faqe_banner

Sipas klasifikimit, sensorët infra të kuqe mund të ndahen në sensorë termikë dhe sensorë fotonikë.

Sensori termik

Detektori termik përdor elementin e zbulimit për të thithur rrezatimin infra të kuq për të prodhuar një rritje të temperaturës, dhe më pas të shoqëruar nga ndryshime në disa veti fizike.Matja e ndryshimeve në këto veti fizike mund të masë energjinë ose fuqinë që thith.Procesi specifik është si më poshtë: Hapi i parë është thithja e rrezatimit infra të kuqe nga detektori termik për të shkaktuar një rritje të temperaturës;hapi i dytë është përdorimi i disa efekteve të temperaturës të detektorit termik për të kthyer rritjen e temperaturës në një ndryshim të energjisë elektrike.Ekzistojnë katër lloje të ndryshimeve të vetive fizike që përdoren zakonisht: lloji i termistorit, lloji i termoelementit, lloji piroelektrik dhe tipi pneumatik Gaolai.

# Lloji i termistorit

Pasi materiali i ndjeshëm ndaj nxehtësisë thith rrezatimin infra të kuqe, temperatura rritet dhe vlera e rezistencës ndryshon.Madhësia e ndryshimit të rezistencës është proporcionale me energjinë e absorbuar të rrezatimit infra të kuqe.Detektorët infra të kuq të bërë duke ndryshuar rezistencën pasi një substancë thith rrezatim infra të kuqe quhen termistorë.Termistorët përdoren shpesh për të matur rrezatimin termik.Ekzistojnë dy lloje të termistorëve: metal dhe gjysmëpërçues.

R(T)=AT−CeD/T

R(T): vlera e rezistencës;T: temperatura;A, C, D: konstante që ndryshojnë me materialin.

Termistori metalik ka një koeficient pozitiv të rezistencës së temperaturës dhe vlera e tij absolute është më e vogël se ajo e një gjysmëpërçuesi.Marrëdhënia midis rezistencës dhe temperaturës është në thelb lineare dhe ka rezistencë të fortë ndaj temperaturës së lartë.Më së shumti përdoret për matjen e simulimit të temperaturës;

Termistorët gjysmëpërçues janë pikërisht e kundërta, të përdorura për zbulimin e rrezatimit, siç janë alarmet, sistemet e mbrojtjes nga zjarri dhe kërkimi dhe gjurmimi i radiatorëve termikë.

# Lloji termoçift

Termoçifti, i quajtur edhe termoçift, është pajisja më e hershme e zbulimit termoelektrik dhe parimi i tij i punës është efekti piroelektrik.Një kryqëzim i përbërë nga dy materiale përcjellëse të ndryshme mund të gjenerojë forcë elektromotore në kryqëzim.Fundi i rrezatimit marrës të termoçiftit quhet fundi i nxehtë dhe skaji tjetër quhet fundi i ftohtë.I ashtuquajturi efekt termoelektrik, domethënë nëse këto dy materiale përcjellëse të ndryshme lidhen në një lak, kur temperatura në të dy nyjet është e ndryshme, rryma do të gjenerohet në lak.

Për të përmirësuar koeficientin e përthithjes, në skajin e nxehtë vendoset fletë ari i zi për të formuar materialin e termoelementit, i cili mund të jetë metal ose gjysmëpërçues.Struktura mund të jetë ose një linjë ose një entitet në formë shiriti, ose një film i hollë i bërë nga teknologjia e depozitimit me vakum ose teknologjia fotolitografike.Termoçiftet e tipit entitet përdoren kryesisht për matjen e temperaturës dhe termoçiftet e tipit me shtresë të hollë (të përbërë nga shumë termoçift në seri) përdoren kryesisht për të matur rrezatimin.

Konstanta kohore e detektorit infra të kuqe të tipit termoelement është relativisht e madhe, kështu që koha e përgjigjes është relativisht e gjatë dhe karakteristikat dinamike janë relativisht të dobëta.Frekuenca e ndryshimit të rrezatimit në anën veriore në përgjithësi duhet të jetë nën 10 HZ.Në aplikimet praktike, disa termoçifte shpesh lidhen në seri për të formuar një termopil për të zbuluar intensitetin e rrezatimit infra të kuqe.

# Lloji piroelektrik

Detektorët piroelektrikë infra të kuqe janë bërë nga kristale piroelektrike ose "ferroelektrike" me polarizim.Kristal piroelektrik është një lloj kristali piezoelektrik, i cili ka një strukturë jocentrosimetrike.Në gjendjen natyrore, qendrat e ngarkesës pozitive dhe negative nuk përkojnë në drejtime të caktuara dhe në sipërfaqen e kristalit formohen një sasi e caktuar ngarkesash të polarizuara, e cila quhet polarizim spontan.Kur temperatura e kristalit ndryshon, mund të shkaktojë zhvendosjen e qendrës së ngarkesave pozitive dhe negative të kristalit, kështu që ngarkesa e polarizimit në sipërfaqe ndryshon në përputhje me rrethanat.Zakonisht sipërfaqja e saj kap ngarkesat lundruese në atmosferë dhe ruan një gjendje ekuilibri elektrik.Kur sipërfaqja e ferroelektrikut është në ekuilibër elektrik, kur rrezet infra të kuqe rrezatohen në sipërfaqen e tij, temperatura e ferroelektrikut (fletës) rritet me shpejtësi, intensiteti i polarizimit bie shpejt dhe ngarkesa e lidhur zvogëlohet ndjeshëm;ndërsa ngarkesa lundruese në sipërfaqe ndryshon ngadalë.Nuk ka asnjë ndryshim në trupin e brendshëm ferroelektrik.

