Detector infrarrojo: Qué es, funcionamiento y aplicaciones

Un detector infrarrojo aporta una gran ventaja frente a los sistemas de visión tradicional: pueden detectar cuerpos incluso en la oscuridad de manera continua y regular otros dispositivos basándose en la presencia de un usuario o según las condiciones térmicas de un determinado lugar.

Estos dispositivos son una de las bases de la domótica, así como componente clave de los sistemas de seguridad y de regulación industrial modernos.

Hablemos de cómo funcionan y de los beneficios que pueden aportar a su propio entorno:

¿Qué es un detector infrarrojo?

Todos los cuerpos emiten cierta cantidad de radiación invisible al ojo humano. Un detector infrarrojo es un dispositivo opto-eléctrico que puede captar y medir la radiación electromagnética infrarroja dentro de un área de visión en específico.

Ya que este tipo de radiación es emitida por cualquier cuerpo que se encuentre a una temperatura mayor a 0 grados kelvin, independientemente de la luz ambiental, es posible hacer detecciones en entornos muy exigentes.

¿Cómo funcionan los detectores infrarrojos?

Los detectores infrarrojos poseen componentes piroeléctricos sensibles a las variaciones de radiación en un campo determinado, así como células que filtran las posibles señales contaminantes como la radiación solar.

Una vez que las señales infrarrojas pasan a través del fototransistor, el dispositivo hace uso de su configuración interna para disparar, o no, señales de alarma.

Cada equipo tiene su propio funcionamiento interno que se puede englobar a través de tres métodos fundamentales:

1. Distribución espectral.

Basados en este concepto, este tipo de sensores miden las perturbaciones en un rango determinado a través de las ondas electromagnéticas, definiendo un campo visual gracias al análisis gráfico de las longitudes de dicha onda.

2. Sensores pasivos.

Este tipo de sensores depende de fototransistores muy sensibles que reaccionan a las radiaciones infrarrojas que llegan a ellos, magnificándolas y activando una señal si dicha radiación supera un determinado margen de tolerancia.

3. Sensores activos.

Este tipo de detectores basa su funcionamiento en un “escaneo” constante del campo que quieren medir. Para hacerlo posible, se posiciona un emisor (usualmente un diodo LED infrarrojo) y un receptor (fototransistor), conectados a través de un sistema integrado.

El emisor distribuye una señal que rebota en los objetos cercanos y llega al receptor, quien espera una señal a la que está acostumbrado.

Cuando un nuevo cuerpo interfiere con la señal, el receptor capta la anomalía y dispara acciones si dicha perturbación se escapa de los márgenes aceptables.

Clasificación de los sensores según los tipos de señales con los que trabajan

Fuera de la forma de operar de los diferentes sensores infrarrojos, estos se pueden clasificar según la señal que emiten para detectar (lo que deja fuera a los detectores pasivos). Así, entonces, en el mercado podemos encontrar:

Sensores reflexivos.

Este tipo de sensores posee tanto un emisor infrarrojo LED como un fototransistor en la misma cara. De esta manera, el LED dispara un haz infrarrojo que rebota de regreso, permitiendo el que fototransistor mida esa señal de rebote y detecte posibles anomalías.

Sensores de ranura

Estos sensores cuentan con un LED y un receptor en la misma cara y al mismo nivel (en la misma línea). Esto permite crear composiciones de detección muy económicos que son especialmente buenos para detectar movimiento.

Sensores modulados

Los sensores modulados cuentan con un emisor y un receptor que mide el rebote o la refracción de la señal. La diferencia con respecto a otros modelos es que este usa una señal modulada (que ha sido modificada y es distinguible) por lo que el detector es capaz de reconocer su propia señal de onda de otras posibles perturbaciones ambientales, por lo que son muy buenos para trabajar en entornos con escasa iluminación.

Son muy cotizados dentro de la detección de intrusos, de proximidad o de obstáculos.

Sensores de barrido

Este tipo de sensores, como su nombre lo indica, generan un barrido en la zona que se encuentra a su alcance, de manera horizontal. Al usar señales moduladas, pueden extraer datos muy detallados de la superficie que escanean.

Sensores de reconfiguración óptica

Este tipo de sensores aprovecha el concepto de rebote, pero a través de un cristal que rota de manera constante. De esta forma, el detector escanea toda un área completa gracias a los reflejos del cristal frente a él.

Es más lento para recorrer superficies en comparación con otros dispositivos activos, sin embargo, funciona bien para obtener mediciones constantes de una zona determinada.

Sensores en arreglos

Los sensores en arreglos, bus de sensores o sensores en array son una serie de dispositivos con capacidad de detección que se encuentran calibrados a distintas frecuencias o sensibilidades y que unen la detección de sus señales para crear mediciones precisas, menos contaminadas y de mejor calidad.

Suelen ser elecciones más costosas y complejas que el resto, no obstante, muy útiles en entornos donde la precisión de la detección es prioritaria.

Aplicaciones de los detectores infrarrojos

Los sensores infrarrojos tienen grandes aplicaciones tanto dentro como fuera del área industrial, algunas un poco previsibles (pero claves) y otras muy avanzadas. Aquí algunos ejemplos:

Entornos domésticos

A nivel doméstico los sensores infrarrojos son una interesante incorporación a electrodomésticos como los hornos de microondas que permiten la calibración o correcta distribución de la temperatura al cocinar.

También son excelentes mecanismos de ahorro, ya que pueden controlar las diferentes zonas de una casa, regulando la temperatura según sea necesario.

En el ámbito de la seguridad, estos equipos pueden usarse como detectores de gases en caso de fugas, controlar alarmas de incendio eléctrico y, por supuesto, la detección de intrusos.

Entornos de la salud

A nivel médico, los dispositivos de detección infrarroja se han vuelto una gran solución para la detección de anomalías musculares y mamarias, de mínima invasión.

También han sido claves para la detección a distancia de la temperatura de los individuos lo que ha permitido en el entorno de la pandemia controlar el acceso a locales o disparar alarmas en casos específicos.

Vigilancia y seguridad

Ya que los detectores infrarrojos pueden reconocer la emanación de radiación de los cuerpos incluso en la oscuridad o a través de ciertos objetos, se han convertido en poderosas herramientas para complementar a los sistemas de seguridad con visión artificial.

Gracias a estos sistemas, a los que se unen los detectores de presencia internos del hogar, es posible disparar alarmas o desplegar acciones de seguridad en segundos.

Los datos captados por los detectores pueden usarse luego como evidencia de seguridad para reconocer a futuros intrusos y tomar acciones legales.

Entornos de seguridad integral automovilística

Otro buen ejemplo de integración para estos sistemas es la comprobación neumática, de seguridad interna, tráfico, cercanía de obstáculos o conducción antiniebla que se incorporan en servicios técnicos, así como dentro de los automóviles por igual.

Esto garantiza un nuevo nivel de confort y seguridad al conducir, ya que pueden detectar anomalías antes de que representen un riesgo de seguridad, generando avisos oportunos.

Los detectores infrarrojos son entonces excelentes herramientas de control y regulación ambiental que no solo tienen un enorme poder para reconocer cuerpos en un área determinada, sino que permiten accionar mecanismo en consecuencia.

Gracias a ellos es posible crear esquemas de seguridad avanzados y dinámicos que pueden beneficiar a cualquier área operativa, comercial y doméstica. Si desea asesorarse para incluirlos en su entorno, cuenta con nuestra asesoría.