Введення та типи інфрачервоних датчиків
Інфрачервоний датчикце використання інфрачервоних фізичних властивостей для вимірювання датчика. Інфрачервоне світло, також відоме як інфрачервоне світло, має відображення, заломлення, розсіювання, інтерференцію, поглинання та інші властивості. Будь-яка речовина, яка має певну власну температуру (вище абсолютного нуля), може випромінюватиінфрачервоне випромінювання. Вимірювання інфрачервоним датчиком не контактує безпосередньо з вимірюваним об’єктом, тому немає тертя, і має такі переваги, як висока чутливість, швидка відповідь.
Інфрачервоний датчик містить оптичну систему, детектуючий елемент і схему перетворення. Оптичну систему можна розділити на тип передачі та тип відбиття відповідно до різної структури. За принципом роботи детекторний елемент можна розділити на тепловий детекторний елемент і фотоелектричний детекторний елемент. Термістори є найбільш широко використовуваними термісторами. Коли термістор піддається інфрачервоному випромінюванню, температура зростає, а опір змінюється (ця зміна може бути більшою або меншою, оскільки термістор можна розділити на терморезистор з позитивним температурним коефіцієнтом і термістор з негативним температурним коефіцієнтом), який можна перетворити на вихідний електричний сигнал через схему перетворення. Фотоелектричні елементи детектування зазвичай використовуються як світлочутливі елементи, зазвичай виготовлені з сульфіду свинцю, селеніду свинцю, арсеніду індію, арсеніду сурми, потрійного сплаву телуриду ртуті, кадмію, матеріалів, легованих германієм і кремнієм.
Інфрачервоні датчики, зокрема, використовують чутливість далекого інфрачервоного діапазону для фізичного огляду людини, інфрачервоні хвилі довші за видиме світло та коротші за радіохвилі. Інфрачервоне випромінювання змушує людей думати, що воно випромінюється тільки гарячими предметами, але насправді це не так. Усі існуючі в природі об’єкти, такі як люди, вогонь, лід тощо, випромінюють інфрачервоні промені, але їх довжина хвилі різна через температуру об’єкта. Температура тіла становить близько 36 ~ 37 °C, що випромінює дальні інфрачервоні промені з піковим значенням 9 ~ 10 мкм. Крім того, об’єкт, нагрітий до 400 ~ 700°C, може випромінювати середнє інфрачервоне проміння з піковим значенням 3 ~ 5 мкм.
Theінфрачервоний датчикможна розділити на його дії:
(1) Інфрачервона лінія перетворюється на тепло, а тип тепла змінного значення опору та вихідний сигнал, такий як електричний динамічний потенціал, видаляються теплом.
(2) Оптичний ефект явища міграції напівпровідника та квантовий тип ефекту фотоелектричного потенціалу внаслідок PN-з’єднання.
Теплове явище широко відоме як піротермічний ефект, і найбільш репрезентативними є детектор випромінювання (термічний болометр), термоелектричний реактор (термобатарея) і термоелектричні (піроелектричні) елементи.
Перевагами термічного типу є: може працювати при кімнатній температурі, залежність від довжини хвилі (різні сенсорні зміни довжини хвилі) не існує, вартість низька;
Недоліки: низька чутливість, повільний відгук (спектр мС).
Переваги квантового типу: висока чутливість, швидкий відгук (спектр S);
Недоліки: необхідно охолоджувати (рідкий азот), залежність від довжини хвилі, висока ціна;
Інфрачервоний датчик містить оптичну систему, детектуючий елемент і схему перетворення. Оптичну систему можна розділити на тип передачі та тип відбиття відповідно до різної структури. За принципом роботи детекторний елемент можна розділити на тепловий детекторний елемент і фотоелектричний детекторний елемент. Термістори є найбільш широко використовуваними термісторами. Коли термістор піддається інфрачервоному випромінюванню, температура зростає, а опір змінюється (ця зміна може бути більшою або меншою, оскільки термістор можна розділити на терморезистор з позитивним температурним коефіцієнтом і термістор з негативним температурним коефіцієнтом), який можна перетворити на вихідний електричний сигнал через схему перетворення. Фотоелектричні елементи детектування зазвичай використовуються як світлочутливі елементи, зазвичай виготовлені з сульфіду свинцю, селеніду свинцю, арсеніду індію, арсеніду сурми, потрійного сплаву телуриду ртуті, кадмію, матеріалів, легованих германієм і кремнієм.
Інфрачервоні датчики, зокрема, використовують чутливість далекого інфрачервоного діапазону для фізичного огляду людини, інфрачервоні хвилі довші за видиме світло та коротші за радіохвилі. Інфрачервоне випромінювання змушує людей думати, що воно випромінюється тільки гарячими предметами, але насправді це не так. Усі існуючі в природі об’єкти, такі як люди, вогонь, лід тощо, випромінюють інфрачервоні промені, але їх довжина хвилі різна через температуру об’єкта. Температура тіла становить близько 36 ~ 37 °C, що випромінює дальні інфрачервоні промені з піковим значенням 9 ~ 10 мкм. Крім того, об’єкт, нагрітий до 400 ~ 700°C, може випромінювати середнє інфрачервоне проміння з піковим значенням 3 ~ 5 мкм.
Theінфрачервоний датчикможна розділити на його дії:
(1) Інфрачервона лінія перетворюється на тепло, а тип тепла змінного значення опору та вихідний сигнал, такий як електричний динамічний потенціал, видаляються теплом.
(2) Оптичний ефект явища міграції напівпровідника та квантовий тип ефекту фотоелектричного потенціалу внаслідок PN-з’єднання.
Теплове явище широко відоме як піротермічний ефект, і найбільш репрезентативними є детектор випромінювання (термічний болометр), термоелектричний реактор (термобатарея) і термоелектричні (піроелектричні) елементи.
Перевагами термічного типу є: може працювати при кімнатній температурі, залежність від довжини хвилі (різні сенсорні зміни довжини хвилі) не існує, вартість низька;
Недоліки: низька чутливість, повільний відгук (спектр мС).
Переваги квантового типу: висока чутливість, швидкий відгук (спектр S);
Недоліки: необхідно охолоджувати (рідкий азот), залежність від довжини хвилі, висока ціна;
