接觸式與非接觸式熱傳感器的差異

熱傳感器的應用相當廣泛，不僅是用來(lái)量測體溫，也應用在工業(yè)、醫療、家電、安全、娛樂(lè )等產(chǎn)業(yè)。例如，利用熱傳感器來(lái)檢查工業(yè)生產(chǎn)的加工件溫度，醫療上用于檢測病患的生理特征，在家電上用于空調系統感測溫度與人體存在，安全上用于檢測人體存在與運動(dòng)，娛樂(lè )上則用于游戲感測人體動(dòng)作等，應用相當廣泛。

熱傳感器又可分成接觸式與非接觸式，以下將簡(jiǎn)介兩者之間的差異，并針對非接觸式熱傳感器進(jìn)行更深入的介紹。

顧名思義，接觸式熱傳感器必須要與被測物體接觸，也就是傳感器必須可以與物體或流體保持良好的熱接觸，意味著(zhù)傳感器必須處于或非常接近于物體或流體，兩者之間有著(zhù)相同的溫度，也就是說(shuō)傳感器必須與被測物體達到熱平衡狀態(tài)。此外，被測物體的預期溫度必須低于1700°C（3092°F），或高于大約-40°C（-40°F），這是因為在1700°C時(shí)，鉑合金熱電偶會(huì )開(kāi)始迅速失去校準能力，導線(xiàn)和普通絕緣材料可能開(kāi)始軟化，在-40°C以下時(shí)，則將開(kāi)始遇到低溫上的問(wèn)題，雖然許多接觸式熱傳感器在低于該溫度的情況下還是能工作，但其精度將會(huì )受到影響。

此外，接觸式熱傳感器的尺寸和質(zhì)量必須比被測物體小，并通過(guò)焊接、錫焊、夾緊、膠合或使用其他方式，將傳感器固定在被測物體上，以可靠的方法來(lái)保持這種物理接觸。

最常見(jiàn)的接觸式熱傳感器是玻璃管液體溫度計、熱電偶、電阻溫度檢測器（Resistance Temperature Detector, RTD）和熱敏電阻。它們通常被封裝在稱(chēng)為熱電偶套管的保護性金屬或陶瓷護套中，這樣它們就可以穿透過(guò)程屏障，并且在不使過(guò)程和／或維護人員暴露于不利條件下，也可以輕松拉出以進(jìn)行校準或維修。

非接觸式熱傳感器的應用彈性則更為廣泛，類(lèi)型也更為多樣。雖然非接觸式熱傳感器有多種樣式和類(lèi)型，并且有各種各樣的名稱(chēng)，但如果它們是根據普朗克熱輻射定律運行，它們都是輻射溫度計，它們被稱(chēng)為輻射高溫計、紅外高溫計、光學(xué)高溫計、紅外溫度計、熱成像儀等。它們可以是電池供電的便攜式設備、固定式或在線(xiàn)制程監控設備。

由于非接觸熱傳感器的溫度不必與物體的溫度相同，因此其應用領(lǐng)域比接觸式熱傳感器的種類(lèi)要更多一些，尤其是應用在檢測移動(dòng)的物體，或是若接觸時(shí)會(huì )損壞物體或傳感器（例如在極熱、具腐蝕性、磨蝕性等狀態(tài)下），以及接觸到物體會(huì )明顯改變其溫度時(shí)，或是希望有一個(gè)大的、可觀(guān)察的測量面積，還有當物體離得太遠或很難接近時(shí)，例如在特殊大氣或在太空中（像是恒星和星系的觀(guān)測）等，都是非接觸熱傳感器的適用領(lǐng)域。

非接觸式熱傳感器適用于人體偵測

以下將以OMRON的非接觸式微機電（MEMS）熱傳感器D6T系列為例，介紹其功能與特性。D6T系列MEMS熱傳感器由一個(gè)小電路板組成，板上裝有硅透鏡、熱電堆傳感器、專(zhuān)用模擬電路和用于轉換為數字溫度值的邏輯電路，并僅需要一個(gè)連接器即可連接這些模塊。D6T系列產(chǎn)品的電路板尺寸為14mm x 18mm，還提供11.6 mm x 12 mm的更緊湊尺寸。

D6T系列MEMS熱傳感器的工作原理，便是通過(guò)硅透鏡將物體發(fā)出的輻射熱（遠紅外線(xiàn)）聚焦到模塊中的熱電堆傳感器上，然后熱電堆傳感器會(huì )根據聚焦在其上的輻射能（遠紅外線(xiàn)）產(chǎn)生電動(dòng)勢，接著(zhù)測量該電動(dòng)勢和內部熱傳感器的值，然后器件通過(guò)插值計算來(lái)計算測量值（物體的溫度），該插值計算會(huì )將測量值與內部存儲的查找表進(jìn)行比較，測量值則會(huì )通過(guò)I²C總線(xiàn)輸出，并使用主機系統讀取。

當采用MEMS熱傳感器做為人體傳感器時(shí)，將可以消除使用常見(jiàn)的熱釋電傳感器在檢測人員是否存在時(shí)會(huì )發(fā)生的問(wèn)題。因為熱釋電傳感器是基于檢測紅外線(xiàn)的變化狀態(tài)的原理來(lái)檢測人員的活動(dòng)，但是當人體在不活動(dòng)的情況下，則將會(huì )丟失測量信號。相反地，熱傳感器在人體不移動(dòng)時(shí)，仍會(huì )繼續生成測量信號。

非接觸式熱傳感器相當適合應用于人體存在偵測，在家電應用上相當普遍，如利用于空調系統或風(fēng)扇上來(lái)感測人體存在，以做出相對的反應，市場(chǎng)需求日漸增長(cháng)，值得您加大力度投入產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

熱傳感器普遍應用在工業(yè)、醫療、家電、安全、娛樂(lè )等領(lǐng)域，其中尤以非接觸式傳感器的限制更少、應用面更廣。運用非接觸式熱傳感器來(lái)偵測體溫、感測人體的存在，成為熱門(mén)的市場(chǎng)需求。本文將為您介紹熱傳感器的類(lèi)型與運作原理，以及相關(guān)的解決方案。