Wprowadzenie i typy czujników podczerwieni
Czujnik podczerwienipolega na wykorzystaniu właściwości fizycznych podczerwieni do pomiaru czujnika. Podczerwień, znana również jako światło podczerwone, ma odbicie, załamanie, rozpraszanie, zakłócenia, absorpcję i inne właściwości. Emitować może każda substancja, która ma określoną temperaturę (powyżej zera absolutnego).promieniowanie podczerwone. Pomiar czujnikiem podczerwieni nie styka się bezpośrednio z mierzonym obiektem, więc nie ma tarcia i ma zalety wysokiej czułości i szybkiej reakcji.
Czujnik podczerwieni składa się z układu optycznego, elementu detekcyjnego i obwodu przetwarzającego. Układ optyczny można podzielić na typ transmisji i typ odbicia zgodnie z inną strukturą. Element wykrywający można podzielić na element wykrywający termiczny i element wykrywający fotoelektryczny zgodnie z zasadą działania. Termistory są najczęściej stosowanymi termistorami. Kiedy termistor jest poddawany działaniu promieniowania podczerwonego, temperatura wzrasta i zmienia się rezystancja (zmiana ta może być większa lub mniejsza, ponieważ termistor można podzielić na termistor o dodatnim współczynniku temperaturowym i termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym), który można przekształcić w sygnał elektryczny poprzez obwód konwersji. Fotoelektryczne elementy detekcyjne są powszechnie stosowane jako elementy światłoczułe i zwykle wykonane z siarczku ołowiu, selenku ołowiu, arsenku indu, arsenku antymonu, trójskładnikowego stopu tellurku rtęci i kadmu, materiałów domieszkowanych germanem i krzemem.
W szczególności czujniki podczerwieni wykorzystują czułość zakresu dalekiej podczerwieni do badania fizykalnego człowieka, fale podczerwieni są dłuższe niż światło widzialne i krótsze niż fale radiowe. Podczerwień sprawia, że ludzie myślą, że jest emitowana tylko przez gorące obiekty, ale w rzeczywistości tak nie jest. Wszystkie obiekty istniejące w przyrodzie, takie jak ludzie, ogień, lód itd., emitują promienie podczerwone, ale ich długość fali jest różna ze względu na temperaturę obiektu. Temperatura ciała wynosi około 36 ~ 37°C, co emituje promień dalekiej podczerwieni o wartości szczytowej 9 ~ 10 μm. Ponadto obiekt nagrzany do temperatury 400 ~ 700°C może emitować promień średniej podczerwieni o wartości szczytowej 3 ~ 5 μm.
Theczujnik podczerwienimożna podzielić na jego działania:
(1) Linia podczerwieni jest przekształcana w ciepło, a rodzaj ciepła zmieniającej się wartości rezystancji oraz sygnał wyjściowy, taki jak potencjał elektryczny i dynamiczny, są usuwane przez ciepło.
(2) Efekt optyczny zjawiska migracji półprzewodników i kwantowy charakter efektu potencjału fotoelektrycznego wywołanego połączeniem PN.
Zjawisko termiczne jest powszechnie znane jako efekt pirotermiczny, a najbardziej reprezentatywne są elementy detektora promieniowania (Thermal Bolometer), reaktora termoelektrycznego (Thermopile) i elementy termoelektryczne (piroelektryczne).
Zaletami typu termicznego są: możliwość działania w temperaturze pokojowej, zależność od długości fali (zmiany sensoryczne o różnej długości fali) nie istnieje, koszt jest tani;
Wady: niska czułość, powolna reakcja (widmo mS).
Zalety typu kwantowego: wysoka czułość, szybka reakcja (widmo S);
Wady: musi chłodzić (ciekły azot), zależność od długości fali, wysoka cena;
Czujnik podczerwieni składa się z układu optycznego, elementu detekcyjnego i obwodu przetwarzającego. Układ optyczny można podzielić na typ transmisji i typ odbicia zgodnie z inną strukturą. Element wykrywający można podzielić na element wykrywający termiczny i element wykrywający fotoelektryczny zgodnie z zasadą działania. Termistory są najczęściej stosowanymi termistorami. Kiedy termistor jest poddawany działaniu promieniowania podczerwonego, temperatura wzrasta i zmienia się rezystancja (zmiana ta może być większa lub mniejsza, ponieważ termistor można podzielić na termistor o dodatnim współczynniku temperaturowym i termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym), który można przekształcić w sygnał elektryczny poprzez obwód konwersji. Fotoelektryczne elementy detekcyjne są powszechnie stosowane jako elementy światłoczułe i zwykle wykonane z siarczku ołowiu, selenku ołowiu, arsenku indu, arsenku antymonu, trójskładnikowego stopu tellurku rtęci i kadmu, materiałów domieszkowanych germanem i krzemem.
W szczególności czujniki podczerwieni wykorzystują czułość zakresu dalekiej podczerwieni do badania fizykalnego człowieka, fale podczerwieni są dłuższe niż światło widzialne i krótsze niż fale radiowe. Podczerwień sprawia, że ludzie myślą, że jest emitowana tylko przez gorące obiekty, ale w rzeczywistości tak nie jest. Wszystkie obiekty istniejące w przyrodzie, takie jak ludzie, ogień, lód itd., emitują promienie podczerwone, ale ich długość fali jest różna ze względu na temperaturę obiektu. Temperatura ciała wynosi około 36 ~ 37°C, co emituje promień dalekiej podczerwieni o wartości szczytowej 9 ~ 10 μm. Ponadto obiekt nagrzany do temperatury 400 ~ 700°C może emitować promień średniej podczerwieni o wartości szczytowej 3 ~ 5 μm.
Theczujnik podczerwienimożna podzielić na jego działania:
(1) Linia podczerwieni jest przekształcana w ciepło, a rodzaj ciepła zmieniającej się wartości rezystancji oraz sygnał wyjściowy, taki jak potencjał elektryczny i dynamiczny, są usuwane przez ciepło.
(2) Efekt optyczny zjawiska migracji półprzewodników i kwantowy charakter efektu potencjału fotoelektrycznego wywołanego połączeniem PN.
Zjawisko termiczne jest powszechnie znane jako efekt pirotermiczny, a najbardziej reprezentatywne są elementy detektora promieniowania (Thermal Bolometer), reaktora termoelektrycznego (Thermopile) i elementy termoelektryczne (piroelektryczne).
Zaletami typu termicznego są: możliwość działania w temperaturze pokojowej, zależność od długości fali (zmiany sensoryczne o różnej długości fali) nie istnieje, koszt jest tani;
Wady: niska czułość, powolna reakcja (widmo mS).
Zalety typu kwantowego: wysoka czułość, szybka reakcja (widmo S);
Wady: musi chłodzić (ciekły azot), zależność od długości fali, wysoka cena;
