Cảm biến hồng ngoại

Công nghệ ứng dụng cảm biến đã chiếm vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta và tạo nên những ảnh hưởng tích cực, đưa con người đến ánh sáng mới của sự hiện đại, thông minh, của một kỷ nguyên mà công nghệ dẫn đầu, giúp con người không chỉ sống trong không gian mới mà còn được trải nghiệm những cảm giác tuyệt vời. Vậy thì, cảm biến hồng ngoại là gì và những ứng dụng của nó trong đời sống như thế nào, hãy cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Một số thiết bị cảm biến hồng ngoại ngoại được ứng dụng hiện nay

• Cảm biến hồng ngoại treo tường
• Mắt thần hồng ngoại không dây
• Cảm biến hồng ngoại ngoài trời
• Cảm biến hồng ngoại trong nhà
• Cảm ứng hồng ngoại tắt mở đèn
• Cảm ứng hồng ngoại thân nhiệt
• Cảm biến hồng ngoại chuyển động

Thiết bị cảm biến hồng ngoại ngoài trời

Khám phá về cảm biến hồng ngoại - Loại thiết bị được ứng dụng rộng dãi trong đời sống

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại hay cảm ứng hồng ngoại là khái niệm chỉ một thiết bị điện tử được sử dụng để cảm nhận các đặc điểm nhất định của môi trường xung quanh. Nó thực hiện điều này bằng cách phát hoặc phát hiện bức xạ hồng ngoại. Cảm biến hồng ngoại ngoài ta cũng có khả năng đặc biệt hấp dẫn khác ấy là nó có thể đo nhiệt lượng được phát ra từ một vật thể và phát hiện chuyển động.

Công nghệ hồng ngoại sử dụng cảm ứng hồng ngoại đã được ứng dụng rộng rãi và ngày càng cho thấy tầm quan trọng của nó, khi mà công nghệ này được tìm thấy không chỉ trong sản xuất công nghiệp, mà còn trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ đơn giản nhất là với chiếc tivi,  nó sử dụng một máy dò hồng ngoại để giải thích các tín hiệu được gửi từ một điều khiển từ xa. Cảm ứng hồng ngoại thụ động được sử dụng cho các hệ thống phát hiện chuyển động và cảm biến LDR được sử dụng cho các hệ thống chiếu sáng ngoài trời. Những lợi ích chính của cảm ứng hồng ngoại bao gồm các yêu cầu năng lượng thấp, mạch đơn giản và các tính năng di động của chúng.

Lý thuyết bức xạ hồng ngoại

Sóng hồng ngoại là loại sóng vô cùng đặc biệt và độc đáo vì nó không nhìn thấy được bằng mắt người. Trong phổ điện từ, bức xạ hồng ngoại có thể được tìm thấy giữa các vùng nhìn thấy và vi sóng. Các sóng hồng ngoại thường có bước sóng trong khoảng 0,75 đến 1000µm

Phổ hồng ngoại có thể được phân chia thành gần IR, giữa IR và IR xa. Vùng bước sóng từ 0.75 đến 3µm được gọi là vùng hồng ngoại gần. Vùng giữa 3 và 6 sóng µm được gọi là vùng hồng ngoại giữa và bức xạ hồng ngoại có bước sóng lớn hơn 6 rung động được gọi là hồng ngoại xa

Các loại cảm biến hồng ngoại trên thị trường hiện nay

Cảm biến hồng ngoại theo sự phân chia một cách khái quát nhất,  có thể có hai loại là cảm biến bị động hoặc cảm biến chủ động. Cảm biến hồng ngoại thụ động về cơ bản vẫn thường được xem là máy dò hồng ngoại. Tiếp tục, trong  đó thì cảm biến hồng ngoại thụ động lại được chia nhỏ ra thành hai loại bé hơn để dễ phân tích, đó là:  lượng tử và nhiệt. 

Cảm biến hồng ngoại nhiệt sử dụng năng lượng hồng ngoại làm nguồn nhiệt và không phụ thuộc vào bước sóng. Cặp nhiệt điện, máy dò nhiệt điện và máy đo lực kế là loại phổ biến của máy dò hồng ngoại nhiệt.

Cảm biến hồng ngoại loại lượng tử cung cấp hiệu suất phát hiện cao hơn và nhanh hơn so với cảm ứng hồng ngoại loại nhiệt. Độ nhạy sáng của máy dò loại lượng tử phụ thuộc vào bước sóng. Máy dò loại lượng tử được phân loại thành hai loại: loại bên trong và loại bên ngoài.

Cảm ứng hồng ngoại hoạt động bao gồm hai yếu tố: nguồn hồng ngoại và đầu dò hồng ngoại. Nguồn hồng ngoại bao gồm một đèn LED hoặc laser hồng ngoại. Máy dò hồng ngoại bao gồm photodiode hoặc phototransistors. Năng lượng phát ra từ nguồn hồng ngoại được phản xạ bởi một vật thể và rơi vào máy dò hồng ngoại.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại dựa trên ba định luật:

1. Định luật bức xạ Planck từ: Mọi vật ở nhiệt độ T không bằng 0 K đều phát ra bức xạ

2. Định luật Stephan Boltzmann: Tổng năng lượng phát ra ở mọi bước sóng bởi một vật đen có liên quan đến nhiệt độ tuyệt đối

3. Định luật dịch chuyển Wein: Các vật thể mà  nhiệt độ trong nó có những hạn mức khác nhau phát ra quang phổ đạt cực đại ở các bước sóng khác nhau.

