Εισαγωγή και τύποι αισθητήρων υπερύθρων
Αισθητήρας υπερύθρωνείναι η χρήση φυσικών ιδιοτήτων υπέρυθρων για τη μέτρηση του αισθητήρα. Το υπέρυθρο γνωστό και ως υπέρυθρο φως, έχει ανάκλαση, διάθλαση, σκέδαση, παρεμβολή, απορρόφηση και άλλες ιδιότητες. Οποιαδήποτε ουσία έχει μια συγκεκριμένη θερμοκρασία (πάνω από το απόλυτο μηδέν) μπορεί να εκπέμπειυπέρυθρη ακτινοβολία. Η μέτρηση του αισθητήρα υπέρυθρων δεν έρχεται σε άμεση επαφή με το μετρούμενο αντικείμενο, επομένως δεν υπάρχει τριβή και έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ευαισθησίας, της γρήγορης απόκρισης.
Ο αισθητήρας υπερύθρων περιλαμβάνει οπτικό σύστημα, στοιχείο ανίχνευσης και κύκλωμα μετατροπής. Το οπτικό σύστημα μπορεί να χωριστεί σε τύπο μετάδοσης και τύπο ανάκλασης σύμφωνα με τη διαφορετική δομή. Το στοιχείο ανίχνευσης μπορεί να χωριστεί σε στοιχείο θερμικής ανίχνευσης και φωτοηλεκτρικό στοιχείο ανίχνευσης σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας. Τα θερμίστορ είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα θερμίστορ. Όταν το θερμίστορ υποβάλλεται σε υπέρυθρη ακτινοβολία, η θερμοκρασία αυξάνεται και η αντίσταση αλλάζει (αυτή η αλλαγή μπορεί να είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη, επειδή το θερμίστορ μπορεί να χωριστεί σε θερμίστορ θετικού συντελεστή θερμοκρασίας και σε θερμίστορ αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας), τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε έξοδο ηλεκτρικού σήματος μέσω του κυκλώματος μετατροπής. Τα φωτοηλεκτρικά στοιχεία ανίχνευσης χρησιμοποιούνται συνήθως ως φωτοευαίσθητα στοιχεία, συνήθως κατασκευασμένα από θειούχο μόλυβδο, σεληνιούχο μόλυβδο, αρσενίδιο του ινδίου, αρσενίδιο αντιμονίου, τριμερές κράμα τελλουρίου υδραργύρου, γερμάνιο και πυρίτιο.
Οι αισθητήρες υπερύθρων, ειδικότερα, χρησιμοποιούν την ευαισθησία της μακρινής περιοχής υπέρυθρων για ανθρώπινη φυσική εξέταση, τα υπέρυθρα μήκη κύματος είναι μεγαλύτερα από το ορατό φως και μικρότερα από τα ραδιοκύματα. Το υπέρυθρο κάνει τους ανθρώπους να πιστεύουν ότι εκπέμπονται μόνο από θερμά αντικείμενα, αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι έτσι. Όλα τα αντικείμενα που υπάρχουν στη φύση, όπως ο άνθρωπος, η φωτιά, ο πάγος και ούτω καθεξής, εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες, αλλά το μήκος κύματός τους είναι διαφορετικό λόγω της θερμοκρασίας του αντικειμένου. Η θερμοκρασία του σώματος είναι περίπου 36 ~ 37°C, η οποία εκπέμπει μια μακρινή υπέρυθρη ακτίνα με μέγιστη τιμή 9 ~ 10 μm. Επιπλέον, το αντικείμενο που θερμαίνεται στους 400 ~ 700°C μπορεί να εκπέμψει μια μεσαία υπέρυθρη ακτίνα με τιμή αιχμής 3 ~ 5μm.
οαισθητήρα υπερύθρωνμπορεί να χωριστεί στις δράσεις του:
(1) Η υπέρυθρη γραμμή μετατρέπεται σε θερμότητα και ο τύπος θερμότητας της μεταβαλλόμενης τιμής αντίστασης και το σήμα εξόδου, όπως το ηλεκτρικό δυναμικό δυναμικό, αφαιρούνται από τη θερμότητα.
(2) Το οπτικό αποτέλεσμα του φαινομένου της μετανάστευσης ημιαγωγών και ο κβαντικός τύπος του φαινομένου του φωτοηλεκτρικού δυναμικού λόγω σύνδεσης PN.
Το θερμικό φαινόμενο είναι κοινώς γνωστό ως πυροθερμικό φαινόμενο και τα πιο αντιπροσωπευτικά είναι ο ανιχνευτής ακτινοβολίας (Thermal Bolometer), ο θερμοηλεκτρικός αντιδραστήρας (Thermopile) και τα θερμοηλεκτρικά (Pyroelectric) στοιχεία.
Τα πλεονεκτήματα του θερμικού τύπου είναι: μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασία δωματίου δράση, εξάρτηση από το μήκος κύματος (διαφορετικές αισθητηριακές αλλαγές μήκους κύματος) δεν υπάρχει, το κόστος είναι φθηνό.
