इन्फ्रारेड सेन्सर्सचा परिचय आणि प्रकार
इन्फ्रारेड सेन्सरसेन्सर मोजण्यासाठी इन्फ्रारेड भौतिक गुणधर्मांचा वापर आहे. इन्फ्रारेडला इन्फ्रारेड प्रकाश असेही म्हणतात, त्यात परावर्तन, अपवर्तन, विखुरणे, हस्तक्षेप, शोषण आणि इतर गुणधर्म आहेत. कोणतेही पदार्थ ज्याचे स्वतःचे विशिष्ट तापमान असते (निरपेक्ष शून्याच्या वर) उत्सर्जन करू शकतेइन्फ्रारेड विकिरण. इन्फ्रारेड सेन्सर मापन मोजलेल्या वस्तूशी थेट संपर्क साधत नाही, त्यामुळे घर्षण होत नाही आणि उच्च संवेदनशीलता, जलद प्रतिसादाचे फायदे आहेत.
इन्फ्रारेड सेन्सरमध्ये ऑप्टिकल सिस्टम, डिटेक्टिंग एलिमेंट आणि कन्व्हर्जन सर्किट समाविष्ट आहे. वेगवेगळ्या संरचनेनुसार ऑप्टिकल सिस्टम ट्रान्समिशन प्रकार आणि प्रतिबिंब प्रकारात विभागली जाऊ शकते. कार्याच्या तत्त्वानुसार शोध घटक थर्मल शोध घटक आणि फोटोइलेक्ट्रिक शोध घटकांमध्ये विभागले जाऊ शकतात. थर्मिस्टर्स हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे थर्मिस्टर्स आहेत. जेव्हा थर्मिस्टर इन्फ्रारेड रेडिएशनच्या अधीन होतो तेव्हा तापमान वाढते आणि प्रतिकार बदलतो (हा बदल मोठा किंवा लहान असू शकतो, कारण थर्मिस्टरला सकारात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टर आणि नकारात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टरमध्ये विभागले जाऊ शकते), जे इलेक्ट्रिकल सिग्नल आउटपुटमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते. रूपांतरण सर्किटद्वारे. फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन घटक सामान्यत: प्रकाशसंवेदनशील घटक म्हणून वापरले जातात, सामान्यतः लीड सल्फाइड, लीड सेलेनाइड, इंडियम आर्सेनाइड, अँटीमोनी आर्सेनाइड, पारा कॅडमियम टेल्युराइड टर्नरी मिश्र धातु, जर्मेनियम आणि सिलिकॉन डोपेड सामग्रीपासून बनविलेले असतात.
इन्फ्रारेड सेन्सर्स, विशेषतः, मानवी शारीरिक तपासणीसाठी दूरच्या अवरक्त श्रेणीच्या संवेदनशीलतेचा वापर करतात, इन्फ्रारेड तरंगलांबी दृश्यमान प्रकाशापेक्षा लांब आणि रेडिओ लहरींपेक्षा लहान असतात. इन्फ्रारेड लोकांना असे वाटते की ते केवळ गरम वस्तूंद्वारे उत्सर्जित होते, परंतु प्रत्यक्षात तसे नाही. निसर्गात अस्तित्त्वात असलेल्या सर्व वस्तू, जसे की मानव, अग्नी, बर्फ इत्यादी, सर्व इन्फ्रारेड किरण उत्सर्जित करतात, परंतु वस्तूंच्या तापमानामुळे त्यांची तरंगलांबी वेगळी असते. शरीराचे तापमान सुमारे 36 ~ 37°C आहे, जे 9 ~ 10μm च्या शिखर मूल्यासह एक दूर अवरक्त किरण उत्सर्जित करते. याव्यतिरिक्त, 400 ~ 700°C पर्यंत गरम केलेली वस्तू 3 ~ 5μm च्या शिखर मूल्यासह मध्यम अवरक्त किरण उत्सर्जित करू शकते.
दइन्फ्रारेड सेन्सरत्याच्या क्रियांमध्ये विभागले जाऊ शकते:
(1) इन्फ्रारेड रेषेचे उष्णतेमध्ये रूपांतर होते आणि बदलत्या प्रतिरोध मूल्याचा उष्णतेचा प्रकार आणि विद्युत गतिमान क्षमता सारखे आउटपुट सिग्नल उष्णतेने काढून टाकले जातात.
(2) सेमीकंडक्टर स्थलांतर घटनेचा ऑप्टिकल प्रभाव आणि PN कनेक्शनमुळे फोटोइलेक्ट्रिक संभाव्य प्रभावाचा क्वांटम प्रकार.
थर्मल इंद्रियगोचर सामान्यतः पायरोथर्मल इफेक्ट म्हणून ओळखली जाते आणि सर्वात प्रातिनिधिक रेडिएशन डिटेक्टर (थर्मल बोलोमीटर), थर्मोइलेक्ट्रिक अणुभट्टी (थर्मोपाइल) आणि थर्मोइलेक्ट्रिक (पायरोइलेक्ट्रिक) घटक आहेत.
थर्मल प्रकाराचे फायदे आहेत: खोलीच्या तापमानाच्या क्रियेवर कार्य करू शकतात, तरंगलांबी अवलंबित्व (वेगवेगळ्या तरंगलांबी संवेदी बदल) अस्तित्वात नाही, किंमत स्वस्त आहे;
तोटे: कमी संवेदनशीलता, मंद प्रतिसाद (एमएस स्पेक्ट्रम).
