معرفی و انواع سنسورهای مادون قرمز
سنسور مادون قرمزاستفاده از خواص فیزیکی مادون قرمز برای اندازه گیری سنسور است. مادون قرمز همچنین به عنوان نور مادون قرمز شناخته می شود، دارای انعکاس، شکست، پراکندگی، تداخل، جذب و سایر خواص است. هر ماده ای که دمای معینی برای خود دارد (بالای صفر مطلق) می تواند ساطع کنداشعه مادون قرمز. اندازه گیری سنسور مادون قرمز مستقیماً با جسم اندازه گیری شده تماس ندارد، بنابراین اصطکاک وجود ندارد و دارای مزایای حساسیت بالا، پاسخ سریع است.
سنسور مادون قرمز شامل سیستم نوری، عنصر تشخیص و مدار تبدیل است. سیستم نوری را می توان با توجه به ساختار مختلف به نوع انتقال و نوع بازتاب تقسیم کرد. عنصر آشکارساز را می توان با توجه به اصل کار به عنصر تشخیص حرارتی و عنصر تشخیص فوتوالکتریک تقسیم کرد. ترمیستورها پرمصرف ترین ترمیستورها هستند. هنگامی که ترمیستور تحت تابش مادون قرمز قرار می گیرد، دما افزایش می یابد و مقاومت تغییر می کند (این تغییر ممکن است بزرگتر یا کوچکتر باشد، زیرا ترمیستور را می توان به ترمیستور با ضریب دمای مثبت و ترمیستور ضریب دمای منفی تقسیم کرد) که می تواند به سیگنال خروجی سیگنال الکتریکی تبدیل شود. از طریق مدار تبدیل عناصر تشخیص فوتوالکتریک معمولاً به عنوان عناصر حساس به نور استفاده می شوند که معمولاً از سولفید سرب، سلنید سرب، آرسنید ایندیم، آرسنید آنتیموان، آلیاژ سه تایی جیوه کادمیوم تلورید، ژرمانیوم و مواد دوپ شده سیلیکون ساخته می شوند.
سنسورهای مادون قرمز، به ویژه، از حساسیت محدوده مادون قرمز دور برای معاینه فیزیکی انسان استفاده می کنند، طول موج مادون قرمز بیشتر از نور مرئی و کوتاهتر از امواج رادیویی است. مادون قرمز باعث می شود مردم فکر کنند که فقط توسط اجسام داغ منتشر می شود، اما در واقع اینطور نیست. تمام اجسام موجود در طبیعت مانند انسان، آتش، یخ و غیره همگی پرتوهای مادون قرمز ساطع می کنند، اما طول موج آنها به دلیل دمای جسم متفاوت است. دمای بدن حدود 36 تا 37 درجه سانتیگراد است که یک پرتو مادون قرمز دور با حداکثر مقدار 9 تا 10 میکرومتر ساطع می کند. علاوه بر این، جسمی که تا دمای 400 ~ 700 درجه سانتیگراد گرم می شود می تواند یک پرتو مادون قرمز میانی با مقدار اوج 3 تا 5 میکرومتر ساطع کند.
اینسنسور مادون قرمزرا می توان به اقدامات آن تقسیم کرد:
(1) خط مادون قرمز به گرما تبدیل می شود و نوع گرمای مقدار مقاومت در حال تغییر و سیگنال خروجی مانند پتانسیل دینامیکی الکتریکی توسط گرما حذف می شود.
(2) اثر نوری پدیده مهاجرت نیمه هادی و نوع کوانتومی اثر پتانسیل فوتوالکتریک ناشی از اتصال PN.
پدیده حرارتی معمولاً به عنوان اثر حرارتی شناخته می شود و عناصر آشکارساز تشعشع (ترمال بولومتر)، راکتور ترموالکتریک (Thermopile) و ترموالکتریک (Pyroelectric) هستند.
مزایای نوع حرارتی عبارتند از: می تواند در دمای اتاق عمل کند، وابستگی به طول موج (تغییرات حسی طول موج های مختلف) وجود ندارد، هزینه ارزان است.
