Infrared Sensor : 적외선 센서
적외선 센서(IR 센서)는 적외선 영역에 대한 분광 민감도를 가진 복사 감응 광전자 부품입니다. 적외선 센서는 열상, 비접촉 온도 측정, 동작 감지, 환경 모니터링 등 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 이들은 물체에서 방출되거나 반사된 적외선 에너지를 감지하여 분석을 위한 전기 신호로 변환합니다.
온도 감지의 맥락에서는 적외선 온도계 또는 고온계(파이로미터)로도 알려져 있습니다. 적외선 온도계는 물체가 방출하는 적외선 복사를 감지합니다. 절대영도보다 높은 온도를 가진 모든 물체는 적외선 복사를 방출하는데, 이는 사람의 눈에는 보이지 않지만 특수 센서로 감지할 수 있습니다.
파이로미터는 광학 시스템, 검출기, 전자장치의 세 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 광학 시스템은 물체가 방출하는 에너지를 포착하여 적외선 대역에 매우 민감한 검출기에 집광합니다. 센서 검출기는 적외선 파장 스펙트럼에 따라 열전전지(thermopile), 열전기(pyroelectric) 검출기 또는 적외선 광검출기 등 다양한 기술을 기반으로 할 수 있습니다. 검출기의 전기 신호는 집광된 물체의 온도, 주변 온도 및 검출기의 민감도에 따라 달라집니다. 약한 전기 신호는 파이로미터의 전자장치에 의해 증폭되고 디지털화된 후 보정 데이터로 지속적으로 보정됩니다. 최종적으로 인터페이스에 따라 아날로그 또는 디지털 출력용 추가 신호 처리를 거쳐 온도 값이 제공됩니다.
적외선 파이로미터는 예산 수준에 따라 서로 다른 스펙트럼 범위, 측정 범위, 속도, 감도 및 해상도를 제공하며, 다양한 성능 등급 조정 옵션을 통해 각 응용에 적합한 모델 선택에 도움을 줍니다.
적외선 온도계의 주요 장점은 직접 접촉이 불가능하거나 위험한 환경에서 거리에서 온도를 측정할 수 있다는 점입니다. 이들은 빠르고 정확한 판독을 제공하며 이동하는 물체나 표면을 간섭 없이 모니터링할 수 있습니다. 다만 방사율(emissivity) 변화, 반사, 환경 조건과 같은 요인이 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 측정을 얻기 위해서는 적절한 보정과 재료 특성에 대한 이해가 필요합니다.
An infrared sensor (IR sensor) is a radiation-sensitive optoelectronic component with spectral sensitivity in the infrared light. Infrared sensors are used in various applications, including thermal imaging, non-contact temperature measurement, motion detection, and environmental monitoring. They detect infrared energy emitted or reflected by objects and convert it into an electrical signal for analysis.
In the context of temperature sensing, they are also known as infrared thermometers or pyrometers. Infrared thermometers detect infrared radiation emitted by an object. Any object with a temperature above absolute zero emits infrared radiation, which is invisible to the human eye but detectable by specialized sensors.
Pyrometers consist of three main components: an optical system, a detector, and electronics. The optical system captures the energy emitted by the object and focuses it on the detector, which is highly sensitive to the infrared bandwidth. Sensor detectors may be based on different technologies, such as thermopiles, pyroelectric detectors, or infrared photodetectors, depending on the infrared wavelength spectrum. The electrical signal of the detector depends on the temperature of the focused object, its ambient temperature, and its sensitivity. The weak electrical signal is amplified and digitized by the pyrometer’s electronics, then continuously corrected with calibration data. Finally, the temperature values and further signal processing for analog or digital outputs, based on the interfaces, are provided.
Infrared pyrometers offer different spectral ranges, measurement ranges, speeds, sensitivities, and resolutions at different budget levels, and various performance class alignment options can help in selecting a suitable model for every application.
The primary advantage of infrared thermometers is their ability to measure temperature from a distance, which is essential in environments where direct contact is impractical or dangerous. They provide fast, accurate readings and can monitor moving objects or surfaces without interference. However, their accuracy can be affected by factors such as emissivity variations, reflections, and environmental conditions. Proper calibration and understanding of the material properties are necessary to obtain reliable measurements.