Μειονεκτήματα: χαμηλή ευαισθησία, αργή απόκριση (φάσμα mS).
Πλεονεκτήματα του κβαντικού τύπου: υψηλή ευαισθησία, ταχεία απόκριση (το φάσμα του S).
Μειονεκτήματα: πρέπει να κρυώσει (υγρό άζωτο), εξάρτηση από το μήκος κύματος, υψηλή τιμή.
Ο αισθητήρας υπερύθρων περιλαμβάνει οπτικό σύστημα, στοιχείο ανίχνευσης και κύκλωμα μετατροπής. Το οπτικό σύστημα μπορεί να χωριστεί σε τύπο μετάδοσης και τύπο ανάκλασης σύμφωνα με τη διαφορετική δομή. Το στοιχείο ανίχνευσης μπορεί να χωριστεί σε στοιχείο θερμικής ανίχνευσης και φωτοηλεκτρικό στοιχείο ανίχνευσης σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας. Τα θερμίστορ είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα θερμίστορ. Όταν το θερμίστορ υποβάλλεται σε υπέρυθρη ακτινοβολία, η θερμοκρασία αυξάνεται και η αντίσταση αλλάζει (αυτή η αλλαγή μπορεί να είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη, επειδή το θερμίστορ μπορεί να χωριστεί σε θερμίστορ θετικού συντελεστή θερμοκρασίας και σε θερμίστορ αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας), τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε έξοδο ηλεκτρικού σήματος μέσω του κυκλώματος μετατροπής. Τα φωτοηλεκτρικά στοιχεία ανίχνευσης χρησιμοποιούνται συνήθως ως φωτοευαίσθητα στοιχεία, συνήθως κατασκευασμένα από θειούχο μόλυβδο, σεληνιούχο μόλυβδο, αρσενίδιο του ινδίου, αρσενίδιο αντιμονίου, τριμερές κράμα τελλουρίου υδραργύρου, γερμάνιο και πυρίτιο.
Οι αισθητήρες υπερύθρων, ειδικότερα, χρησιμοποιούν την ευαισθησία της μακρινής περιοχής υπέρυθρων για ανθρώπινη φυσική εξέταση, τα υπέρυθρα μήκη κύματος είναι μεγαλύτερα από το ορατό φως και μικρότερα από τα ραδιοκύματα. Το υπέρυθρο κάνει τους ανθρώπους να πιστεύουν ότι εκπέμπονται μόνο από θερμά αντικείμενα, αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι έτσι. Όλα τα αντικείμενα που υπάρχουν στη φύση, όπως ο άνθρωπος, η φωτιά, ο πάγος και ούτω καθεξής, εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες, αλλά το μήκος κύματός τους είναι διαφορετικό λόγω της θερμοκρασίας του αντικειμένου. Η θερμοκρασία του σώματος είναι περίπου 36 ~ 37°C, η οποία εκπέμπει μια μακρινή υπέρυθρη ακτίνα με μέγιστη τιμή 9 ~ 10 μm. Επιπλέον, το αντικείμενο που θερμαίνεται στους 400 ~ 700°C μπορεί να εκπέμψει μια μεσαία υπέρυθρη ακτίνα με τιμή αιχμής 3 ~ 5μm.
οαισθητήρα υπερύθρωνμπορεί να χωριστεί στις δράσεις του:
(1) Η υπέρυθρη γραμμή μετατρέπεται σε θερμότητα και ο τύπος θερμότητας της μεταβαλλόμενης τιμής αντίστασης και το σήμα εξόδου, όπως το ηλεκτρικό δυναμικό δυναμικό, αφαιρούνται από τη θερμότητα.
(2) Το οπτικό αποτέλεσμα του φαινομένου της μετανάστευσης ημιαγωγών και ο κβαντικός τύπος του φαινομένου του φωτοηλεκτρικού δυναμικού λόγω σύνδεσης PN.
Το θερμικό φαινόμενο είναι κοινώς γνωστό ως πυροθερμικό φαινόμενο και τα πιο αντιπροσωπευτικά είναι ο ανιχνευτής ακτινοβολίας (Thermal Bolometer), ο θερμοηλεκτρικός αντιδραστήρας (Thermopile) και τα θερμοηλεκτρικά (Pyroelectric) στοιχεία.
Τα πλεονεκτήματα του θερμικού τύπου είναι: μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασία δωματίου δράση, εξάρτηση από το μήκος κύματος (διαφορετικές αισθητηριακές αλλαγές μήκους κύματος) δεν υπάρχει, το κόστος είναι φθηνό.
Μειονεκτήματα: χαμηλή ευαισθησία, αργή απόκριση (φάσμα mS).
Πλεονεκτήματα του κβαντικού τύπου: υψηλή ευαισθησία, ταχεία απόκριση (το φάσμα του S).
Μειονεκτήματα: πρέπει να κρυώσει (υγρό άζωτο), εξάρτηση από το μήκος κύματος, υψηλή τιμή.
Σχετικά Άρθρα
ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ
