Infrapunasensorite tutvustus ja tüübid

Infrapunaanduron infrapuna füüsikaliste omaduste kasutamine anduri mõõtmiseks. Infrapuna, mida tuntakse ka kui infrapunavalgust, sellel on peegeldus, murdumine, hajumine, häired, neeldumine ja muud omadused. Iga aine, millel on teatud temperatuur (üle absoluutse nulli), võib eraldudainfrapunakiirgus. Infrapunaanduri mõõtmine ei puutu mõõdetava objektiga otse kokku, seega puudub hõõrdumine ning selle eeliseks on kõrge tundlikkus ja kiire reageerimine.
Infrapunaandur sisaldab optilist süsteemi, tuvastuselementi ja konversiooniahelat. Optilise süsteemi saab vastavalt erinevale struktuurile jagada ülekandetüübiks ja peegeldustüübiks. Tuvastuselemendi saab vastavalt tööpõhimõttele jagada termiliseks detektorielemendiks ja fotoelektriliseks detektorelemendiks. Termistorid on kõige laialdasemalt kasutatavad termistorid. Kui termistorile mõjub infrapunakiirgus, siis temperatuur tõuseb ja takistus muutub (see muutus võib olla suurem või väiksem, kuna termistori saab jagada positiivse temperatuurikoefitsiendiga termistoriks ja negatiivse temperatuuriteguri termistoriks), mida saab muundada elektrisignaali väljundiks. konversiooniahela kaudu. Tavaliselt kasutatakse valgustundlike elementidena fotoelektrilisi tuvastuselemente, mis on tavaliselt valmistatud pliisulfiidist, pliiseleniidist, indiumarseniidist, antimoniarseniidist, elavhõbe-kaadmiumtelluriidi kolmekomponentsest sulamist, germaaniumist ja ränist legeeritud materjalidest.
Eelkõige kasutavad infrapunaandurid inimese füüsiliseks läbivaatuseks kauge infrapuna vahemiku tundlikkust, infrapuna lainepikkused on pikemad kui nähtav valgus ja lühemad kui raadiolained. Infrapuna paneb inimesed arvama, et seda kiirgavad ainult kuumad objektid, kuid tegelikult see nii ei ole. Kõik looduses eksisteerivad objektid, nagu inimesed, tuli, jää ja nii edasi, kiirgavad infrapunakiiri, kuid nende lainepikkus on objekti temperatuuri tõttu erinev. Kehatemperatuur on umbes 36–37 °C, mis kiirgab infrapunakiirt, mille tippväärtus on 9–10 μm. Lisaks võib objekt, mis on kuumutatud temperatuurini 400–700 °C, kiirata keskmist infrapunakiirt, mille tippväärtus on 3–5 μm.

Theinfrapuna andurvõib jagada selle tegevusteks:
(1) Infrapunaliin muudetakse soojuseks ning muutuva takistuse väärtuse soojustüüp ja väljundsignaal, näiteks elektriline dünaamiline potentsiaal, eemaldatakse kuumuse toimel.
(2) PN-ühendusest tingitud pooljuhtide migratsiooninähtuse optiline efekt ja fotoelektrilise potentsiaali efekti kvanttüüp.
Soojusnähtust tuntakse tavaliselt pürotermilise efektina ja kõige tüüpilisemad on kiirgusdetektor (Thermal Bolometer), termoelektriline reaktor (Thermopile) ja termoelektrilised (Pyroelectric) elemendid.
Termilise tüübi eelised on järgmised: saab töötada toatemperatuuril, lainepikkusest sõltuvust (erinevad sensoorsed muutused lainepikkustel) ei eksisteeri, hind on odav;
Puudused: madal tundlikkus, aeglane reaktsioon (mS spekter).
Kvanttüübi eelised: kõrge tundlikkus, kiire reageerimine (S-i spekter);
Puudused: peab jahtuma (vedel lämmastik), sõltuvus lainepikkusest, kõrge hind;