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，不僅是用來量測體溫，也應用在工業(yè)、醫(yī)療、家電、安全、娛樂等產業(yè)。例如，利用熱傳感器來檢查工業(yè)生產的加工件溫度，醫(yī)療上用于檢測病患的生理特征，在家電上用于空調系統(tǒng)感測溫度與人體存在，安全上用于檢測人體存在與運動，娛樂上則用于游戲感測人體動作等，應用相當廣泛。

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

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，意味著傳感器必須處于或非常接近于物體或流體，兩者之間有著相同的溫度，也就是說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，鉑合金熱電偶會開始迅速失去校準能力，導線和普通絕緣材料可能開始軟化，在-40°C以下時，則將開始遇到低溫上的問題，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，但其精度將會受到影響。

此外，接觸式熱傳感器的尺寸和質量必須比被測物體小，并通過焊接、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，以可靠的方法來保持這種物理接觸。

最常見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程屏障，并且在不使過程和／或維護人員暴露于不利條件下，也可以輕松拉出以進行校準或維修。

非接觸式熱傳感器的應用彈性則更為廣泛，類型也更為多樣。雖然非接觸式熱傳感器有多種樣式和類型，并且有各種各樣的名稱，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，它們被稱為輻射高溫計、紅外高溫計、光學高溫計、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、固定式或在線制程監(jiān)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，因此其應用領域比接觸式熱傳感器的種類要更多一些，尤其是應用在檢測移動的物體，或是若接觸時會損壞物體或傳感器（例如在極熱、具腐蝕性、磨蝕性等狀態(tài)下），以及接觸到物體會明顯改變其溫度時，或是希望有一個大的、可觀察的測量面積，還有當物體離得太遠或很難接近時，例如在特殊大氣或在太空中（像是恒星和星系的觀測）等，都是非接觸熱傳感器的適用領域。

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熱傳感器由一個小電路板組成，板上裝有硅透鏡、熱電堆傳感器、專用模擬電路和用于轉換為數字溫度值的邏輯電路，并僅需要一個連接器即可連接這些模塊。D6T系列產品的電路板尺寸為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，便是通過硅透鏡將物體發(fā)出的輻射熱（遠紅外線）聚焦到模塊中的熱電堆傳感器上，然后熱電堆傳感器會根據聚焦在其上的輻射能（遠紅外線）產生電動勢，接著測量該電動勢和內部熱傳感器的值，然后器件通過插值計算來計算測量值（物體的溫度），該插值計算會將測量值與內部存儲的查找表進行比較，測量值則會通過I²C總線輸出，并使用主機系統(tǒng)讀取。

當采用MEMS熱傳感器做為人體傳感器時，將可以消除使用常見的熱釋電傳感器在檢測人員是否存在時會發(fā)生的問題。因為熱釋電傳感器是基于檢測紅外線的變化狀態(tài)的原理來檢測人員的活動，但是當人體在不活動的情況下，則將會丟失測量信號。相反地，熱傳感器在人體不移動時，仍會繼續(xù)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(tǒng)或風扇上來感測人體存在，以做出相對的反應，市場需求日漸增長，值得您加大力度投入產品開發(fā)。

熱傳感器普遍應用在工業(yè)、醫(yī)療、家電、安全、娛樂等領域，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偵測體溫、感測人體的存在，成為熱門的市場需求。本文將為您介紹熱傳感器的類型與運作原理，以及相關的解決方案。