معایب: حساسیت کم، پاسخ آهسته (طیف mS).
مزایای نوع کوانتومی: حساسیت بالا، پاسخ سریع (طیف S).
معایب: باید خنک شود (نیتروژن مایع)، وابستگی به طول موج، قیمت بالا.
سنسور مادون قرمز شامل سیستم نوری، عنصر تشخیص و مدار تبدیل است. سیستم نوری را می توان با توجه به ساختار مختلف به نوع انتقال و نوع بازتاب تقسیم کرد. عنصر آشکارساز را می توان با توجه به اصل کار به عنصر تشخیص حرارتی و عنصر تشخیص فوتوالکتریک تقسیم کرد. ترمیستورها پرمصرف ترین ترمیستورها هستند. هنگامی که ترمیستور تحت تابش مادون قرمز قرار می گیرد، دما افزایش می یابد و مقاومت تغییر می کند (این تغییر ممکن است بزرگتر یا کوچکتر باشد، زیرا ترمیستور را می توان به ترمیستور با ضریب دمای مثبت و ترمیستور ضریب دمای منفی تقسیم کرد) که می تواند به سیگنال خروجی سیگنال الکتریکی تبدیل شود. از طریق مدار تبدیل عناصر تشخیص فوتوالکتریک معمولاً به عنوان عناصر حساس به نور استفاده می شوند که معمولاً از سولفید سرب، سلنید سرب، آرسنید ایندیم، آرسنید آنتیموان، آلیاژ سه تایی جیوه کادمیوم تلورید، ژرمانیوم و مواد دوپ شده سیلیکون ساخته می شوند.
سنسورهای مادون قرمز، به ویژه، از حساسیت محدوده مادون قرمز دور برای معاینه فیزیکی انسان استفاده می کنند، طول موج مادون قرمز بیشتر از نور مرئی و کوتاهتر از امواج رادیویی است. مادون قرمز باعث می شود مردم فکر کنند که فقط توسط اجسام داغ منتشر می شود، اما در واقع اینطور نیست. تمام اجسام موجود در طبیعت مانند انسان، آتش، یخ و غیره همگی پرتوهای مادون قرمز ساطع می کنند، اما طول موج آنها به دلیل دمای جسم متفاوت است. دمای بدن حدود 36 تا 37 درجه سانتیگراد است که یک پرتو مادون قرمز دور با حداکثر مقدار 9 تا 10 میکرومتر ساطع می کند. علاوه بر این، جسمی که تا دمای 400 ~ 700 درجه سانتیگراد گرم می شود می تواند یک پرتو مادون قرمز میانی با مقدار اوج 3 تا 5 میکرومتر ساطع کند.
اینسنسور مادون قرمزرا می توان به اقدامات آن تقسیم کرد:
(1) خط مادون قرمز به گرما تبدیل می شود و نوع گرمای مقدار مقاومت در حال تغییر و سیگنال خروجی مانند پتانسیل دینامیکی الکتریکی توسط گرما حذف می شود.
(2) اثر نوری پدیده مهاجرت نیمه هادی و نوع کوانتومی اثر پتانسیل فوتوالکتریک ناشی از اتصال PN.
پدیده حرارتی معمولاً به عنوان اثر حرارتی شناخته می شود و عناصر آشکارساز تشعشع (ترمال بولومتر)، راکتور ترموالکتریک (Thermopile) و ترموالکتریک (Pyroelectric) هستند.
مزایای نوع حرارتی عبارتند از: می تواند در دمای اتاق عمل کند، وابستگی به طول موج (تغییرات حسی طول موج های مختلف) وجود ندارد، هزینه ارزان است.
معایب: حساسیت کم، پاسخ آهسته (طیف mS).
مزایای نوع کوانتومی: حساسیت بالا، پاسخ سریع (طیف S).
معایب: باید خنک شود (نیتروژن مایع)، وابستگی به طول موج، قیمت بالا.
