Крыніца: Ulink Media
У постэпідэмічны перыяд мы лічым, што інфрачырвоныя датчыкі неабходныя кожны дзень. У працэсе паездак на працу і з працы нам трэба зноў і зноў вымяраць тэмпературу, перш чым мы зможам дабрацца да месца прызначэння. Паколькі вымярэнне тэмпературы з дапамогай вялікай колькасці інфрачырвоных датчыкаў насамрэч выконвае шмат важных роляў. Далей давайце ўважліва разгледзім інфрачырвоны датчык.
Уводзіны ў інфрачырвоныя датчыкі
Усё, што вышэй за абсалютны нуль (-273°C), пастаянна выпраменьвае інфрачырвоную энергію ў навакольную прастору, так бы мовіць. Інфрачырвоны датчык здольны адчуваць інфрачырвоную энергію аб'екта і пераўтвараць яе ў электрычныя кампаненты. Інфрачырвоны датчык складаецца з аптычнай сістэмы, дэтэктара і схемы пераўтварэння.
Аптычныя сістэмы можна падзяліць на прапускальныя і адбівальныя ў залежнасці ад структуры. Для перадачы патрэбныя два кампаненты: адзін перадае інфрачырвонае выпраменьванне, а другі прымае яго. Адбівальніку ж патрэбен толькі адзін датчык для збору патрэбнай інфармацыі.
Дэтэктарныя элементы можна падзяліць на цеплавыя і фотаэлектрычныя ў залежнасці ад прынцыпу працы. Тэрмарэзістары з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі тэрмарэзістарамі. Калі тэрмарэзістар падвяргаецца ўздзеянню інфрачырвонага выпраменьвання, тэмпература павялічваецца, а супраціўленне змяняецца (гэта змяненне можа быць большым або меншым, таму што тэрмарэзістары можна падзяліць на тэрмарэзістары з станоўчым тэмпературным каэфіцыентам і тэрмарэзістары з адмоўным тэмпературным каэфіцыентам), які можа быць пераўтвораны ў электрычны выхадны сігнал праз схему пераўтварэння. Фотаэлектрычныя дэтэктарныя элементы звычайна выкарыстоўваюцца ў якасці фотаадчувальных элементаў, звычайна вырабленых з сульфіду свінцу, селеніду свінцу, арсеніду індыя, арсеніду сурмы, трайных сплаваў ртуці-тэлурыду кадмію, матэрыялаў, легаваных германіем і крэмніем.
У залежнасці ад розных схем апрацоўкі і пераўтварэння сігналу, інфрачырвоныя датчыкі можна падзяліць на аналагавыя і лічбавыя. Схема апрацоўкі сігналу аналагавага піраэлектрычнага інфрачырвонага датчыка — гэта палявая трубка, а схема апрацоўкі сігналу лічбавага піраэлектрычнага інфрачырвонага датчыка — лічбавая мікрасхема.
Шматлікія функцыі інфрачырвонага датчыка рэалізуюцца з дапамогай розных перастановак і камбінацый трох адчувальных кампанентаў: аптычнай сістэмы, элемента выяўлення і схемы пераўтварэння. Давайце разгледзім некаторыя іншыя вобласці, дзе інфрачырвоныя датчыкі зрабілі розніцу.
Прымяненне інфрачырвонага датчыка
1. Выяўленне газу
Прынцып інфрачырвонага аптычнага датчыка газу заснаваны на селектыўным паглынанні розных малекул газу ў блізкім інфрачырвоным дыяпазоне. Канцэнтрацыя газу ў залежнасці ад закону Ламберта-Бера вызначаецца для вызначэння канцэнтрацыі газавага кампанента.
Інфрачырвоныя датчыкі можна выкарыстоўваць для атрымання карты інфрачырвонага аналізу, як паказана на малюнку вышэй. Малекулы, якія складаюцца з розных атамаў, будуць паглынацца інфрачырвоным выпраменьваннем пад уздзеяннем інфрачырвонага святла аднолькавай частаты, што прывядзе да змены інтэнсіўнасці інфрачырвонага святла. Па розных хвалевых піках можна вызначыць тыпы газаў, якія змяшчаюцца ў сумесі.
Па становішчы асобнага піка паглынання ў інфрачырвоным дыяпазоне можна вызначыць толькі групы, якія існуюць у малекуле газу. Каб дакладна вызначыць тып газу, трэба паглядзець на становішча ўсіх пікаў паглынання ў сярэднім інфрачырвоным дыяпазоне газу, гэта значыць на інфрачырвоны паглынальны адбітак газу. З дапамогай інфрачырвонага спектру можна хутка прааналізаваць змест кожнага газу ў сумесі.
Інфрачырвоныя газавыя датчыкі шырока выкарыстоўваюцца ў нафтахімічнай, металургічнай прамысловасці, горназдабыўной прамысловасці, маніторынгу забруджвання паветра і выяўленні, звязаным з нейтралізацыяй вугляроду, сельскай гаспадарцы і іншых галінах прамысловасці. У цяперашні час лазеры сярэдняга інфрачырвонага дыяпазону з'яўляюцца дарагімі. Я лічу, што ў будучыні, калі вялікая колькасць галін прамысловасці будзе выкарыстоўваць інфрачырвоныя датчыкі для выяўлення газу, інфрачырвоныя газавыя датчыкі стануць больш дасканалымі і таннымі.
