Дереккөз: Ulink Media
Эпидемиядан кейінгі дәуірде біз инфрақызыл сенсорлардың күн сайын қажет екеніне сенеміз. Жол жүру барысында баратын жерімізге жеткенше температураны қайта-қайта өлшеуіміз керек. Шын мәнінде, көптеген инфрақызыл сенсорлары бар температураны өлшеу көптеген маңызды рөл атқарады. Енді инфрақызыл сенсорды мұқият қарастырайық.
Инфрақызыл сенсорларға кіріспе
Абсолюттік нөлден (-273°C) жоғары кез келген нәрсе, былайша айтқанда, қоршаған кеңістікке үнемі инфрақызыл энергия шығарады. Ал инфрақызыл сенсор объектінің инфрақызыл энергиясын сезініп, оны электрлік компоненттерге айналдыра алады. Инфрақызыл сенсор оптикалық жүйеден, детекторлық элементтен және түрлендіру тізбегінен тұрады.
Оптикалық жүйені құрылымына байланысты беру түріне және шағылысу түріне бөлуге болады. Беріліс екі компонентті қажет етеді, бірі инфрақызыл сәулелерді жіберетін, екіншісі инфрақызыл сәулелерді қабылдайтын. Екінші жағынан, шағылыстырғышқа қажетті ақпаратты жинау үшін тек бір сенсор қажет.
Детектор элементін жұмыс принципіне сәйкес жылу детекторы және фотоэлектрлік детекторы деп бөлуге болады. Термисторлар ең көп қолданылатын термисторлар болып табылады. Термистор инфрақызыл сәулеленуге ұшыраған кезде температура жоғарылайды, ал кедергі өзгереді (бұл өзгеріс үлкенірек немесе кішірек болуы мүмкін, себебі термисторды оң температура коэффициенті термисторы және теріс температура коэффициенті термисторы деп бөлуге болады), оны түрлендіру тізбегі арқылы электр сигналының шығысына айналдыруға болады. Фотоэлектрлік детекторы элементтері әдетте фотосезімтал элементтер ретінде қолданылады, әдетте қорғасын сульфидінен, қорғасын селенидінен, индий арсенидінен, сурьма арсенидінен, сынап кадмий теллуридінің үштік қорытпасынан, германий және кремний легирленген материалдардан жасалады.
Әртүрлі сигналдарды өңдеу және түрлендіру тізбектеріне сәйкес, инфрақызыл сенсорларды аналогтық және цифрлық түрге бөлуге болады. Аналогтық пироэлектрлік инфрақызыл сенсордың сигналдарды өңдеу тізбегі өрістік түтік болып табылады, ал цифрлық пироэлектрлік инфрақызыл сенсордың сигналдарды өңдеу тізбегі цифрлық чип болып табылады.
Инфрақызыл сенсордың көптеген функциялары үш сезімтал компоненттің: оптикалық жүйенің, анықтау элементінің және түрлендіру тізбегінің әртүрлі пермутациялары мен комбинациялары арқылы жүзеге асырылады. Инфрақызыл сенсорлардың өзгеріс енгізген басқа да салаларын қарастырайық.
Инфрақызыл сенсорды қолдану
1. Газды анықтау
Инфрақызыл оптикалық газ сенсорының жұмыс принципі - бұл әртүрлі газ молекулаларының жақын инфрақызыл спектрлік селективті жұтылу сипаттамаларына негізделген, газ концентрациясы мен жұтылу күшінің қатынасын (Ламберт-Билл Ламберт Бир заңы) пайдаланып, газ компонентінің концентрациясын анықтау және анықтау.
Инфрақызыл сенсорларды жоғарыдағы суретте көрсетілгендей инфрақызыл талдау картасын алу үшін пайдалануға болады. Әртүрлі атомдардан тұратын молекулалар бірдей жиіліктегі инфрақызыл жарық сәулелену кезінде инфрақызыл сіңіруге ұшырайды, бұл инфрақызыл жарықтың қарқындылығының өзгеруіне әкеледі. Әртүрлі толқын шыңдарына сәйкес қоспадағы газ түрлерін анықтауға болады.
Бір инфрақызыл сіңіру шыңының орналасуына сәйкес, тек газ молекуласында қандай топтар бар екенін анықтауға болады. Газ түрін дәл анықтау үшін газдың ортаңғы инфрақызыл аймағындағы барлық сіңіру шыңдарының орналасуын, атап айтқанда, газдың инфрақызыл сіңіру саусақ ізін қарауымыз керек. Инфрақызыл спектр арқылы қоспадағы әрбір газдың құрамын тез талдауға болады.
Инфрақызыл газ сенсорлары мұнай-химия, металлургия өнеркәсібі, жұмыс жағдайындағы тау-кен өндірісі, ауаның ластануын бақылау және көміртекті бейтараптандыруға байланысты анықтау, ауыл шаруашылығы және басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Қазіргі уақытта орташа инфрақызыл лазерлер қымбат. Болашақта көптеген салалар газды анықтау үшін инфрақызыл сенсорларды пайдаланатындықтан, инфрақызыл газ сенсорлары әлдеқайда жақсы және арзан болады деп ойлаймын.