क्वांटम प्रकाराचे फायदे: उच्च संवेदनशीलता, जलद प्रतिसाद (S चे स्पेक्ट्रम);
तोटे: थंड असणे आवश्यक आहे (द्रव नायट्रोजन), तरंगलांबी अवलंबित्व, उच्च किंमत;
इन्फ्रारेड सेन्सरमध्ये ऑप्टिकल सिस्टम, डिटेक्टिंग एलिमेंट आणि कन्व्हर्जन सर्किट समाविष्ट आहे. वेगवेगळ्या संरचनेनुसार ऑप्टिकल सिस्टम ट्रान्समिशन प्रकार आणि प्रतिबिंब प्रकारात विभागली जाऊ शकते. कार्याच्या तत्त्वानुसार शोध घटक थर्मल शोध घटक आणि फोटोइलेक्ट्रिक शोध घटकांमध्ये विभागले जाऊ शकतात. थर्मिस्टर्स हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे थर्मिस्टर्स आहेत. जेव्हा थर्मिस्टर इन्फ्रारेड रेडिएशनच्या अधीन होतो तेव्हा तापमान वाढते आणि प्रतिकार बदलतो (हा बदल मोठा किंवा लहान असू शकतो, कारण थर्मिस्टरला सकारात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टर आणि नकारात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टरमध्ये विभागले जाऊ शकते), जे इलेक्ट्रिकल सिग्नल आउटपुटमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते. रूपांतरण सर्किटद्वारे. फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन घटक सामान्यत: प्रकाशसंवेदनशील घटक म्हणून वापरले जातात, सामान्यतः लीड सल्फाइड, लीड सेलेनाइड, इंडियम आर्सेनाइड, अँटीमोनी आर्सेनाइड, पारा कॅडमियम टेल्युराइड टर्नरी मिश्र धातु, जर्मेनियम आणि सिलिकॉन डोपेड सामग्रीपासून बनविलेले असतात.
इन्फ्रारेड सेन्सर्स, विशेषतः, मानवी शारीरिक तपासणीसाठी दूरच्या अवरक्त श्रेणीच्या संवेदनशीलतेचा वापर करतात, इन्फ्रारेड तरंगलांबी दृश्यमान प्रकाशापेक्षा लांब आणि रेडिओ लहरींपेक्षा लहान असतात. इन्फ्रारेड लोकांना असे वाटते की ते केवळ गरम वस्तूंद्वारे उत्सर्जित होते, परंतु प्रत्यक्षात तसे नाही. निसर्गात अस्तित्त्वात असलेल्या सर्व वस्तू, जसे की मानव, अग्नी, बर्फ इत्यादी, सर्व इन्फ्रारेड किरण उत्सर्जित करतात, परंतु वस्तूंच्या तापमानामुळे त्यांची तरंगलांबी वेगळी असते. शरीराचे तापमान सुमारे 36 ~ 37°C आहे, जे 9 ~ 10μm च्या शिखर मूल्यासह एक दूर अवरक्त किरण उत्सर्जित करते. याव्यतिरिक्त, 400 ~ 700°C पर्यंत गरम केलेली वस्तू 3 ~ 5μm च्या शिखर मूल्यासह मध्यम अवरक्त किरण उत्सर्जित करू शकते.
दइन्फ्रारेड सेन्सरत्याच्या क्रियांमध्ये विभागले जाऊ शकते:
(1) इन्फ्रारेड रेषेचे उष्णतेमध्ये रूपांतर होते आणि बदलत्या प्रतिरोध मूल्याचा उष्णतेचा प्रकार आणि विद्युत गतिमान क्षमता सारखे आउटपुट सिग्नल उष्णतेने काढून टाकले जातात.
(2) सेमीकंडक्टर स्थलांतर घटनेचा ऑप्टिकल प्रभाव आणि PN कनेक्शनमुळे फोटोइलेक्ट्रिक संभाव्य प्रभावाचा क्वांटम प्रकार.
थर्मल इंद्रियगोचर सामान्यतः पायरोथर्मल इफेक्ट म्हणून ओळखली जाते आणि सर्वात प्रातिनिधिक रेडिएशन डिटेक्टर (थर्मल बोलोमीटर), थर्मोइलेक्ट्रिक अणुभट्टी (थर्मोपाइल) आणि थर्मोइलेक्ट्रिक (पायरोइलेक्ट्रिक) घटक आहेत.
थर्मल प्रकाराचे फायदे आहेत: खोलीच्या तापमानाच्या क्रियेवर कार्य करू शकतात, तरंगलांबी अवलंबित्व (वेगवेगळ्या तरंगलांबी संवेदी बदल) अस्तित्वात नाही, किंमत स्वस्त आहे;
तोटे: कमी संवेदनशीलता, मंद प्रतिसाद (एमएस स्पेक्ट्रम).
क्वांटम प्रकाराचे फायदे: उच्च संवेदनशीलता, जलद प्रतिसाद (S चे स्पेक्ट्रम);
तोटे: थंड असणे आवश्यक आहे (द्रव नायट्रोजन), तरंगलांबी अवलंबित्व, उच्च किंमत;
