Hoy vamos a hablar sobre los sensores infrarrojos, que además de ser útiles para medir temperatura y detectar objetos calientes, nos permiten visión nocturna y la posibilidad de atravesar algunos objetos opacos para la luz visible.
Estos sensores poseen multitud de aplicaciones como por ejemplo, vigilancia de objetos y personas, medida de temperaturas remotas en aplicaciones industriales, detección de fugas de calor, monitorización y detección de incendios, y diferentes aplicaciones científicas y médicas.
La banda del infrarrojo va desde los 0.75 hasta los 1000 um (nanómetros), y podemos diferenciar las siguientes bandas:
- IR cercano: 0.75 a 3um.
- IR medio: 3 a 6um.
- IR lejano: 6 a 15um.
- IR extremo: 15 a 1000um.
El sensor infrarrojo se basa en la emisión de cuerpo negro ideal, es decir, un cuerpo que absorbe y reemite toda la radiación incidente, independientemente de la longitud de onda que sea. Ya que esta situación es ideal, se trabaja con una aproximación de cuerpo negro, donde la radiación incidente no sólo se absorbe, también se refleja y se transmite
donde alpha indica la reflectancia, rho la absorción y tau la transmitancia del objeto. Por ejemplo, un espejo perfecto posee un factor de absorción igual a uno, ya que refleja toda la radiación incidente, mientras que un cuerpo opaco no tiene transmitancia y toda la radiación bien se absorbe o se refleja.
Existen varios tipos de detectores infrarrojos. El más común es el térmico, que se basa en que la radiación se transforma en calor. También existen los detectores cuánticos, que aplican que la radiación cambia el estado cuántico del material. Ambos detectores suelen necesitar refrigeración para mejorar la relación señal ruido y obtener mejores resultados.
Por otro lado tenemos las cámaras infrarrojas, que utilizan matrices de detectores para obtener la imagen (existe una relación lineal entre la salida del detector y el valor de pixel), los pirómetros que ofrecen una medida puntual y los escáneres de línea, que obtienen la medida de una línea del campo de visión y completan la imagen con un barrido en el tiempo.
En función de la aplicación, se distingue entre cámaras termográficas, pensadas para medir temperatura, y cámaras térmicas, pensadas para un estudio cualitativo, donde es importante la resolución y el contraste pero no tanto la precisión.
Los rangos de estas cámaras van desde los 3-5 um para temperaturas entre 600-1000 grados Centígrados (detección temprana de incendios) y los 8-12 um para la monitorización de incendios de bajo coste u objetos más fríos. Por último cabe destacar que también existen cámaras para infrarrojo reflejado (< 3um)
Vía | Sensores infrarrojos. Joaquín Ferruz Melero.