关于非接触温度传感
~传感器的原理、特点、使用方法~

由于全球感染症的流行，体温测量变得日常化。特别是随着额式体温计的普及，非接触体温测量变得非常熟悉，非接触的原理呢?能准确测量吗?由此产生了各种各样的疑问。因此，本文将就以额式体温计等使用的热堆传感器为首的红外线传感器和非接触温度传感的种类和原理进行介绍。

关于红外线温度传感器

红外温度传感器利用热能的移动来测量温度。
热能传输有三种类型:
①通过直接触摸的「传导」 ②通过气体和液体的「对流」 ③红外线的「辐射」

非接触温度测量应用了③红外线的“辐射”原理。

红外线温度传感器的类型

与连接到遥控器等的用于通信的红外线不同，即使简单地说红外传感器，它也会检测到接近热量而不是光的光。

种类也各种各样，原理上有两种，分为被称为量子型的和被称为热型的。
量子型是将红外线作为光捕捉，热型正如其名，将红外线作为热能捕捉。

红外温度传感器的主要类型和特点
①量子型　：高感度、小型、高価
②热型　　：低灵敏度、低成本
１．热敏电阻型:通过电阻体的电阻值变化检测温度变化
２．热电堆型:利用热电偶的电动势检测温度变化
３．热释电型:利用热释电效应产生的电荷检测温度变化

SEMITEC的红外线温度传感器是热型红外线传感器，有热敏电阻型和热电堆型。各自的特点如下。
・热敏电阻型:输出信号大，耐热温度高，但响应性低
・热电堆型:体积小，响应快，但输出信号小

热型红外线温度传感器的特点

红外线传感器可作为非接触温度传感器使用，但具体来说，它是一种非接触温差传感器。因此，要用作温度传感器，需要温差+传感器温度这两个信息。由于红外线传感器无法测量自身的温度，因此必须使用其他温度传感器 (热敏电阻等) 测量自身的温度。

换句话说，为了准确地进行非接触温度传感，红外传感器还需要从一开始就测量传感器本身的温度传感器的性能。在非接触温度传感时，Stefan-Boltzmann定律的关系式适用于物体和传感器之间的红外能量交换。

这里重要的是红外线的特性=辐射率根据物体而变化。

当我们看到物体时，我们不清楚透明物体的颜色，例如玻璃，但我们可以知道透明物体后物体的颜色。此外，像镜子一样反射的东西只知道镜子中反射的颜色。红外线也很难测量透射或反射的物体，为了准确地测量，优选不透射或反射=具有高辐射率的物体。前额 具有相对高的辐射率并且稳定，因此可以说它适用于非接触温度测量。
即便如此，额头的表面温度也会根据外部空气温度发生很大变化，因此准确测量体温可能很困难。

SEMITEC的红外线传感器为热型传感器，其非接触温度传感器产品线包括应用热电偶的热堆传感器和应用自主开发的薄膜热敏电阻的NC传感器，均配备了能够准确测量传感器自身的高精度热敏电阻。

SEMITEC非接触温度传感器

・热堆传感器

主要用于耳式体温计、额式体温计，是一种应用热电偶原理的红外线传感器。采用半导体工艺的独创硅微加工技术制作而成，实现了高灵敏度、高速响应。

V = α(Tb4‐Ts4)
V ：热堆输出 [mV]
α ：系数
Tb ：对象物体的绝对温度 [K]
Ts ：传感器绝对温度[K]

响应快，灵敏度高，但由于输出信号较小，因此使用放大电路。此外，由于输出特性存在差异，因此需要调整以用作温度计。

・NC传感器

SEMITEC独创的非接触温度传感器“NC传感器”，是应用了全球首个成功量产的薄膜热敏电阻※的产品，主要用于复印机等办公自动化设备。该传感器具有耐污性强，可在150℃环境下使用，并且在某些条件下无需放大电路等优点。
※根据本公司调查

热堆和NC传感器均采用上述斯蒂芬-波尔兹曼定律，但根据使用条件，输出可能会因红外线能量以外的信号 (温度漂移引起的二次辐射或噪音等) 而变化，因此需要根据不同的使用环境进行修正。特别是，由于NC传感器靠近测量对象物使用，因此受测量区域的温度分布和对流的影响较大，在进行非接触温度测量时，通过使用经过温度修正的工作台数据，可以进行准确的测量。

如您所见，非接触温度传感器非常方便，如果您充分考虑红外测量原理，传感器性能和使用环境，则可以进行准确的温度测量。