Tất cả các vật thể có nhiệt độ lớn hơn 0 (Kelvin) đều có năng lượng nhiệt và là nguồn bức xạ hồng ngoại.

Nguồn bức xạ hồng ngoại bao gồm bộ tản nhiệt đen, đèn vonfram và silicon carbide. Cảm biến hồng ngoại thường sử dụng laser hồng ngoại và đèn LED với bước sóng hồng ngoại cụ thể làm nguồn phát.

Các ứng dụng chính của cảm biến hồng ngoại.

Cảm biến hồng ngoại đã là nền tảng để từ đó, các nhà sáng chế ứng dụng  loại cảm biến này để đưa đưa nhân loại đến những kỉ nguyên mới. Trong đó, điểm qua các ứng dụng của cảm biến hồng ngoại trong công nghệ hồng ngoại ở một tính chất vĩ mô, gồm:

• Thiết bị hỗ trợ tầm nhìn trong không gian đêm tối.

Công nghệ cảm biến hồng ngoại được thực hiện trong thiết bị hỗ trợ tầm nhìn trong không gian đêm tối nếu không có đủ ánh sáng để nhìn thấy. Chính vì ưu điểm tuyệt vời này mà nó đã giúp cho tầm nhìn của con người được cải thiện rõ ràng hơn đáng kể trong không gian đêm tối khó quan sát, do đó nó cũng được ví như nguồn sáng thứ hai nguồn sáng dựa trên những nghiên cứu công nghệ để đưa cuộc sống của con người phát triển văn minh hiện đại hơn. Các thiết bị nhìn đêm chuyển đổi các photon ánh sáng xung quanh thành các electron và sau đó khuếch đại chúng bằng cách sử dụng một quá trình hóa học và điện trước khi  chuyển chúng trở lại thành ánh sáng khả kiến. 

• Thiên văn học hồng ngoại

 Bằng cách sử dụng kính viễn vọng và máy dò trạng thái rắn, các nhà thiên văn học đã áp dụng công nghệ cảm biến thông minh để có thể quan sát, khám phá và bắt đầu các nghiên cứu sơ khai về các vật thể trong vũ trụ - trong phạm vi nhìn thấy của phổ điện từ.

Các đài quan sát hồng ngoại đã được thiết lập trong không gian như Kính thiên văn vũ trụ Spitzer và Đài quan sát không gian Herschel đã được thiết lập trong không gian. Các đài quan sát này với đặc điểm cực kì lạ và thú vị là nó không bị ảnh hưởng bởi sự hấp thụ ánh sáng hồng ngoại bởi hơi nước trong bầu khí quyển của Trái đất.

• Theo dõi hồng ngoại

Theo dõi hồng ngoại, còn được gọi là hồng ngoại, là một hệ thống được các nhà sáng chế khoa học vũ trụ đưa vào để làm công việc dẫn đường cho tên lửa hoạt động bằng cách sử dụng bức xạ điện từ hồng ngoại phát ra từ mục tiêu để theo dõi nó. Các hệ thống tên lửa này thường được gọi là 'người tìm nhiệt' vì tia hồng ngoại được bức xạ mạnh bởi các vật thể nóng như người, xe cộ và máy bay.

• Xét ở một tính chất vi mô hơn, thì cảm biến hồng ngoại là công nghệ đặc biệt chuyên dụng cho rất nhiều thiết bị trong hệ thống nhà thông minh. Ví dụ như, hệ thống cửa cảm biến tự động nhờ ứng dụng công nghệ này mà có thể tiện ích và an ninh hóa quá trình sử dụng cửa tự động đóng mở hay các ứng dụng khác trong việc báo cháy nổ như thiết bị đầu báo cháy thông minh…

Hạn chế của cảm ứng hồng ngoại.

 Vì chúng không sử dụng ánh sáng khả kiến, máy quét hồng ngoại không thể tạo ra hình ảnh hiển thị màu sắc (ngoài các màu được chọn để thể hiện các mức nhiệt khác nhau). Vì thế nếu bạn muốn làm một sự phân biệt hay quan sát đối chiếu  với các vật thể ở gần hoặc che khuất nhau khi chúng có nhiệt độ tương tự nhau thì đấy là điều không thể.

Robothome- nơi cung cấp những thiết bị cảm biến hồng ngoại siêu chất lượng.

Robothome là đơn vị uy tín đang dẫn đầu trên thị trường trong việc cung cấp các sản phẩm thiết bị điện tử, công nghệ thông minh, đưa bạn chạm tay đến gần hơn với giấc mơ về một cuộc sống ưu việt, đơn giản thông minh.

Đội ngũ nhân việt tận tình, nhiệt huyết và chuyên môn cao chính là điểm cộng lớn nhất của Trung tâm Robothome.

Bạn đang băn khoăn về các thiết bị ứng dụng cảm biến hồng ngoại, bạn đang tìm một cầu nối uy tín để gắn kết, hãy liên hệ ngay Robothome để biết thêm thông tin chi tiết.