سنسورهای مادون قرمز فقط دماسنج نیستند

منبع: Ulink Media

در دوران پس از اپیدمی، ما معتقدیم که حسگرهای مادون قرمز هر روز ضروری هستند. در فرآیند رفت و آمد، قبل از رسیدن به مقصد، باید بارها و بارها اندازه گیری دما را انجام دهیم. به عنوان یک اندازه گیری دما با تعداد زیادی سنسور مادون قرمز، در واقع، نقش های مهم زیادی وجود دارد. در مرحله بعد، بیایید نگاه خوبی به سنسور مادون قرمز بیندازیم.

مقدمه ای بر حسگرهای مادون قرمز

هر چیزی بالاتر از صفر مطلق (273- درجه سانتیگراد) به طور مداوم انرژی مادون قرمز را به فضای اطراف ساطع می کند. و حسگر مادون قرمز، قادر است انرژی مادون قرمز جسم را احساس کرده و آن را به اجزای الکتریکی تبدیل کند. سنسور مادون قرمز از سیستم نوری، عنصر تشخیص و مدار تبدیل تشکیل شده است.

سیستم نوری را می توان با توجه به ساختار مختلف به نوع انتقال و نوع بازتاب تقسیم کرد. انتقال نیاز به دو جزء دارد، یکی انتقال دهنده مادون قرمز و دیگری دریافت کننده مادون قرمز. از طرف دیگر بازتابنده برای جمع آوری اطلاعات مورد نظر تنها به یک سنسور نیاز دارد.

عنصر آشکارساز را می توان با توجه به اصل کار به عنصر تشخیص حرارتی و عنصر تشخیص فوتوالکتریک تقسیم کرد. ترمیستورها پرکاربردترین 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 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 تلورید کادمیم جیوه، ژرمانیوم و مواد دوپ شده سیلیکون ساخته می شوند.

با توجه به مدارهای مختلف پردازش و تبدیل سیگنال، سنسورهای مادون قرمز را می توان به نوع آنالوگ و دیجیتال تقسیم کرد. مدار پردازش سیگنال سنسور مادون قرمز پیروالکتریک آنالوگ، لوله اثر میدانی است، در حالی که مدار پردازش سیگنال سنسور مادون قرمز پیروالکتریک دیجیتال تراشه دیجیتال است.

بسیاری از عملکردهای حسگر مادون قرمز از طریق جایگشت های مختلف و ترکیبی از سه جزء حساس تحقق می یابد: سیستم نوری، عنصر تشخیص و مدار تبدیل. بیایید نگاهی به مناطق دیگری بیندازیم که سنسورهای مادون قرمز در آنها تفاوت ایجاد کرده اند.

کاربرد سنسور مادون قرمز

1. تشخیص گاز

اصل نوری مادون قرمز سنسور گاز نوعی مبتنی بر ویژگی های جذب انتخابی طیفی مادون قرمز نزدیک مولکول های گاز مختلف، استفاده از رابطه غلظت گاز و قدرت جذب (قانون لامبرت – بیل لامبرت بیر) برای شناسایی و تعیین غلظت گاز جزء گاز است. دستگاه حسگر

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است می توان از حسگرهای مادون قرمز برای بدست آوردن نقشه تحلیل مادون قرمز استفاده کرد. مولکول های متشکل از اتم های مختلف تحت تابش نور مادون قرمز با فرکانس یکسان تحت جذب مادون قرمز قرار می گیرند و در نتیجه شدت نور مادون قرمز تغییر می کند. با توجه به پیک های امواج مختلف، انواع گازهای موجود در مخلوط را می توان تعیین کرد.

با توجه به موقعیت یک پیک جذب مادون قرمز منفرد، تنها می توان تعیین کرد که چه گروه هایی در مولکول گاز وجود دارد. برای تعیین دقیق نوع گاز، باید به موقعیت همه پیک های جذب در ناحیه مادون قرمز میانی گاز، یعنی اثر انگشت جذب مادون قرمز گاز نگاه کنیم. با طیف مادون قرمز، محتوای هر گاز در مخلوط را می توان به سرعت تجزیه و تحلیل کرد.

سنسورهای گاز مادون قرمز به طور گسترده ای در صنایع پتروشیمی، متالورژی، استخراج شرایط کاری، نظارت بر آلودگی هوا و شناسایی مرتبط با خنثی سازی کربن، کشاورزی و سایر صنایع استفاده می شود. در حال حاضر، لیزرهای مادون قرمز میانی گران هستند. من معتقدم که در آینده، با تعداد زیادی از صنایع که از حسگرهای مادون قرمز برای تشخیص گاز استفاده می کنند، حسگرهای گاز مادون قرمز عالی تر و ارزان تر خواهند شد.

