سنسور حرارتی تشخیص انسان، دستگاهی است که بر اساس تابش مادون قرمز افراد، می‌تواند حضور، حرکت و دمای آن‌ها را حس کند. تابش مادون قرمز، گرمایی است که اشیاء با دمایی بالاتر از صفر مطلق ساطع می‌کنند. این سنسورها کاربردهای متنوعی در حوزه‌های امنیتی، روشنایی، اتوماسیون ساختمان، تشخیص پزشکی و شمارش افراد دارند.
چه تفاوتی بین سنسور حرارتی و دوربین حرارتی وجود دارد؟
سنسور حرارتی، دستگاهی است که با تشخیص تابش مادون قرمز از اجسام بر اساس دمای آن‌ها کار می‌کند. دوربین حرارتی، دوربین تصویری حرارتی از یک جسم یا صحنه را ثبت و نمایش می‌دهد. این دوربین از سنسور حرارتی و سایر فناوری‌های پردازش تصویر بهره می‌برد. دوربین حرارتی نسبت به سنسور حرارتی اطلاعات بیشتری ارائه می‌دهد، چراکه می‌تواند دمای هر نقطه از تصویر را اندازه‌گیری کرده و توزیع دما را در رنگ‌های مختلف یا سایه‌ها نشان دهد. همچنین، دوربین حرارتی، بسته به رزولوشن و لنز، می‌تواند دمای اجسام را از فاصله‌ی طولانی‌تری نسبت به سنسور حرارتی اندازه‌گیری کند.
سنسورها و دوربین‌های حرارتی کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های امنیتی، بازرسی ساختمان، تشخیص پزشکی، بازرسی صنعتی و تشخیص آتش دارند.
این سنسورها و دوربین‌ها روی یک اصل مشترک، یعنی تشخیص تابش مادون قرمز، کار می‌کنند، اما در میزان داده‌ای که می‌توانند جمع‌آوری و نمایش دهند، متفاوت هستند. سنسور حرارتی فقط می‌تواند دمای یک نقطه را اندازه‌گیری کند، در حالی که دوربین حرارتی می‌تواند دمای هزاران یا میلیون‌ها نقطه را در یک تصویر اندازه‌گیری کند.
سنسورها و دوربین‌های حرارتی مشخصات متفاوتی مانند حساسیت حرارتی، دقت، رزولوشن، میدان دید و نرخ فریم دارند که بر عملکرد و تناسب آن‌ها برای کارهای مختلف تأثیر می‌گذارد. برای مثال، دوربین حرارتی با رزولوشن بالا می‌تواند جزئیات بیشتری را ثبت کند و اهداف کوچک‌تر را از فاصله‌ی دورتر اندازه‌گیری کند، اما ممکن است گران‌تر بوده و به توان و فضای ذخیره‌سازی بیشتری نسبت به دوربین حرارتی با رزولوشن پایین نیاز داشته باشد.
سنسورهای حرارتی تشخیص انسان چگونه کار می‌کنند؟
سنسور حرارتی تشخیص انسان با شناسایی پرتوهای مادون قرمز ساطع شده از بدن انسان، بر اساس دمای آن کار می‌کنند. پرتوهای مادون قرمز، انرژی گرمایی است که اجسام به دلیل دمای بالاتر از محیط اطراف خود ساطع می‌کنند.
این سنسورها از قطعه‌ای به نام ترموپیل (Thermopile) استفاده می‌کنند که از چندین ترموکوپل (Thermocouple) به صورت سری تشکیل شده است. ترموکوپل جفت سیم ساخته شده از دو فلز مختلف است که در صورت قرار گرفتن در معرض اختلاف دما، ولتاژی تولید می‌کنند. ترموپیل اختلاف دما بین انسان و هوای محیط را اندازه‌گیری کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
سپس سیگنال توسط میکروکنترلر تقویت و پردازش می‌شود و می‌تواند حضور، حرکت و دمای فرد را تشخیص دهد. سنسورهای تشخیص انسان حرارتی کاربردهای متنوعی در حوزه‌های امنیتی، روشنایی، اتوماسیون ساختمان، تشخیص پزشکی و شمارش افراد دارند.
