ინფრაწითელი სენსორები მხოლოდ თერმომეტრები არ არის

წყარო: Ulink Media

ეპიდემიის შემდგომ ეპოქაში, ჩვენ გვჯერა, რომ ინფრაწითელი სენსორები ყოველდღიურად შეუცვლელია. მგზავრობისას, დანიშნულების ადგილამდე მისვლამდე, ტემპერატურის გაზომვა ისევ და ისევ გვიწევს. სინამდვილეში, ტემპერატურის გაზომვისთვის ინფრაწითელი სენსორების დიდი რაოდენობა ბევრ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. შემდეგ, მოდით, კარგად განვიხილოთ ინფრაწითელი სენსორი.

ინფრაწითელი სენსორების შესავალი

აბსოლუტურ ნულზე (-273°C) მაღალი ტემპერატურა მუდმივად ასხივებს ინფრაწითელ ენერგიას მიმდებარე სივრცეში, ასე ვთქვათ. ინფრაწითელი სენსორი კი ობიექტის ინფრაწითელი ენერგიის შეგრძნებას და მის ელექტრულ კომპონენტებად გარდაქმნას ახერხებს. ინფრაწითელი სენსორი შედგება ოპტიკური სისტემის, დეტექტორის ელემენტისა და გარდამქმნელი სქემისგან.

ოპტიკური სისტემები სხვადასხვა სტრუქტურის მიხედვით შეიძლება დაიყოს გადაცემის ტიპად და არეკვლის ტიპად. გადაცემას ორი კომპონენტი სჭირდება, ერთი გადასცემს ინფრაწითელს და მეორე იღებს ინფრაწითელს. რეფლექტორს კი სასურველი ინფორმაციის შესაგროვებლად მხოლოდ ერთი სენსორი სჭირდება.

დეტექტორის ელემენტი მუშაობის პრინციპის მიხედვით შეიძლება დაიყოს თერმული დეტექტორის ელემენტად და ფოტოელექტრული დეტექტორის ელემენტად. თერმისტორები ყველაზე ფართოდ გამოყენებადი თერმისტორებია. როდესაც თერმისტორი ექვემდებარება ინფრაწითელ გამოსხივებას, ტემპერატურა იზრდება და წინააღმდეგობა იცვლება (ეს ცვლილება შეიძლება იყოს უფრო დიდი ან პატარა, რადგან თერმისტორი შეიძლება დაიყოს დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტის მქონე თერმისტორად და უარყოფითი ტემპერატურის კოეფიციენტის მქონე თერმისტორად), რომლებიც შეიძლება გარდაიქმნას ელექტრულ სიგნალად გარდაქმნის გარდამქმნელი წრედის მეშვეობით. ფოტოელექტრული დეტექტორის ელემენტები ხშირად გამოიყენება როგორც ფოტომგრძნობიარე ელემენტები, რომლებიც ჩვეულებრივ დამზადებულია ტყვიის სულფიდის, ტყვიის სელენიდის, ინდიუმის არსენიდის, სტიბიუმის არსენიდის, ვერცხლისწყლის კადმიუმის ტელურიდის სამმაგი შენადნობის, გერმანიუმის და სილიციუმის დოპირებული მასალებისგან.

სიგნალის დამუშავებისა და გარდაქმნის სხვადასხვა სქემების მიხედვით, ინფრაწითელი სენსორები შეიძლება დაიყოს ანალოგურ და ციფრულ ტიპებად. ანალოგური პიროელექტრული ინფრაწითელი სენსორის სიგნალის დამუშავების სქემა არის ველის ეფექტის მილაკი, ხოლო ციფრული პიროელექტრული ინფრაწითელი სენსორის სიგნალის დამუშავების სქემა არის ციფრული ჩიპი.

ინფრაწითელი სენსორის მრავალი ფუნქცია რეალიზდება სამი მგრძნობიარე კომპონენტის სხვადასხვა პერმუტაციებისა და კომბინაციების მეშვეობით: ოპტიკური სისტემა, დეტექციის ელემენტი და გარდამქმნელი წრედი. მოდით განვიხილოთ სხვა სფეროებიც, სადაც ინფრაწითელმა სენსორებმა განსხვავება შექმნეს.