2. اندازه گیری فاصله مادون قرمز

سنسور محدوده مادون قرمز یک نوع دستگاه سنجش است، استفاده از مادون قرمز به عنوان وسیله سیستم اندازه گیری، محدوده اندازه گیری گسترده، زمان پاسخ کوتاه، عمدتا در علم و فناوری مدرن، دفاع ملی و زمینه های صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

سنسور محدوده مادون قرمز دارای یک جفت دیود انتقال و دریافت سیگنال مادون قرمز است که از سنسور محدوده مادون قرمز برای ساطع پرتوی نور مادون قرمز، تشکیل فرآیند انعکاس پس از تابش به جسم، انعکاس به سنسور پس از دریافت سیگنال و سپس استفاده از CCD استفاده می‌کند. پردازش تصویر دریافت انتقال و دریافت داده های اختلاف زمانی. فاصله جسم پس از پردازش توسط پردازنده سیگنال محاسبه می شود. این را می توان نه تنها در سطوح طبیعی، بلکه در پانل های بازتابنده نیز استفاده کرد. اندازه گیری فاصله، پاسخ فرکانس بالا، مناسب برای محیط های صنعتی خشن.

3. انتقال مادون قرمز

انتقال داده با استفاده از حسگرهای مادون قرمز نیز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. کنترل از راه دور تلویزیون از سیگنال های انتقال مادون قرمز برای کنترل تلویزیون از راه دور استفاده می کند. تلفن های همراه می توانند داده ها را از طریق انتقال مادون قرمز منتقل کنند. اینها برنامه هایی هستند که از زمانی که فناوری مادون قرمز برای اولین بار توسعه یافت، وجود داشته اند.

4. تصویر حرارتی مادون قرمز

تصویرگر حرارتی یک حسگر غیرفعال است که می تواند تشعشعات مادون قرمز ساطع شده از تمام اجسامی را که دمای آنها بالاتر از صفر مطلق است، ثبت کند. تصویرگر حرارتی در ابتدا به عنوان یک ابزار نظارت نظامی و دید در شب توسعه داده شد، اما با گسترش بیشتر استفاده از آن، قیمت آن کاهش یافت و در نتیجه زمینه کاربرد بسیار گسترش یافت. کاربردهای تصویربرداری حرارتی شامل حیوانات، کشاورزی، ساختمان، تشخیص گاز، کاربردهای صنعتی و نظامی و همچنین تشخیص، ردیابی و شناسایی انسان می باشد. در سال های اخیر، تصویر حرارتی مادون قرمز در بسیاری از مکان های عمومی برای اندازه گیری سریع دمای محصولات استفاده شده است.

5. القایی مادون قرمز

سوئیچ القایی مادون قرمز یک سوئیچ کنترل خودکار مبتنی بر فناوری القایی مادون قرمز است. عملکرد کنترل خودکار خود را با حس کردن گرمای مادون قرمز ساطع شده از جهان خارج محقق می کند. این می تواند به سرعت لامپ ها، درب های اتوماتیک، آلارم های ضد سرقت و سایر تجهیزات الکتریکی را باز کند.

از طریق لنز Fresnel سنسور مادون قرمز، نور مادون قرمز پراکنده ساطع شده توسط بدن انسان را می توان توسط سوئیچ حس کرد، به طوری که عملکردهای مختلف کنترل خودکار مانند روشن کردن نور را انجام داد. در سال‌های اخیر، با محبوبیت خانه‌های هوشمند، حسگر مادون قرمز نیز در سطل‌های زباله هوشمند، توالت‌های هوشمند، سوئیچ‌های حرکتی هوشمند، درب‌های القایی و سایر محصولات هوشمند مورد استفاده قرار گرفته است. سنجش مادون قرمز فقط در مورد سنجش افراد نیست، بلکه به طور مداوم برای دستیابی به عملکردهای بیشتر به روز می شود.

نتیجه گیری

در سال های اخیر، صنعت اینترنت اشیا به سرعت توسعه یافته است و چشم انداز بازار گسترده ای دارد. در این زمینه، بازار حسگر مادون قرمز نیز رشد بیشتری داشته است. بنابراین، مقیاس بازار آشکارساز مادون قرمز چین همچنان در حال رشد است. با توجه به داده ها، در سال 2019، اندازه بازار آشکارساز مادون قرمز چین نزدیک به 400 میلیون یوان، تا سال 2020 یا نزدیک به 500 میلیون یوان است. همراه با تقاضا برای اندازه گیری دمای مادون قرمز در مورد همه گیری و خنثی سازی کربن برای تشخیص گاز مادون قرمز، اندازه بازار سنسورهای مادون قرمز در آینده بسیار زیاد خواهد بود.