2. Инфрақызыл қашықтықты өлшеу
Инфрақызыл диапазонды сенсор - инфрақызыл сәулені өлшеу жүйесінің құралы ретінде пайдалануға арналған сенсорлық құрылғының бір түрі, кең өлшеу диапазоны, қысқа жауап беру уақыты, негізінен заманауи ғылым мен техникада, ұлттық қорғаныс, өнеркәсіп және ауыл шаруашылығы салаларында қолданылады.
Инфрақызыл қашықтық сенсорында инфрақызыл сигналды тарату және қабылдау диодтары жұбы бар, олар инфрақызыл қашықтық сенсорын пайдаланып инфрақызыл жарық сәулесін шығарады, нысанға сәуле түсіргеннен кейін шағылысу процесін қалыптастырады, сигналды қабылдағаннан кейін сенсорға шағылыстырады, содан кейін CCD кескін өңдеуін қолданады, уақыт айырмашылығы деректерін қабылдайды және қабылдайды. Нысанның қашықтығы сигнал процессорымен өңделгеннен кейін есептеледі. Мұны тек табиғи беттерде ғана емес, сонымен қатар шағылыстыратын панельдерде де қолдануға болады. Қашықтықты өлшеу, жоғары жиілікті жауап, қатал өнеркәсіптік орталарға жарамды.
3. Инфрақызыл тарату
Инфрақызыл сенсорларды пайдаланып деректерді беру де кеңінен қолданылады. Теледидардың қашықтан басқару пульті теледидарды қашықтан басқару үшін инфрақызыл сигналдарды пайдаланады; Ұялы телефондар деректерді инфрақызыл сигнал арқылы жібере алады. Бұл инфрақызыл технология алғаш рет жасалғаннан бері қолданылып келе жатқан қолданбалар.
4. Инфрақызыл жылулық кескін
Жылу бейнелеу құрылғысы - температурасы абсолютті нөлден жоғары барлық нысандар шығаратын инфрақызыл сәулеленуді түсіре алатын пассивті сенсор. Жылу бейнелеу құрылғысы бастапқыда әскери бақылау және түнгі көру құралы ретінде жасалған, бірақ ол кеңінен қолданыла бастаған сайын бағасы төмендеп, қолдану аясы айтарлықтай кеңейе түсті. Жылу бейнелеу құрылғысының қолданылуына жануарлар, ауыл шаруашылығы, құрылыс, газды анықтау, өнеркәсіптік және әскери қолданыстар, сондай-ақ адамдарды анықтау, бақылау және сәйкестендіру кіреді. Соңғы жылдары инфрақызыл жылу бейнелеу көптеген қоғамдық орындарда өнімдердің температурасын жылдам өлшеу үшін қолданылып келеді.
5. Инфрақызыл индукция
Инфрақызыл индукциялық қосқыш - инфрақызыл индукциялық технологияға негізделген автоматты басқару қосқышы. Ол сыртқы әлемнен шығарылатын инфрақызыл жылуды сезу арқылы автоматты басқару функциясын жүзеге асырады. Ол шамдарды, автоматты есіктерді, ұрлыққа қарсы дабылдарды және басқа да электр жабдықтарын тез аша алады.
Инфрақызыл сенсордың Fresnel линзасы арқылы адам денесінен шығатын шашыраңқы инфрақызыл жарықты қосқыш арқылы сезуге болады, осылайша жарықты қосу сияқты әртүрлі автоматты басқару функцияларын жүзеге асыруға болады. Соңғы жылдары ақылды үйдің танымал болуымен инфрақызыл сенсор ақылды қоқыс жәшіктерінде, ақылды дәретханаларда, ақылды қимыл қосқыштарында, индукциялық есіктерде және басқа да ақылды өнімдерде қолданыла бастады. Инфрақызыл сенсор тек адамдарды сенсорлаумен ғана шектелмейді, сонымен қатар көбірек функцияларға қол жеткізу үшін үнемі жаңартылып отырады.
Қорытынды
Соңғы жылдары Заттар интернеті индустриясы қарқынды дамып, кең нарықтық перспективаға ие болды. Осыған байланысты инфрақызыл сенсорлар нарығы да одан әрі өсті. Сондықтан Қытайдың инфрақызыл детекторлар нарығының көлемі өсуді жалғастыруда. Деректерге сәйкес, 2019 жылы Қытайдың инфрақызыл детекторлар нарығының көлемі шамамен 400 миллион юаньды құрады, 2020 жылға қарай бұл көрсеткіш шамамен 500 миллион юаньға жетеді. Инфрақызыл температураны өлшеуге және инфрақызыл газды анықтау үшін көміртекті бейтараптандыруға деген сұраныспен бірге инфрақызыл сенсорлар нарығының көлемі болашақта өте үлкен болады.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 16 мамыр