Uvod in vrste infrardečih senzorjev

2021-12-21

Infrardeči senzorje uporaba infrardečih fizikalnih lastnosti za merjenje senzorja. Infrardeča svetloba, znana tudi kot infrardeča svetloba, ima odboj, lom, sipanje, interferenco, absorpcijo in druge lastnosti. Vsaka snov, ki ima določeno lastno temperaturo (nad absolutno ničlo), lahko sevainfrardeče sevanje. Merjenje z infrardečim senzorjem ni v neposrednem stiku z merjenim predmetom, zato ni trenja in ima prednosti visoke občutljivosti in hitrega odziva.
Infrardeči senzor vključuje optični sistem, zaznavni element in pretvorniško vezje. Optični sistem lahko razdelimo na tip prenosa in tip refleksije glede na različno strukturo. Zaznavni element lahko razdelimo na toplotni zaznavni element in fotoelektrični zaznavni element glede na načelo delovanja. Termistorji so najpogosteje uporabljeni termistorji. Ko je termistor izpostavljen infrardečemu sevanju, se temperatura poveča in upor se spremeni (ta sprememba je lahko večja ali manjša, ker lahko termistor razdelimo na termistor s pozitivnim temperaturnim koeficientom in termistor z negativnim temperaturnim koeficientom), ki se lahko pretvori v izhodni električni signal skozi pretvorbeno vezje. Fotoelektrični zaznavni elementi se običajno uporabljajo kot fotoobčutljivi elementi, običajno izdelani iz svinčevega sulfida, svinčevega selenida, indijevega arzenida, antimonovega arzenida, ternarne zlitine živosrebrovega kadmijevega telurida, materialov, dopiranih z germanijem in silicijem.
Zlasti infrardeči senzorji izkoriščajo občutljivost daljnega infrardečega območja za fizični pregled človeka, infrardeče valovne dolžine so daljše od vidne svetlobe in krajše od radijskih valov. Zaradi infrardeče svetlobe ljudje mislijo, da jo oddajajo le vroči predmeti, a v resnici ni tako. Vsi predmeti v naravi, kot so ljudje, ogenj, led itd., oddajajo infrardeče žarke, vendar je njihova valovna dolžina različna zaradi temperature predmeta. Telesna temperatura je približno 36 ~ 37 °C, kar oddaja infrardeče žarke z najvišjo vrednostjo 9 ~ 10 μm. Poleg tega lahko predmet, segret na 400 ~ 700 °C, oddaja srednji infrardeči žarek z najvišjo vrednostjo 3 ~ 5 μm.

Theinfrardeči senzorlahko razdelimo na njegova dejanja:
(1) Infrardeča linija se pretvori v toploto, vrsta toplote spreminjajoče se vrednosti upora in izhodni signal, kot je električni dinamični potencial, pa se odstranita s toploto.
(2) Optični učinek pojava migracije polprevodnikov in kvantni tip fotoelektričnega potencialnega učinka zaradi PN povezave.
Toplotni pojav je splošno znan kot pirotermični učinek, najbolj reprezentativni pa so detektor sevanja (Thermal Bolometer), termoelektrični reaktor (Thermopile) in termoelektrični (Pyroelectric) elementi.
Prednosti termičnega tipa so: lahko deluje pri sobni temperaturi, odvisnost od valovne dolžine (senzorične spremembe različnih valovnih dolžin) ne obstaja, stroški so nizki;
Slabosti: nizka občutljivost, počasen odziv (mS spekter).
Prednosti kvantnega tipa: visoka občutljivost, hiter odziv (spekter S);
Slabosti: mora hladiti (tekoči dušik), odvisnost od valovne dolžine, visoka cena;