2. Інфрачырвонае вымярэнне адлегласці
Інфрачырвоны датчык дыяпазону - гэта тып датчыка, які выкарыстоўвае інфрачырвонае выпраменьванне ў якасці вымяральнай сістэмы, мае шырокі дыяпазон вымярэнняў і кароткі час водгуку і ў асноўным выкарыстоўваецца ў сучаснай навуцы і тэхніцы, нацыянальнай абароне, а таксама ў прамысловасці і сельскай гаспадарцы.
Інфрачырвоны датчык дыяпазону мае пару дыёдаў для перадачы і прыёму інфрачырвонага сігналу. Інфрачырвоны датчык дыяпазону выпраменьвае прамень інфрачырвонага святла, які пасля апраменьвання аб'екта адбіваецца, пасля атрымання сігналу адлюстроўваецца датчыкам, а затым з дапамогай апрацоўкі выявы CCD прымае і перадае дадзеныя аб розніцы ў часе. Адлегласць да аб'екта разлічваецца пасля апрацоўкі сігнальным працэсарам. Гэта можна выкарыстоўваць не толькі на натуральных паверхнях, але і на адбівальных панэлях. Вымярэнне адлегласці, высокая частотная характарыстыка, падыходзіць для жорсткіх прамысловых умоў.
3. Інфрачырвоная перадача
Таксама шырока выкарыстоўваецца перадача дадзеных з дапамогай інфрачырвоных датчыкаў. Пульт дыстанцыйнага кіравання тэлевізарам выкарыстоўвае інфрачырвоныя сігналы перадачы для дыстанцыйнага кіравання тэлевізарам; мабільныя тэлефоны могуць перадаваць дадзеныя праз інфрачырвоную перадачу. Гэтыя праграмы існуюць з моманту распрацоўкі інфрачырвонай тэхналогіі.
4. Інфрачырвонае цеплавое выява
Цеплавізар — гэта пасіўны датчык, які можа фіксаваць інфрачырвонае выпраменьванне, якое выпраменьваюць усе аб'екты, тэмпература якіх вышэй за абсалютны нуль. Першапачаткова цеплавізар быў распрацаваны як інструмент ваеннага назірання і начнога бачання, але па меры яго шырокага выкарыстання цана знізілася, што значна пашырыла вобласць прымянення. Прымяненне цеплавізараў уключае жывёл, сельскую гаспадарку, будаўніцтва, выяўленне газу, прамысловыя і ваенныя мэты, а таксама выяўленне, адсочванне і ідэнтыфікацыю людзей. У апошнія гады інфрачырвонае цеплавое выява выкарыстоўваецца ў многіх грамадскіх месцах для хуткага вымярэння тэмпературы прадуктаў.
5. Інфрачырвоная індукцыя
Інфрачырвоны індукцыйны выключальнік — гэта аўтаматычны выключальнік, заснаваны на тэхналогіі інфрачырвонай індукцыі. Ён рэалізуе сваю функцыю аўтаматычнага кіравання, выяўляючы інфрачырвонае цяпло, якое выпраменьваецца звонку. Ён можа хутка адкрываць лямпы, аўтаматычныя дзверы, сігналізацыі і іншае электрычнае абсталяванне.
Праз лінзу Фрэнеля інфрачырвонага датчыка рассеянае інфрачырвонае святло, якое выпраменьвае чалавечае цела, можа быць успрынята выключальнікам, каб рэалізаваць розныя функцыі аўтаматычнага кіравання, такія як уключэнне святла. У апошнія гады, з папулярнасцю разумнага дома, інфрачырвонае датчык таксама выкарыстоўваецца ў разумных смеццевых баках, разумных туалетах, разумных жэставых перамыкачах, індукцыйных дзвярах і іншых разумных прадуктах. Інфрачырвонае датчык не толькі датчык людзей, але і пастаянна абнаўляецца для выканання новых функцый.
Выснова
У апошнія гады індустрыя Інтэрнэту рэчаў хутка развіваецца і мае шырокія рынкавыя перспектывы. У гэтым кантэксце рынак інфрачырвоных датчыкаў таксама працягвае расці. Такім чынам, маштаб рынку інфрачырвоных датчыкаў у Кітаі працягвае расці. Паводле дадзеных, у 2019 годзе аб'ём рынку інфрачырвоных датчыкаў у Кітаі склаў амаль 400 мільёнаў юаняў, а да 2020 года — амаль 500 мільёнаў юаняў. У спалучэнні з попытам на інфрачырвоныя вымярэнні тэмпературы падчас эпідэмій і нейтралізацыю вугляроду для інфрачырвонага выяўлення газаў, аб'ём рынку інфрачырвоных датчыкаў у будучыні будзе велізарным.
Час публікацыі: 16 мая 2022 г.