Ինֆրակարմիր սենսորները պարզապես ջերմաչափեր չեն

Աղբյուր՝ Ulink Media

Հետհամաճարակային դարաշրջանում մենք կարծում ենք, որ ինֆրակարմիր սենսորները անփոխարինելի են ամեն օր: Ճանապարհորդության ընթացքում մենք պետք է անընդհատ չափենք ջերմաստիճանը, նախքան մեր նպատակակետին հասնելը: Իրականում, մեծ թվով ինֆրակարմիր սենսորներով ջերմաստիճանի չափման միջոցը շատ կարևոր դեր ունի: Հաջորդը, եկեք մանրամասն նայենք ինֆրակարմիր սենսորին:

Ներածություն ինֆրակարմիր սենսորներին

Բացարձակ զրոյից (-273°C) բարձր ջերմաստիճան ունեցող ամեն ինչ անընդհատ ինֆրակարմիր էներգիա է արձակում շրջակա տարածք, այսպես ասած։ Իսկ ինֆրակարմիր սենսորը կարող է զգալ օբյեկտի ինֆրակարմիր էներգիան և այն վերածել էլեկտրական բաղադրիչների։ Ինֆրակարմիր սենսորը բաղկացած է օպտիկական համակարգից, դետեկտորային տարրից և փոխակերպման միացումից։

Օպտիկական համակարգերը կարելի է բաժանել փոխանցման և անդրադարձման տեսակի՝ ըստ տարբեր կառուցվածքի։ Փոխանցումը պահանջում է երկու բաղադրիչ՝ մեկը փոխանցող և մեկը ընդունող ինֆրակարմիր։ Մյուս կողմից, անդրադարձիչը պահանջում է միայն մեկ սենսոր՝ ցանկալի տեղեկատվությունը հավաքելու համար։

Աշխատանքի սկզբունքի համաձայն՝ դետեկտորային տարրը կարելի է բաժանել ջերմային դետեկտորային տարրի և ֆոտոէլեկտրական դետեկտորային տարրի։ Թերմիստորները ամենատարածված թերմիստորներն են։ Երբ թերմիստորը ենթարկվում է ինֆրակարմիր ճառագայթման, ջերմաստիճանը բարձրանում է, և դիմադրությունը փոխվում է (այս փոփոխությունը կարող է լինել ավելի մեծ կամ փոքր, քանի որ թերմիստորը կարելի է բաժանել դրական ջերմաստիճանի գործակցով թերմիստորի և բացասական ջերմաստիճանի գործակցով թերմիստորի), որոնք կարող են փոխակերպվել էլեկտրական ազդանշանի՝ փոխակերպման միացման միջոցով։ Ֆոտոէլեկտրական դետեկտորային տարրերը սովորաբար օգտագործվում են որպես լուսազգայուն տարրեր, որոնք սովորաբար պատրաստված են կապարի սուլֆիդից, կապարի սելենիդից, ինդիումի արսենիդից, անտիմոնի արսենիդից, սնդիկի կադմիումի թելուրիդ եռակի համաձուլվածքից, գերմանիումից և սիլիցիումով լեգիրված նյութերից։

Ըստ տարբեր ազդանշանների մշակման և փոխակերպման սխեմաների, ինֆրակարմիր սենսորները կարելի է բաժանել անալոգային և թվային տեսակների: Անալոգային պիրոէլեկտրական ինֆրակարմիր սենսորի ազդանշանի մշակման սխեման դաշտային էֆեկտի խողովակ է, մինչդեռ թվային պիրոէլեկտրական ինֆրակարմիր սենսորի ազդանշանի մշակման սխեման թվային չիպ է:

Ինֆրակարմիր սենսորի բազմաթիվ գործառույթներ իրականացվում են երեք զգայուն բաղադրիչների՝ օպտիկական համակարգի, հայտնաբերման տարրի և փոխակերպման սխեմայի տարբեր վերադասավորումների և համադրությունների միջոցով: Եկեք նայենք մի քանի այլ ոլորտների, որտեղ ինֆրակարմիր սենսորները տարբերություն են ստեղծել:

Ինֆրակարմիր սենսորի կիրառումը

1. Գազի հայտնաբերում

Գազի ինֆրակարմիր օպտիկական սենսորի սկզբունքը հիմնված է տարբեր գազային մոլեկուլների մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրալ ընտրողական կլանման բնութագրերի վրա, գազի կոնցենտրացիայի և կլանման ուժի հարաբերակցության (Լամբերտ - Բիլ Լամբերտ Բիրի օրենք) օգտագործման վրա՝ գազի բաղադրիչի կոնցենտրացիան գազի սենսորային սարքի կողմից նույնականացնելու և որոշելու համար։

Ինֆրակարմիր սենսորները կարող են օգտագործվել վերևում նշված նկարում պատկերված ինֆրակարմիր վերլուծության քարտեզը ստանալու համար: Տարբեր ատոմներից կազմված մոլեկուլները նույն հաճախականությամբ ինֆրակարմիր լույսի ճառագայթման տակ կենթարկվեն ինֆրակարմիր կլանման, ինչը կհանգեցնի ինֆրակարմիր լույսի ինտենսիվության փոփոխությունների: Տարբեր ալիքային գագաթների համաձայն՝ կարելի է որոշել խառնուրդում պարունակվող գազի տեսակները:

Ինֆրակարմիր կլանման մեկ գագաթի դիրքի համաձայն՝ կարելի է որոշել միայն գազի մոլեկուլում առկա խմբերը։ Գազի տեսակը ճշգրիտ որոշելու համար մենք պետք է դիտարկենք գազի միջին ինֆրակարմիր տիրույթում բոլոր կլանման գագաթների դիրքերը, այսինքն՝ գազի ինֆրակարմիր կլանման հետքը։ Ինֆրակարմիր սպեկտրի միջոցով խառնուրդում յուրաքանչյուր գազի պարունակությունը կարելի է արագ վերլուծել։

Ինֆրակարմիր գազի սենսորները լայնորեն կիրառվում են նավթաքիմիական, մետալուրգիական արդյունաբերության, աշխատանքային պայմանների հանքարդյունաբերության, օդի աղտոտվածության մոնիթորինգի և ածխածնի չեզոքացման հետ կապված հայտնաբերման, գյուղատնտեսության և այլ ոլորտներում: Ներկայումս միջին ինֆրակարմիր լազերները թանկ են: Ես կարծում եմ, որ ապագայում, քանի որ մեծ թվով արդյունաբերություններ կօգտագործեն ինֆրակարմիր սենսորներ գազ հայտնաբերելու համար, ինֆրակարմիր գազի սենսորները կդառնան ավելի գերազանց և էժան:

2. Ինֆրակարմիր հեռավորության չափում

Ինֆրակարմիր հեռահարության սենսորը զգայուն սարքի տեսակ է, որը նախատեսված է ինֆրակարմիրը որպես չափման միջոց օգտագործելու համար, ունի լայն չափման միջակայք, կարճ արձագանքման ժամանակ, հիմնականում օգտագործվում է ժամանակակից գիտության և տեխնոլոգիայի, ազգային պաշտպանության, ինչպես նաև արդյունաբերական և գյուղատնտեսական ոլորտներում:

Ինֆրակարմիր հեռաչափման սենսորն ունի ինֆրակարմիր ազդանշան փոխանցող և ընդունող դիոդների զույգ, որոնք օգտագործում են ինֆրակարմիր հեռաչափման սենսորը՝ ինֆրակարմիր լույսի փունջ արձակելու համար, օբյեկտի վրա ճառագայթելուց հետո արտացոլման գործընթաց առաջացնելով, ազդանշանը ստանալուց հետո անդրադարձնելով սենսորին, այնուհետև CCD պատկերի մշակման միջոցով ստանալով ժամանակի տարբերության տվյալները։ Օբյեկտի հեռավորությունը հաշվարկվում է ազդանշանի մշակիչի կողմից մշակումից հետո։ Սա կարող է օգտագործվել ոչ միայն բնական մակերեսների, այլև անդրադարձնող վահանակների վրա։ Հեռավորության չափում, բարձր հաճախականության արձագանք, հարմար է կոշտ արդյունաբերական միջավայրերի համար։

