી જાય છે.

૪. કૃષિ ચોકસાઇ સિંચાઈ વ્યવસ્થા
ઇઝરાયલમાં એક ખેતર પાકના છત્રના તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરવા અને પર્યાવરણીય પરિમાણોના આધારે બાષ્પોત્સર્જન મોડેલ બનાવવા માટે હેઇમન HTPA32x32 ઇન્ફ્રારેડ થર્મલ ઇમેજરનો ઉપયોગ કરે છે. આ સિસ્ટમ ટપક સિંચાઈના જથ્થાને આપમેળે સમાયોજિત કરે છે, જેનાથી દ્રાક્ષવાડીમાં 38% પાણીની બચત થાય છે જ્યારે ઉત્પાદનમાં 15% વધારો થાય છે.

૫. પાવર સિસ્ટમ્સનું ઓનલાઈન મોનિટરિંગ
સ્ટેટ ગ્રીડ બસબાર જોઈન્ટ્સ અને ઇન્સ્યુલેટર જેવા મુખ્ય ભાગોના તાપમાનનું 24 કલાક નિરીક્ષણ કરવા માટે હાઇ-વોલ્ટેજ સબસ્ટેશનમાં ઓપ્ટ્રિસ PI શ્રેણીના ઓનલાઈન ઇન્ફ્રારેડ થર્મોમીટર્સનો ઉપયોગ કરે છે. 2022 માં, એક સબસ્ટેશન દ્વારા 110kV ડિસ્કનેક્ટર્સના નબળા સંપર્કની સફળતાપૂર્વક ચેતવણી આપવામાં આવી હતી, જેનાથી પ્રાદેશિક પાવર આઉટેજ ટાળી શકાય છે.

નવીન વિકાસ વલણો
મલ્ટી-સ્પેક્ટ્રલ ફ્યુઝન ટેકનોલોજી: જટિલ પરિસ્થિતિઓમાં લક્ષ્ય ઓળખ ક્ષમતાઓને સુધારવા માટે દૃશ્યમાન પ્રકાશ છબીઓ સાથે ઇન્ફ્રારેડ તાપમાન માપનને જોડો.

AI તાપમાન ક્ષેત્ર વિશ્લેષણ: ઊંડા શિક્ષણના આધારે તાપમાન વિતરણ લાક્ષણિકતાઓનું વિશ્લેષણ કરો, જેમ કે તબીબી ક્ષેત્રમાં બળતરાવાળા વિસ્તારોનું સ્વચાલિત લેબલિંગ.

MEMS લઘુચિત્રીકરણ: AMS દ્વારા લોન્ચ કરાયેલ AS6221 સેન્સર ફક્ત 1.5×1.5mm કદનું છે અને તેને સ્માર્ટ ઘડિયાળોમાં એમ્બેડ કરી શકાય છે જેથી ત્વચાનું તાપમાન મોનિટર કરી શકાય.

વાયરલેસ ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ ઇન્ટિગ્રેશન: LoRaWAN પ્રોટોકોલ ઇન્ફ્રારેડ તાપમાન માપન નોડ્સ કિલોમીટર-સ્તરનું રિમોટ મોનિટરિંગ પ્રાપ્ત કરે છે, જે તેલ પાઇપલાઇન મોનિટરિંગ માટે યોગ્ય છે.

પસંદગી સૂચનો
ફૂડ પ્રોસેસિંગ લાઇન: IP67 સુરક્ષા સ્તર અને પ્રતિભાવ સમય <100ms સાથે મોડેલોને પ્રાથમિકતા આપો

પ્રયોગશાળા સંશોધન: 0.01℃ તાપમાન રિઝોલ્યુશન અને ડેટા આઉટપુટ ઇન્ટરફેસ (જેમ કે USB/I2C) પર ધ્યાન આપો.

અગ્નિ સુરક્ષા એપ્લિકેશનો: 600℃ થી વધુની રેન્જવાળા વિસ્ફોટ-પ્રૂફ સેન્સર પસંદ કરો, જે ધુમાડાના પ્રવેશ ફિલ્ટરથી સજ્જ હોય.

5G અને એજ કમ્પ્યુટિંગ ટેકનોલોજીના લોકપ્રિયતા સાથે, ઇન્ફ્રારેડ તાપમાન સેન્સર સિંગલ મેઝરમેન્ટ ટૂલ્સથી ઇન્ટેલિજન્ટ સેન્સિંગ નોડ્સ સુધી વિકસિત થઈ રહ્યા છે, જે ઇન્ડસ્ટ્રી 4.0 અને સ્માર્ટ સિટીઝ જેવા ક્ષેત્રોમાં વધુ એપ્લિકેશન ક્ષમતા દર્શાવે છે.