Në një kohë shumë të shkurtër nga ndryshimi i intensitetit të polarizimit të shkaktuar nga ndryshimi i temperaturës në gjendjen e ekuilibrit elektrik në sipërfaqe përsëri, ngarkesat lundruese të tepërta shfaqen në sipërfaqen e ferroelektrikut, që është e barabartë me çlirimin e një pjese të ngarkesës.Ky fenomen quhet efekti piroelektrik.Meqenëse ngarkesa e lirë kërkon një kohë të gjatë për të neutralizuar ngarkesën e lidhur në sipërfaqe, duhen më shumë se disa sekonda, dhe koha e relaksimit të polarizimit spontan të kristalit është shumë e shkurtër, rreth 10-12 sekonda, kështu që Kristali piroelektrik mund t'i përgjigjet ndryshimeve të shpejta të temperaturës.

# Tipi pneumatik Gaolai

Kur gazi thith rrezatimin infra të kuq nën kushtin e mbajtjes së një vëllimi të caktuar, temperatura do të rritet dhe presioni do të rritet.Madhësia e rritjes së presionit është në përpjesëtim me fuqinë e rrezatimit infra të kuqe të përthithur, kështu që fuqia e rrezatimit infra të kuqe të absorbuar mund të matet.Detektorët me rreze infra të kuqe të bërë nga parimet e mësipërme quhen detektorë gazi, dhe tubi Gao Lai është një detektor tipik gazi.

Sensori i fotonit

Detektorët infra të kuqe fotonike përdorin materiale të caktuara gjysmëpërçuese për të prodhuar efekte fotoelektrike nën rrezatimin e rrezatimit infra të kuq për të ndryshuar vetitë elektrike të materialeve.Duke matur ndryshimet në vetitë elektrike, mund të përcaktohet intensiteti i rrezatimit infra të kuq.Detektorët infra të kuqe të krijuara nga efekti fotoelektrik quhen kolektivisht detektorë fotonikë.Karakteristikat kryesore janë ndjeshmëria e lartë, shpejtësia e shpejtë e përgjigjes dhe frekuenca e lartë e përgjigjes.Por në përgjithësi duhet të punojë në temperatura të ulëta dhe brezi i zbulimit është relativisht i ngushtë.

Sipas parimit të punës së detektorit të fotonit, ai përgjithësisht mund të ndahet në një fotodetektor të jashtëm dhe një fotodetektor të brendshëm.Fotodetektorët e brendshëm ndahen në detektorë fotopërçues, detektorë fotovoltaikë dhe detektorë fotomagnetoelektrikë.

# Fotodetektor i jashtëm (pajisje PE)

Kur drita bie në sipërfaqen e disa metaleve, oksideve metalike ose gjysmëpërçuesve, nëse energjia e fotonit është mjaft e madhe, sipërfaqja mund të lëshojë elektrone.Ky fenomen kolektivisht quhet emetim fotoelektroni, i cili i përket efektit të jashtëm fotoelektrik.Fototubat dhe tubat e fotoshumëzuesit i përkasin këtij lloji të detektorit të fotonit.Shpejtësia e përgjigjes është e shpejtë, dhe në të njëjtën kohë, produkti i tubit të fotoshumëzuesit ka një fitim shumë të lartë, i cili mund të përdoret për matjen e një fotoni të vetëm, por diapazoni i gjatësisë së valës është relativisht i ngushtë dhe më i gjati është vetëm 1700 nm.

# Detektor fotopërçues

Kur një gjysmëpërçues thith fotonet e incidentit, disa elektrone dhe vrima në gjysmëpërçues ndryshojnë nga një gjendje jopërçuese në një gjendje të lirë që mund të përçojë elektricitetin, duke rritur kështu përçueshmërinë e gjysmëpërçuesit.Ky fenomen quhet efekti i fotopërçueshmërisë.Detektorët infra të kuqe të prodhuara nga efekti fotopërçues i gjysmëpërçuesve quhen detektorë fotopërçues.Aktualisht, është lloji më i përdorur i detektorit të fotonit.

# Detektor fotovoltaik (pajisje PU)

Kur rrezatimi infra i kuq rrezatohet në kryqëzimin PN të strukturave të caktuara të materialit gjysmëpërçues, nën veprimin e fushës elektrike në kryqëzimin PN, elektronet e lira në zonën P lëvizin në zonën N dhe vrimat në zonën N lëvizin në Zona P.Nëse kryqëzimi PN është i hapur, një potencial elektrik shtesë gjenerohet në të dy skajet e kryqëzimit PN i quajtur forca fotoelektromotore.Detektorët e bërë duke përdorur efektin e forcës foto elektromotore quhen detektorë fotovoltaikë ose detektorë me rreze infra të kuqe.

# Detektor magnetoelektrik optik

Një fushë magnetike aplikohet anash në mostër.Kur sipërfaqja gjysmëpërçuese thith fotone, elektronet dhe vrimat e krijuara shpërndahen në trup.Gjatë procesit të difuzionit, elektronet dhe vrimat zhvendosen në të dy skajet e kampionit për shkak të efektit të fushës magnetike anësore.Ekziston një ndryshim i mundshëm midis të dy skajeve.Ky fenomen quhet efekti opto-magnetoelektrik.Detektorët e bërë nga efekti foto-magnetoelektrik quhen detektorë foto-magneto-elektrikë (të referuar si pajisje PEM).


Koha e postimit: Shtator-27-2021