3. Ինֆրակարմիր ճառագայթման փոխանցում

Լայնորեն կիրառվում է նաև տվյալների փոխանցումը ինֆրակարմիր սենսորների միջոցով: Հեռուստացույցի հեռակառավարման վահանակը օգտագործում է ինֆրակարմիր փոխանցման ազդանշաններ՝ հեռուստացույցը հեռակառավարելու համար. բջջային հեռախոսները կարող են տվյալներ փոխանցել ինֆրակարմիր փոխանցման միջոցով: Սրանք այնպիսի ծրագրեր են, որոնք գոյություն ունեն ինֆրակարմիր տեխնոլոգիայի առաջին մշակումից ի վեր:

4. Ինֆրակարմիր ջերմային պատկեր

Ջերմային պատկերիչը պասիվ սենսոր է, որը կարող է որսալ բոլոր այն օբյեկտների կողմից արձակվող ինֆրակարմիր ճառագայթումը, որոնց ջերմաստիճանը բարձր է բացարձակ զրոյից: Ջերմային պատկերիչը սկզբնապես մշակվել է որպես ռազմական հսկողության և գիշերային տեսողության գործիք, բայց ավելի լայնորեն կիրառվելուն զուգընթաց գինը նվազել է, այդպիսով զգալիորեն ընդլայնելով կիրառման ոլորտը: Ջերմային պատկերիչի կիրառությունները ներառում են կենդանիների, գյուղատնտեսության, շինարարության, գազի հայտնաբերման, արդյունաբերական և ռազմական կիրառություններ, ինչպես նաև մարդկանց հայտնաբերում, հետևում և նույնականացում: Վերջին տարիներին ինֆրակարմիր ջերմային պատկերը օգտագործվել է բազմաթիվ հասարակական վայրերում՝ ապրանքների ջերմաստիճանը արագ չափելու համար:

5. Ինֆրակարմիր ինդուկցիա

Ինֆրակարմիր ինդուկցիոն անջատիչը ավտոմատ կառավարման անջատիչ է, որը հիմնված է ինֆրակարմիր ինդուկցիոն տեխնոլոգիայի վրա: Այն իր ավտոմատ կառավարման գործառույթն իրականացնում է արտաքին աշխարհից արձակվող ինֆրակարմիր ջերմությունը զգալով: Այն կարող է արագ բացել լամպերը, ավտոմատ դռները, գողության դեմ պաշտպանիչ ազդանշանները և այլ էլեկտրական սարքավորումներ:

Ինֆրակարմիր սենսորի Fresnel ոսպնյակի միջոցով մարդու մարմնի կողմից արձակվող ցրված ինֆրակարմիր լույսը կարող է զգացվել անջատիչի կողմից՝ իրականացնելով տարբեր ավտոմատ կառավարման գործառույթներ, ինչպիսիք են լույսի միացումը: Վերջին տարիներին, խելացի տան ժողովրդականության հետ մեկտեղ, ինֆրակարմիր սենսորը օգտագործվել է նաև խելացի աղբամաններում, խելացի զուգարաններում, խելացի ժեստային անջատիչներում, ինդուկցիոն դռներում և այլ խելացի արտադրանքներում: Ինֆրակարմիր սենսորը միայն մարդկանց սենսորը չէ, այլ անընդհատ թարմացվում է՝ ավելի շատ գործառույթներ իրականացնելու համար:

Եզրակացություն

Վերջին տարիներին «Իրերի ինտերնետ» արդյունաբերությունը արագ զարգացել է և ունի լայն շուկայական հեռանկարներ։ Այս համատեքստում, ինֆրակարմիր սենսորների շուկան նույնպես շարունակել է աճել։ Հետևաբար, Չինաստանի ինֆրակարմիր դետեկտորների շուկայի մասշտաբը շարունակում է աճել։ Տվյալների համաձայն՝ 2019 թվականին Չինաստանի ինֆրակարմիր դետեկտորների շուկայի չափը կազմել է մոտ 400 միլիոն յուան, իսկ 2020 թվականին՝ մոտ 500 միլիոն յուան։ Համաճարակի ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի չափման և ինֆրակարմիր գազի հայտնաբերման համար ածխածնի չեզոքացման պահանջարկի հետ մեկտեղ, ինֆրակարմիր սենսորների շուկայի չափը ապագայում հսկայական կլինի։