Introduction au capteur de température infrarouge
Le capteur de température infrarouge est un capteur sans contact qui utilise l'énergie du rayonnement infrarouge émis par un objet pour mesurer sa température de surface. Son principe de base repose sur la loi de Stefan-Boltzmann : tout objet dont la température est supérieure au zéro absolu émet des rayons infrarouges, et l'intensité du rayonnement est proportionnelle à la puissance quatre de la température de surface de l'objet. Le capteur convertit le rayonnement infrarouge reçu en signal électrique grâce à une thermopile ou un détecteur pyroélectrique intégré, puis calcule la température grâce à un algorithme.
Caractéristiques techniques :
Mesure sans contact : pas besoin de contacter l'objet mesuré, évitant ainsi la contamination ou les interférences avec des cibles à haute température et en mouvement.
Vitesse de réponse rapide : réponse en millisecondes, adaptée à la surveillance dynamique de la température.
Large gamme : couverture typique de -50℃ à 3000℃ (les différents modèles varient considérablement).
Forte adaptabilité : peut être utilisé dans des scénarios de vide, d'environnement corrosif ou d'interférence électromagnétique.
Indicateurs techniques de base
Précision de mesure : ±1 % ou ±1,5 ℃ (la qualité industrielle haut de gamme peut atteindre ±0,3 ℃)
Réglage de l'émissivité : prend en charge un réglage de 0,1 à 1,0 (calibré pour différentes surfaces de matériaux)
Résolution optique : Par exemple, 30:1 signifie qu'une zone de 1 cm de diamètre peut être mesurée à une distance de 30 cm
Longueur d'onde de réponse : Commune 8~14 μm (adaptée aux objets à température normale), le type à ondes courtes est utilisé pour la détection à haute température
Cas d'application typiques
1. Maintenance prédictive des équipements industriels
Un constructeur automobile a installé des capteurs infrarouges MLX90614 sur les roulements de son moteur et a prédit les pannes en surveillant en permanence les variations de température des roulements et en combinant des algorithmes d'IA. Des données concrètes montrent qu'avertir 72 heures à l'avance des pannes de roulements surchauffés peut réduire les pertes liées aux temps d'arrêt de 230 000 dollars américains par an.
2. Système de contrôle de la température médicale
Pendant la pandémie de COVID-19 de 2020, les imageurs thermiques de la série FLIR T ont été déployés à l'entrée des urgences des hôpitaux, permettant un dépistage de la température anormale de 20 personnes par seconde, avec une erreur de mesure de la température de ≤ 0,3 ℃, et combinés à la technologie de reconnaissance faciale pour réaliser un suivi de la trajectoire du personnel à température anormale.
3. Contrôle intelligent de la température des appareils électroménagers
Cette cuisinière à induction haut de gamme intègre le capteur infrarouge Melexis MLX90621 pour surveiller en temps réel la répartition de la température au fond de la casserole. En cas de surchauffe locale (par exemple, une cuisson à vide), la puissance est automatiquement réduite. Comparé à une solution traditionnelle à thermocouple, le temps de réponse du contrôle de température est multiplié par 5.
4. Système d'irrigation agricole de précision
Une exploitation agricole israélienne utilise la caméra thermique infrarouge Heimann HTPA32x32 pour surveiller la température du couvert végétal et élaborer un modèle de transpiration basé sur des paramètres environnementaux. Le système ajuste automatiquement le volume d'irrigation goutte à goutte, permettant ainsi d'économiser 38 % d'eau dans le vignoble et d'augmenter la production de 15 %.
5. Surveillance en ligne des systèmes électriques
Le réseau électrique national déploie des thermomètres infrarouges en ligne Optris série PI dans ses postes haute tension pour surveiller 24 heures sur 24 la température de composants clés tels que les joints de jeux de barres et les isolateurs. En 2022, un poste a pu alerter avec succès d'un mauvais contact des sectionneurs de 110 kV, évitant ainsi une panne de courant régionale.
Tendances de développement innovantes
Technologie de fusion multispectrale : combinez la mesure de la température infrarouge avec des images en lumière visible pour améliorer les capacités de reconnaissance des cibles dans des scénarios complexes
Analyse du champ de température par IA : analyse des caractéristiques de distribution de température basées sur l'apprentissage profond, comme l'étiquetage automatique des zones inflammatoires dans le domaine médical
Miniaturisation MEMS : le capteur AS6221 lancé par AMS ne mesure que 1,5 × 1,5 mm et peut être intégré dans des montres intelligentes pour surveiller la température de la peau
Intégration de l'Internet des objets sans fil : les nœuds de mesure de température infrarouge du protocole LoRaWAN permettent une surveillance à distance à l'échelle du kilomètre, adaptée à la surveillance des oléoducs
Suggestions de sélection
Ligne de transformation alimentaire : privilégiez les modèles avec un niveau de protection IP67 et un temps de réponse < 100 ms
Recherche en laboratoire : faites attention à la résolution de température de 0,01℃ et à l'interface de sortie de données (telle que USB/I2C)
Applications de protection incendie : sélectionnez des capteurs antidéflagrants avec une portée de plus de 600℃, équipés de filtres anti-fumée
Avec la popularisation des technologies 5G et edge computing, les capteurs de température infrarouges évoluent d'outils de mesure uniques vers des nœuds de détection intelligents, montrant un plus grand potentiel d'application dans des domaines tels que l'industrie 4.0 et les villes intelligentes.
Date de publication : 11 février 2025