ინფრაწითელი სენსორის გამოყენება

1. გაზის აღმოჩენა

გაზის სენსორის ინფრაწითელი ოპტიკური პრინციპი ეფუძნება სხვადასხვა გაზის მოლეკულების ახლო ინფრაწითელი სპექტრული შერჩევითი შთანთქმის მახასიათებლებს, გაზის კონცენტრაციისა და შთანთქმის სიძლიერის ურთიერთკავშირის გამოყენებას (ლამბერტი - ბილ ლამბერტ-ბირის კანონი) გაზის კომპონენტის კონცენტრაციის იდენტიფიცირებისა და განსაზღვრის მიზნით.

ინფრაწითელი სენსორების გამოყენება შესაძლებელია ინფრაწითელი ანალიზის რუკის მისაღებად, როგორც ეს ზემოთ მოცემულ ფიგურაზეა ნაჩვენები. სხვადასხვა ატომებისგან შემდგარი მოლეკულები ერთი და იგივე სიხშირის ინფრაწითელი სინათლის დასხივებისას ინფრაწითელ შთანთქმას განიცდიან, რაც ინფრაწითელი სინათლის ინტენსივობის ცვლილებას იწვევს. სხვადასხვა ტალღის პიკების მიხედვით, შესაძლებელია ნარევში შემავალი აირის ტიპის განსაზღვრა.

ინფრაწითელი შთანთქმის ერთი პიკის პოზიციის მიხედვით, მხოლოდ აირის მოლეკულაში არსებული ჯგუფების დადგენაა შესაძლებელი. აირის ტიპის ზუსტად დასადგენად, საჭიროა განვიხილოთ აირის შუა ინფრაწითელ რეგიონში ყველა შთანთქმის პიკის პოზიცია, კერძოდ, აირის ინფრაწითელი შთანთქმის ანაბეჭდი. ინფრაწითელი სპექტრით, ნარევში თითოეული აირის შემცველობის სწრაფად ანალიზი შესაძლებელია.

ინფრაწითელი გაზის სენსორები ფართოდ გამოიყენება ნავთობქიმიურ, მეტალურგიულ მრეწველობაში, სამუშაო პირობებში მოპოვებაში, ჰაერის დაბინძურების მონიტორინგსა და ნახშირბადის ნეიტრალიზაციასთან დაკავშირებულ აღმოჩენაში, სოფლის მეურნეობასა და სხვა დარგებში. ამჟამად, საშუალო ინფრაწითელი ლაზერები ძვირია. მე მჯერა, რომ მომავალში, რადგან დიდი რაოდენობით ინდუსტრია გამოიყენებს ინფრაწითელ სენსორებს გაზის აღმოსაჩენად, ინფრაწითელი გაზის სენსორები უფრო დახვეწილი და იაფი გახდება.

2. ინფრაწითელი მანძილის გაზომვა

ინფრაწითელი დიაპაზონის სენსორი არის სენსორული მოწყობილობის სახეობა, რომელიც იყენებს ინფრაწითელს, როგორც საზომ სისტემას, ფართო გაზომვის დიაპაზონს, მოკლე რეაგირების დროს და ძირითადად გამოიყენება თანამედროვე მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში, ეროვნულ თავდაცვაში, ასევე სამრეწველო და სოფლის მეურნეობის სფეროებში.

ინფრაწითელი დიაპაზონის სენსორს აქვს ინფრაწითელი სიგნალის გადამცემი და მიმღები დიოდების წყვილი, რომლებიც იყენებენ ინფრაწითელი დიაპაზონის სენსორს ინფრაწითელი სინათლის სხივის გამოსაყოფად, ობიექტზე დასხივების შემდეგ აყალიბებენ არეკვლის პროცესს, სიგნალის მიღების შემდეგ არეკვლის პროცესს სენსორზე და შემდეგ CCD გამოსახულების დამუშავების გამოყენებით იღებენ დროის სხვაობის მონაცემებს. ობიექტის მანძილი გამოითვლება სიგნალის პროცესორის მიერ დამუშავების შემდეგ. ეს შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ ბუნებრივ ზედაპირებზე, არამედ ამრეკლავ პანელებზეც. მანძილის გაზომვა, მაღალი სიხშირის რეაქცია, შესაფერისია მკაცრი სამრეწველო გარემოსთვის.