مطلب مرتبط :انواع سنسور چشمی صنعتی کدامند؟
از چه نوع سنسورهایی در این سنسورها استفاده می‌شود؟
سنسورهای مختلفی برای تشخیص حرارتی انسان وجود دارند که بر اساس اصل عملکرد و کاربرد انتخاب می‌شوند. برخی از رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:
ترموکوپل‌ها: این سنسورها با قرار گرفتن دو فلز متفاوت در معرض اختلاف دما، ولتاژ متفاوتی ایجاد می‌کنند. آن‌ها غیرخطی هستند و دامنه دمایی وسیعی دارند، اما دقت پایینی دارند.
مقاومت‌های وابسته به دما (RTD): این سنسورها با اندازه‌گیری تغییر مقاومت یک ماده (معمولاً پلاتین) با دما کار می‌کنند. آن‌ها خطی هستند و دقت، پایداری و تکرارپذیری بالایی دارند، اما دامنه دمایی محدودی دارند.
ترمیستورها: این سنسورها با اندازه‌گیری تغییر مقاومت یک ماده (معمولاً نیمه‌رسانا) با دما کار می‌کنند. آن‌ها غیرخطی هستند و حساسیت بالایی دارند، اما دقت و پایداری پایینی دارند.
سنسورهای مادون قرمز: این سنسورها پرتوهای مادون قرمز ساطع شده از اشیاء را بر اساس دمای آن‌ها تشخیص می‌دهند. آن‌ها به دو نوع حرارتی و کوانتومی تقسیم می‌شوند که به اصل عملکردشان بستگی دارد. سنسورهای حرارتی پرتوهای مادون قرمز را به گرما تبدیل می‌کنند، در حالی که سنسورهای کوانتومی از پدیده اثر فوتوالکتریک استفاده می‌کنند. سنسورهای مادون قرمز کاربردهای متنوعی در حوزه‌های امنیتی، روشنایی، اتوماسیون ساختمان، تشخیص پزشکی و شمارش افراد دارند.
مزایا و معایب سنسورهای حرارتی تشخیص انسان کدامند؟
مزایا:
- تشخیص انسان در نور کم یا تاریکی: این سنسورها به جای نور مرئی، به پرتوهای مادون قرمز متکی هستند و بنابراین می‌توانند در نور کم یا تاریکی انسان را تشخیص دهند.
- اندازه‌گیری دمای انسان: قابلیت اندازه‌گیری دمای انسان، این سنسورها را برای تشخیص پزشکی، تب‌سنجی و ایجاد شرایط دمایی مناسب برای فرد سودمند می‌سازد.
- حفظ حریم خصوصی: برخلاف دوربین‌های معمولی، سنسورهای حرارتی ویژگی‌های قابل شناسایی مانند چهره فرد را ثبت نمی‌کنند و به حفظ حریم خصوصی افراد کمک می‌کنند.
- کاهش هشدارهای اشتباه: این سنسورها می‌توانند انسان را از سایر منابع گرما یا اشیاء متحرک تشخیص دهند و تا حد زیادی هشدارهای اشتباه را کاهش دهند.
معایب:
- تأثیر دمای محیط: سنسورهای حرارتی برای تشخیص، بر اختلاف دمای انسان با محیط اطراف تکیه می‌کنند. بنابراین، دمای محیط می‌تواند روی کنتراست و دقت تشخیص تأثیر بگذارد.
- رزولوشن پایین و نویز بالا: اطلاعات این سنسورها براساس پرتوهای مادون قرمز است که نسبت به نور مرئی، رزولوشن پایین‌تر و نویز بیشتری دارد. این می‌تواند بر کیفیت و وضوح تصویر تأثیر بگذارد.
- هزینه بالا و مصرف زیاد: به‌ویژه برای دوربین‌های حرارتی با رزولوشن بالا، این سنسورها نسبت به سایر سنسورها هزینه گران‌تر، مصرف برق و فضای ذخیره‌سازی بیشتری دارند. این می‌تواند کاربرد و مقیاس‌پذیری آن‌ها را محدود کند.
و اما در پایان ، این منابع برای بهتر نوشتن این مطلب به ما کمک کردند :
انتهای مطلب
