آ سنسور دوربین حرارتی (همچنین نامیده می شود سنسور مادون قرمز یا سنسور مادون قرمز) مؤلفه اصلی یک دستگاه تصویربرداری حرارتی است که تابش مادون قرمز را تشخیص می دهد (گرما) توسط اشیاء منتشر شده و آن را به یک سیگنال الکترونیکی تبدیل می کند. سپس این سیگنال برای ایجاد نمای بصری از اختلاف دما پردازش می شود, معروف به یک دماگرم. برخلاف دوربین های سبک قابل مشاهده, سنسورهای حرارتی “دیدن” گرما به جای نور, آنها را قادر می سازد در تاریکی کل کار کنند, از طریق دود, مه, یا سایر مبهمان.

---

چگونه کار می کند

1. تشخیص مادون قرمز:
   • تمام اشیاء بالاتر از صفر مطلق (-273° C) تابش مادون قرمز را منتشر کنید.
   • سنسور طول موج را در مادون قرمز موج دار (LWIR) طیف (8-14 میکرومتر), که مربوط به گرمای ساطع شده توسط اکثر اشیاء روزمره است.
2. تبدیل به سیگنال:
   • پیکسل های سنسور تابش مادون قرمز را جذب می کنند, ایجاد تغییر دما.
   • این تغییر به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود (ولتاژ یا مقاومت).
3. پردازش تصویر:
   • سیگنال ها به یک تصویر حرارتی ترجمه می شوند, با رنگ یا مقیاس خاکستری نشان دهنده تغییرات دما است (به عنوان مثال, قرمز = داغ, آبی = سرد).

---

انواع کلیدی سنسورهای حرارتی

نوع	چگونه کار می کند	برنامه های کاربردی
میکروبولومتر	از مقاومتهای حساس به گرما استفاده می کند (پیکسل) که مقاومت را با دما تغییر می دهد. مشترک در سیستم های بدون راه.	هواپیمای بدون سرنشین, امنیت, بازرسی های صنعتی.
نا سازنده فوتون	از مواد نیمه هادی استفاده می کند (به عنوان مثال, به خصوص, hgcdte) که در معرض IR الکترونها ایجاد می کنند. نیاز به خنک کننده دارد (خنک کننده کرایوژنیک یا استرلینگ).	نظامی, تحقیقات علمی, نجوم.
پیرو الکتریکی	تغییرات سریع دما را تشخیص می دهد (به عنوان مثال, حس حرکت). نه برای تصویربرداری استاتیک.	ردیاب های حرکتی, هشدارهای متجاوز.

---

مشخصات کلیدی

1. وضوح:
   • شمارش پیکسل (به عنوان مثال, 160× 120, 320240 پوند, 640512 پوند). وضوح بالاتر = جزئیات دقیق تر.
2. حساسیت حرارتی (NETD):
   • اختلاف دما معادل نویز: مقادیر پایین (<50 مكان) میانگین توانایی بهتر در تشخیص اختلاف دمای کوچک.
3. دامنه:
   • LWIR (8-14 میکرومتر) برای بیشتر مصارف مصرف کننده/صنعتی; سوئیفت (3-5 میکرومتر) برای تشخیص درجه حرارت بالا یا گاز.
4. نرخ فریم:
   • سرعت ضبط تصویر (به عنوان مثال, 9 هرتز برای مدلهای اساسی, 60 هرتز برای برنامه های پر سرعت).
5. محدوده دما:
   • از -40 درجه سانتیگراد تا +2000 درجه سانتیگراد + (به نوع سنسور بستگی دارد).

---

سنسورهای مثال

1. بوزون (میکروبولومتر):
   • 640وضوح 512 پوند, NETD <50 مكان, در هواپیماهای بدون سرنشین و دوربین های حرارتی دستی استفاده می شود.
2. teahedyne flir tau 2 (میکروبولومتر):
   • 640وضوح 512 پوند, ناهموار برای مصارف نظامی/صنعتی.
3. به دنبال THERMAL COMPACTPRO باشید (میکروبولومتر):
   • 320وضوح 240 پوند, سازگار با تلفن های هوشمند.
4. سوفرادیر کوانتومی چاه مادون قرمز (qwip):
   • سنسور MWIR سطح بالا برای تشخیص گاز و هوافضا.

---

برنامه های کاربردی

• آتش نشانی: نقاط مهم را از طریق دود تشخیص دهید.
• تصویربرداری پزشکی: صفحه نمایش تب یا التهاب.
• بازرسی های ساختمان: نشت عایق یا گسل های الکتریکی را پیدا کنید.
• نظارت بر حیات وحش: حیوانات را در شب پیگیری کنید.
• خودرو: سیستم های بینایی شبانه برای اتومبیل ها.
• صنعتی: نظارت بر ماشین آلات برای گرمای بیش از حد.

---

محدودیت ها

• هزینه: سنسورهای با وضوح بالا (به عنوان مثال, 640512 پوند) گران هستند.
• تداخل محیطی: باران, گرد و خاک, یا سطوح بازتابنده (به عنوان مثال, شیشه ای) می تواند خوانش ها را تحریف کند.
• بدون جزئیات قابل مشاهده: تصاویر حرارتی فاقد بافت/رنگی است که در عکسهای قابل مشاهده در نور مشاهده می شود.

---

رادیومتری در مقابل. سنسورهای غیر رادیومتری

• دارای رادیومتریک: داده های دما را برای هر پیکسل ارائه دهید (در بازرسی ها و تجزیه و تحلیل استفاده می شود).
• غیر رادیومتری: شیب های گرما را نشان دهید اما مقادیر دقیق دما وجود ندارد (در نظارت اساسی استفاده می شود).

---

خنک در مقابل. سنسورهای بدون طبقه

ویژگی	سنسورهای سرد	سنسورهای بدون طبقه
روش خنک کننده	خنک کننده کرایوژنیک یا استرلینگ (به ~ -200 درجه سانتیگراد).	بدون خنک کننده (در دمای محیط کار کنید).
حساسیت	بسیار زیاد (تشخیص دادن <10 اختلافات MK).	معتاد (50–100 MK).
هزینه	خیلی بلند ($10,000+).	مقرون به صرفه ($500-$5,000).
موارد استفاده	نظامی, تشخیص گاز, تحقیقات علمی.	هواپیمای بدون سرنشین مصرف کننده, امنیت, بازرسی های HVAC.

---

علم مادی

• ماده لنز: ژرمانیوم (نور IR را منتقل می کند) یا شیشه کالکوژنید.
• پیکسل: اکسید وانادیوم (VOx) یا سیلیکون آمورف (a -i) برای میکروبولومتر.

---

روندهای آینده

• کوچک سازی: سنسورهای کوچکتر برای تلفن های هوشمند و پوشیدنی.
• ادغام هوش مصنوعی: تجزیه و تحلیل سنسور برای تشخیص ناهنجاری خودکار.
• سنسورهای چند طیفی: ترکیب حرارتی, بصری, و داده های lidar.

---

به اختصار, آ سنسور دوربین حرارتی هست “چشم” که گرما را می بیند, دستگاه ها را قادر می سازند جهان را فراتر از نور مرئی درک کنند. قابلیت های آن با وضوح شکل گرفته است, حساسیت, و نیازهای خنک کننده, آن را به ابزاری مهم در زمینه ها از پاسخ اضطراری گرفته تا بهره وری انرژی تبدیل می کند.