Можно ли использовать ИК-датчик расстояния во время дождя?

Я планирую использовать инфракрасный датчик расстояния SHARP GP2Y0A710K0F на открытом воздухе. Если корпус, который я разработал для датчика, водонепроницаемый, смогу ли я использовать этот ИК-датчик без проблем? Если вода будет мешать, как можно уменьшить шум?

Датчик закрепляется над землей и направлен на землю вот так.

Датчик SHARP направлен на землю

, 👍1

Обсуждение

Если это не по теме, где я могу задать подобный технический вопрос и не получить отказ от людей, которые даже не удосужились ответить?, @nipunasudha


2 ответа

Лучший ответ:

2

Согласно паспорту на это устройство, размещённому на сайте Adafruit, используемая частота составляет 870 нм. Если вам нужны конкретные показатели затухания, эта информация может быть полезной.

На другом сайте предполагается, что тепловизионные ИК-камеры (которые используют ИК-излучение другой частоты) ослабляются дождём. Часть ИК-энергии теряется из-за поглощения, а часть — из-за отражения. Я не решился утверждать это из-за разницы в частотах.

У Digikey есть документ, посвящённый широкому применению ИК-датчиков. В документе перечислены:

Недостатки ИК-технологии:

  1. Прямая видимость: передатчики и приемники должны находиться почти прямо выровнен
  2. Блокируется обычными материалами: люди, стены, растения и другие объекты могут блокировать передачу сигнала.
  3. Короткая дистанция: производительность снижается на больших расстояниях
  4. Чувствительность к свету и погоде: прямые солнечные лучи, дождь, туман, пыль и загрязнение могут повлиять на передачу инфекции.
  5. Скорость: скорость передачи данных ниже, чем у типичной проводной и радиочастотной передачи.

Хотя передача данных не является вашей целью, необходимо учитывать некоторые моменты. На мокрой поверхности, по которой проходит датчик, сигнал ослабевает и может немного преломляться.

Я не нашёл прямых указаний на величину затухания. Если ваш датчик защищён от проникновения воды, а поверхность лишь слегка влажная, у вас могут возникнуть минимальные проблемы с измерением расстояния. Если же уровень осадков достигает уровня «лягушки-душителя», воды может быть достаточно, чтобы свести на нет полезные показания.

Другой поиск привёл к аналогичному вопросу на сайте Physics Stack Exchange, что привело к более полному ответу:

График поглощения ИК-излучения

На той же странице есть ещё одно изображение, но оба показывают, что на частоте 870 нм затухание меньше, чем в большей части ИК-спектра, особенно выше 3000 нм. В документе, ссылка на который приведена выше, говорится, что влияние дождя (воды) слабое в ближнем инфракрасном диапазоне (970–1940 нм), но всё же выше, чем показатель устройства для 870 нм.

Для вашей цели наилучшим вариантом представляется защита поверхности от дождя (зонтом) или очистка поверхности от стоячей воды. Если это непрактично, придётся экспериментально определить, какой поток воды допустим, прежде чем сигнал потеряется или ослабнет до уровня, превышающего пределы приёма.

,

Большое спасибо за этот исчерпывающий ответ, @fred. Я последую вашим инструкциям и проведу несколько экспериментов с дождём. Никогда не думал, что частота дождя как-то связана с моей проблемой. Большое спасибо., @nipunasudha

0

ИК-датчик улавливает разницу в инфракрасном излучении. Дождь будет мешать, только если температура воздуха значительно выше базовой наружной. Именно так люди и другие млекопитающие активируют инфракрасные датчики уличных садовых светильников. Мы излучаем инфракрасное излучение, потому что температура нашего тела выше температуры окружающей среды.

Просто хорошая цитата с этого сайта: https://www.techwalla.com/articles/how-do-ir-sensors-work

Все объекты излучают свет в зависимости от своей температуры — это называется «излучением абсолютно чёрного тела». Чем горячее объект, тем короче длина волны света, который он излучает. Земля излучает инфракрасный свет с пиковой длиной волны около 9–10 микрометров, как и теплокровные животные, такие как человек. Этот свет можно использовать для обнаружения движения или тепла.

,

Спасибо за ответ, @Jelle. Думаю, вы неправильно поняли принцип работы ИК-датчика расстояния SHARP. Он использует собственный источник ИК-излучения и улавливает отражение от поверхности. Излучение абсолютно чёрного тела здесь ни при чём., @nipunasudha

Понятно. Я ожидал стандартный PIR-датчик., @Jelle Bleeker

Смотрите также: