sinar infrared
Infra merah (infrared) ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih daripada cahaya Nampak yaitu diantara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya, maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum electromagnet dengan panjang gelombang diatas panjang gelombang cahaya merah.
Sinar infrared dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar infra merah. Jumlah sinar infra merah yang dipancarkanbergantung pada suhu dan warna benda
Semua benda di alam semesta memancarkan beberapa tingkat radiasi inframerah, tapi sumber yang paling jelas adalah matahari dan api. Radiasi Inframerah termasuk jenis radiasi elektromagnetik sebagaimana cahaya tampak. Yang dihasilkan ketika suatu atom menyerap dan melepas energi dalam bentuk foton. Matahari memancarkan hampir setengah dari seluruh energinya dalam bentuk radiasi inframerah. Seperti kebanyakan bintang lainnya. Salah satu yang paling berguna pada inframerah adalah untuk penginderaan dan deteksi. Semua benda di Bumi memancarkan radiasi inframerah.
Inframerah penggunaannya sudah banyak dimanfaatkan, seperti dalam karakterisasi bahan (material), dalam bidang kedokteran, maupun pada alat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. salah satu alat yang prinsip kerjanya menggunakan infra merah adalah pada alat yang sering kita lihat ketika petugas penanganan covid-19 melakukan pengecekan pada suhu tubuh
Sensor Suhu
Saat ini, pengukuran suhu dapat dibagi menjadi dua yaitu pengukuran secara kontak dan non-kontak. sensor suhu inframerah tipe kontak seperti resistance temperature detectors (RTDs), thermistors, and semiconductor temperature sensors. Namun sekarang untuk menggunakan tipe sensor suhu ini, dapat mendatangkan masalah. Maka diperlukan tipe sensor kedua yaitu non-kontak.
Bagaimana sensor ini bekerja?
kita pasti sudah mengetahui bahwa panas dapat berpindah melalui konduksi, konveksi, dan radiasi. Radiasi adalah proses di mana energi panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh benda panas dan diserap oleh benda yang lebih dingin. Sebagian besar radiasi ini berada di wilayah infrared (IR) dari spektrum elektromagnetik.
Jika suatu benda terkena energi IR yang dipancarkan oleh sumber panas, seperti matahari, atau sumber lain, energi yang mencapai objek tersebut disebut energi kejadian atau incident energy. Bagian energi ini kemudian dipantulkan dari permukaan benda. koefisien reflektifitas atau koefisien pantulan objek dapat bervariasi dari 0 (tanpa refleksi) hingga 1,0 (100% refleksi). Bagian energi lainnya akan ditransmisikan. Koefisien transmisi objek dapat bervariasi dari 0 (tidak ada energi yang ditransmisikan melalui objek) hingga 1,0 (100% energi ditransmisikan melalui objek).
Selain itu ada juga energi yang diserap oleh objek untuk menaikkan suhu objek tersebut. Jika semua energi diserap maka objek ini disebut blackbody atau benda hitam.
proses refleksi, transmisi, dan absorpsi IR energisecara umum dapat dituliskan dengan persamaan;
W = Wa+Wt+Wr ;
dengan
- W= energi kejadian,
- Wa = energi absorbsi,
- Wt= energi transmitansi, dan
- Wr= energi refleksi.
Saat objek menyerap energi dan memanaskan, objek itu juga memancarkan energi. Ketika suatu objek berada dalam kondisi kesetimbangan termal, jumlah energi yang diserapnya (Wa) sama dengan jumlah energi yang dipancarkannya (We): Wa = We. Ketika suatu objek menyerap lebih banyak energi dan suhunya meningkat, jumlah radiasi yang dipancarkannya juga meningkat.
Termometri infrared didasarkan pada kenyataan bahwa objek apa pun (padat, cair, atau gas) yang memiliki suhu di atas nol mutlak (0 K atau -273oC) akan memancarkan energi radiasi. Energi yang dipancarkan oleh objek dapat dinyatakan sebagai berikut:
W = E σ T4 A
Ketika suhu benda hitam meningkat, energi infrared yang dipancarkan juga meningkatKetika sensor suhu inframerah mengukur suhu objek, mempertimbangkan energi yang benar-benar masuk ke lensa adalah hal yang penting. Artinya, selain memancarkan energi yang berkaitan dengan suhunya sendiri, objek dapat memantulkan energi yang berasal dari sumber lain; atau mentransmisikan energi yang melewatinya dari sumber yang ada di belakangnya. Untuk pengukuran yang akurat, kemungkinan sumber radiasi IR eksternal harus diminimalisir; dan pilih posisi termometer dan sudut bidik untuk meminimalkan efek dari sumber tersebut.
IR Thermometers
Termometer inframerah terdiri dari komponen optik, detektor IR, elektronik, dan lain-lain. Bagian optik memfokuskan energi radiasi ke detektor IR dan menyaring radiasi di luar panjang gelombang yang diinginkan. Komponen-komponen ini termasuk , serat optik, dan filter optik spektral dan sebagainya.
IR Detectors
Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier)
Mayoritas detektor IR adalah tipe gelombang tunggal (juga disebut warna tunggal), atau gelombang ganda (juga disebut dua warna). Detektor panjang gelombang tunggal mengukur energi IR dalam pita panjang gelombang tertentu, dan instrumen pengkalkulasi suhu objek berdasarkan output detektor dan emisivitas yang telah ditetapkan.
Infrared termometerInfrared pyrometer
salah satu jenis IR termometer adalah pirometer inframerah (Infrared pyrometer)
pirometer inframerahPirometer akan mengetahui berapa suhu objek tersebut dengan cara memanfaatkan perubahan panas yang dipancarkan dan yang diterima oleh pirometer. cahaya infrared dapat difokuskan, dipantulkan atau diserap. alat ini biasanya menggunakan lensa untuk memfokuskan cahaya inframerah yang dari suatu objek ke detektor atau yang biasa disebut thermopile. Thermopile akan menyerap radiasi inframerah dan mengubahnya menjadi energi panas. Semakin banyak energi infrared maka semakin banyak energi panas yang didapat thermopile. Energi panas ini akan diubah menjadi listrik, yang kemudian dikirim ke detektor, yang kemudian akan diubah menjadi besaran suhu dan ditunjukkan atau ditampilkan oleh display infrared pyrometer.
sumber pustaka
- Understanding the Infrared Temperature Sensor (https://www.sensortips.com/temperature/infrared-temperature-sensor/)
- Pengertian Dasar Infrared Pyrometer (http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Infrared-Pyrometer.html)
"semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasan kita semua. sampai jumpa di artikel-artikel berikutnya, jangan lupa share"