应用需求快速攀升的非接触式热传感器

接触式与非接触式热传感器的差异

热传感器的应用相当广泛，不仅是用来量测体温，也应用在工业、医疗、家电、安全、娱乐等产业。例如，利用热传感器来检查工业生产的加工件温度，医疗上用于检测病患的生理特征，在家电上用于空调系统感测温度与人体存在，安全上用于检测人体存在与运动，娱乐上则用于游戏感测人体动作等，应用相当广泛。

热传感器又可分成接触式与非接触式，以下将简介两者之间的差异，并针对非接触式热传感器进行更深入的介绍。

顾名思义，接触式热传感器必须要与被测物体接触，也就是传感器必须可以与物体或流体保持良好的热接触，意味着传感器必须处于或非常接近于物体或流体，两者之间有着相同的温度，也就是说传感器必须与被测物体达到热平衡状态。此外，被测物体的预期温度必须低于1700°C（3092°F），或高于大约-40°C（-40°F），这是因为在1700°C时，铂合金热电偶会开始迅速失去校准能力，导线和普通绝缘材料可能开始软化，在-40°C以下时，则将开始遇到低温上的问题，虽然许多接触式热传感器在低于该温度的情况下还是能工作，但其精度将会受到影响。

此外，接触式热传感器的尺寸和质量必须比被测物体小，并通过焊接、锡焊、夹紧、胶合或使用其他方式，将传感器固定在被测物体上，以可靠的方法来保持这种物理接触。

最常见的接触式热传感器是玻璃管液体温度计、热电偶、电阻温度检测器（Resistance Temperature Detector, RTD）和热敏电阻。它们通常被封装在称为热电偶套管的保护性金属或陶瓷护套中，这样它们就可以穿透过程屏障，并且在不使过程和／或维护人员暴露于不利条件下，也可以轻松拉出以进行校准或维修。

非接触式热传感器的应用弹性则更为广泛，类型也更为多样。虽然非接触式热传感器有多种样式和类型，并且有各种各样的名称，但如果它们是根据普朗克热辐射定律运行，它们都是辐射温度计，它们被称为辐射高温计、红外高温计、光学高温计、红外温度计、热成像仪等。它们可以是电池供电的便携式设备、固定式或在线制程监控设备。

由于非接触热传感器的温度不必与物体的温度相同，因此其应用领域比接触式热传感器的种类要更多一些，尤其是应用在检测移动的物体，或是若接触时会损坏物体或传感器（例如在极热、具腐蚀性、磨蚀性等状态下），以及接触到物体会明显改变其温度时，或是希望有一个大的、可观察的测量面积，还有当物体离得太远或很难接近时，例如在特殊大气或在太空中（像是恒星和星系的观测）等，都是非接触热传感器的适用领域。

非接触式热传感器适用于人体侦测

以下将以OMRON的非接触式微机电（MEMS）热传感器D6T系列为例，介绍其功能与特性。D6T系列MEMS热传感器由一个小电路板组成，板上装有硅透镜、热电堆传感器、专用模拟电路和用于转换为数字温度值的逻辑电路，并仅需要一个连接器即可连接这些模块。D6T系列产品的电路板尺寸为14mm x 18mm，还提供11.6 mm x 12 mm的更紧凑尺寸。

D6T系列MEMS热传感器的工作原理，便是通过硅透镜将物体发出的辐射热（远红外线）聚焦到模块中的热电堆传感器上，然后热电堆传感器会根据聚焦在其上的辐射能（远红外线）产生电动势，接着测量该电动势和内部热传感器的值，然后器件通过插值计算来计算测量值（物体的温度），该插值计算会将测量值与内部存储的查找表进行比较，测量值则会通过I²C总线输出，并使用主机系统读取。