紅外溫度傳感器在過程控制和制造中使用了多年，現(xiàn)在已被接受用于乘用車。必須解決生產(chǎn)、可靠性和成本問題。此外，還必須解決復(fù)雜的信號調(diào)節(jié)和校準問題。

紅外溫度傳感器在過程控制和制造中使用了多年，現(xiàn)在已被接受用于乘用車。必須解決生產(chǎn)、可靠性和成本問題。此外，還必須解決復(fù)雜的信號調(diào)節(jié)和校準問題。因此，汽車工程師越來越熟悉紅外傳感科學(xué)技術(shù)及其對汽車系統(tǒng)的潛在好處。

紅外溫度傳感器的背景

紅外溫度傳感器具有無需接觸物體即可測量其溫度的獨特能力。此外，紅外傳感器具有非?？斓捻憫?yīng)速度，可以在不到一秒的時間內(nèi)進行非接觸式溫度測量。

紅外傳感器在制造過程中廣泛使用已有 30 多年的歷史。采用它們是因為它們可以直接測量制造過程中移動的產(chǎn)品的溫度。以紅外溫度測量為主的生產(chǎn)產(chǎn)品的一些示例包括：紙張、布料、印刷材料等的制造。

重要的一點是，紅外傳感允許制造商在制造過程中經(jīng)歷重要的加熱和冷卻階段時直接測量和嚴格控制產(chǎn)品溫度。無論使用何種方式加熱或冷卻這些產(chǎn)品，無論是強制對流、輻射還是通過與滾筒接觸傳導(dǎo)，IR 測量對這些產(chǎn)品都是正確的。快速、準確的紅外溫度測量和控制系統(tǒng)現(xiàn)在可以限度地減少浪費，并限度地提高產(chǎn)量、質(zhì)量和制造利潤。

在使用紅外之前，此類制造過程依賴于間接測量：空氣溫度、空氣速度、輥溫度等，試圖盡可能嚴格地控制產(chǎn)品溫度。

機動車乘員的氣候控制完全相同。

汽車氣候控制

傳統(tǒng)方法——間接測量

為了測量和控制車廂溫度，汽車氣候控制制造商傳統(tǒng)上使用空氣溫度熱敏電阻，近又使用熱敏電阻和太陽能傳感器的組合。熱敏電阻幾乎普遍安裝在儀表板后面。太陽能傳感器安裝在可以清楚地看到太陽和天空的地方，位于前擋風(fēng)玻璃與儀表板的交匯處。

與任何其他傳統(tǒng)接觸式溫度計一樣，熱敏電阻只能測量其自身的溫度。就其本身而言，當(dāng)安裝在儀表板后面時，該傳感器有點無效。因此，安裝了吸氣風(fēng)扇，將樣品艙氣流抽過隱藏的熱敏電阻。

然而，這種設(shè)計的實際座艙空氣溫度條件的測量精度并不理想，原因有以下三個：(1) 樣本空氣是從儀表板正前方抽取的，并且可能與座艙內(nèi)乘員周圍的空氣有很大差異; (2) 儀表板后面鄰近物體的溫度效應(yīng)會對熱敏電阻產(chǎn)生顯著影響；(3) 傳感器速度慢，通常需要幾分鐘才能完全響應(yīng)。

此外，由于空氣熱敏電阻傳感器對穿過玻璃表面的太陽輻射熱的影響響應(yīng)非常慢，因此使用了太陽能傳感器。這些傳感器可以測量陽光強度和方向，以幫助預(yù)測對客艙和乘員的大致輻射熱影響。

為了近似乘客感受到的溫度，不同的車輛類型通常需要基于這些局部間接測量、玻璃表面的數(shù)量和其他車廂變量的獨特算法。有時需要進行廣泛的測試才能實現(xiàn)合理的預(yù)測性能。盡管做出了這些努力，系統(tǒng)提供的溫度與乘客感受到的溫度之間仍可能存在顯著偏差。

更新方法 – 通過紅外傳感直接測量

紅外傳感器可以直接、更快、更準確地測量乘客的舒適度。其原理與紅外線在制造過程中控制移動產(chǎn)品溫度的原理相同。無論使用何種方式加熱或冷卻目標，無論是強制對流、輻射還是傳導(dǎo)，IR 測量都是正確的。

紅外傳感器針對車內(nèi)乘客的衣服，直接測量衣服（或車內(nèi)任何固體物體）的表面溫度。衣服表面對機艙內(nèi)的氣流和太陽輻射極其敏感。這兩種效應(yīng)都可以直接測量，并組合成紅外傳感器的單個溫度輸出，可供氣候控制系統(tǒng)方便地使用。

使用紅外傳感時，太陽能負荷的強度和方向的監(jiān)測是無關(guān)緊要的。對于紅外傳感器監(jiān)測的目標區(qū)域，會自動考慮太陽能負荷。實際上，乘客的衣服變成了一個大型的空氣和輻射溫度組合傳感器，代表了乘客舒適度的直接測量。

紅外技術(shù)對感測區(qū)域及其對氣候控制系統(tǒng)的影響也有相當(dāng)大的容忍度。由于傳感器會平均其所看到的整個區(qū)域的溫度，座椅表面和其他內(nèi)表面（如果被傳感器看到）也可為系統(tǒng)提供可靠的溫度反饋信息。因此，一個好的方法是將傳感器對準乘員需要控制的方向。

紅外傳感器還具有多種安裝選項，如下圖所示：

其他舒適性能改進

使用紅外傳感器，無論通風(fēng)口氣流方向如何，都可以測量和保持乘客的舒適度。通風(fēng)氣流可以直接針對乘客，也可以直接針對整個客艙空間。紅外測量會自動考慮任一氣流的影響。當(dāng)前的空氣熱敏電阻和太陽能傳感器系統(tǒng)無法實現(xiàn)此功能。

在非常冷或非常熱的車輛環(huán)境啟動條件下，紅外傳感允許氣候控制系統(tǒng)加熱或冷卻乘員，而不會出現(xiàn)令人不舒服的溫度過高或過低的情況。傳感系統(tǒng)沒有時間滯后。系統(tǒng)風(fēng)扇和送風(fēng)溫度可以調(diào)節(jié)，以提供的加熱或冷卻，而不會給居住者帶來任何不適。

當(dāng)用于離散區(qū)域控制時，紅外傳感甚至可以考慮乘員出汗或衣服濕的情況。衣服或皮膚上的汗水與通風(fēng)口的氣流結(jié)合會產(chǎn)生蒸發(fā)冷卻效果。紅外傳感器直接觀察并測量蒸發(fā)效應(yīng)。不需要控制系統(tǒng)算法來適應(yīng)此功能。