3. ინფრაწითელი გადაცემა

ინფრაწითელი სენსორების გამოყენებით მონაცემთა გადაცემა ასევე ფართოდ გამოიყენება. ტელევიზორის დისტანციური მართვის პულტი იყენებს ინფრაწითელი გადაცემის სიგნალებს ტელევიზორის დისტანციურად სამართავად; მობილურ ტელეფონებს შეუძლიათ მონაცემების გადაცემა ინფრაწითელი გადაცემის საშუალებით. ეს არის აპლიკაციები, რომლებიც არსებობს ინფრაწითელი ტექნოლოგიის პირველი შემუშავების დღიდან.

4. ინფრაწითელი თერმული გამოსახულება

თერმული გამოსახულება არის პასიური სენსორი, რომელსაც შეუძლია დააფიქსიროს ინფრაწითელი გამოსხივება, რომელიც გამოსხივებულია ყველა ობიექტისგან, რომელთა ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულზე მაღალია. თერმული გამოსახულება თავდაპირველად შემუშავდა, როგორც სამხედრო მეთვალყურეობისა და ღამის ხედვის ინსტრუმენტი, მაგრამ მისი ფართოდ გამოყენების შემდეგ, ფასი დაეცა, რამაც მნიშვნელოვნად გააფართოვა გამოყენების სფერო. თერმული გამოსახულების გამოყენება მოიცავს ცხოველთა, სოფლის მეურნეობის, შენობების, გაზის აღმოჩენის, სამრეწველო და სამხედრო გამოყენებას, ასევე ადამიანების აღმოჩენას, თვალყურის დევნებას და იდენტიფიკაციას. ბოლო წლებში ინფრაწითელი თერმული გამოსახულება გამოიყენება მრავალ საჯარო ადგილას პროდუქტების ტემპერატურის სწრაფად გასაზომად.

5. ინფრაწითელი ინდუქცია

ინფრაწითელი ინდუქციური ჩამრთველი არის ინფრაწითელი ინდუქციური ტექნოლოგიის საფუძველზე შექმნილი ავტომატური მართვის ჩამრთველი. ის თავის ავტომატურ მართვის ფუნქციას გარე სამყაროდან გამოსხივებული ინფრაწითელი სითბოს აღქმით ახორციელებს. მას შეუძლია სწრაფად გააღოს ნათურები, ავტომატური კარები, ქურდობის საწინააღმდეგო სიგნალიზაცია და სხვა ელექტრო მოწყობილობები.

ინფრაწითელი სენსორის ფრენელის ლინზის მეშვეობით, ადამიანის სხეულის მიერ გამოსხივებული გაფანტული ინფრაწითელი სინათლის აღქმა შესაძლებელია ჩამრთველის მიერ, რათა განხორციელდეს სხვადასხვა ავტომატური მართვის ფუნქცია, როგორიცაა შუქის ჩართვა. ბოლო წლებში, ჭკვიანი სახლის პოპულარობასთან ერთად, ინფრაწითელი სენსორი ასევე გამოიყენება ჭკვიან ნაგვის ურნებში, ჭკვიან ტუალეტებში, ჭკვიან ჟესტების ჩამრთველებში, ინდუქციურ კარებსა და სხვა ჭკვიან პროდუქტებში. ინფრაწითელი სენსორი არ არის მხოლოდ ადამიანების აღქმა, არამედ მუდმივად განახლდება მეტი ფუნქციის შესასრულებლად.

დასკვნა

ბოლო წლებში ნივთების ინტერნეტის ინდუსტრია სწრაფად განვითარდა და ფართო ბაზრის პერსპექტივები აქვს. ამ კონტექსტში, ინფრაწითელი სენსორების ბაზარიც კიდევ უფრო გაიზარდა. შესაბამისად, ჩინეთის ინფრაწითელი დეტექტორების ბაზრის მასშტაბები აგრძელებს ზრდას. მონაცემებით, 2019 წელს ჩინეთის ინფრაწითელი დეტექტორების ბაზრის ზომა თითქმის 400 მილიონ იუანს შეადგენდა, 2020 წლისთვის კი თითქმის 500 მილიონ იუანს. ეპიდემიის ინფრაწითელი ტემპერატურის გაზომვისა და ინფრაწითელი გაზის აღმოჩენისთვის ნახშირბადის ნეიტრალიზაციის მოთხოვნასთან ერთად, ინფრაწითელი სენსორების ბაზრის ზომა მომავალში უზარმაზარი იქნება.