Inhaltsübersicht:
- Was ist eine Infrarotwelle??
- Was ist ein IR-Sensor?
- Unterschied zwischen thermischen IR-Sensoren und fotoelektrischen IR-Sensoren
- Was sind IR-Flammensensoren?
- Was ist die Anwendung des IR-Sensors in der Wärmebildgebung?
- Welche Materialien werden in IR-Sensoren verwendet??
- Welche Art von Schaltkreisen werden in IR-Detektoren verwendet?
Was ist eine Infrarotwelle?
Eine Infrarotwelle ist elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz zwischen 300 GHz und 400 THz [Wellenlängen im Bereich von 10-3 - 0.7 x 10-6M]. IR-Strahlung kann mit menschlichen Augen nicht gesehen werden. Infrarotwellen können zum Erhitzen von Lebensmitteln und zur Herstellung von Fernsehfernbedienungen, Glasfaserkabeln, Wärmebildkameras, medizinischen Anwendungen usw. verwendet werden.
Was ist ein IR-Sensor?
Ein Infrarotsensor oder IR-Sensor ist ein Instrument, das Infrarotwellen erfasst und analysiert. Es gibt zwei Arten von IR-Sensoren: thermische IR-Sensoren und fotoelektrische IR-Sensoren. Photoelektrische IR-Sensoren erfassen und wandeln die einfallende Lichtenergie (in Form von Infrarotwellen) in ein elektrisches Signal (Elektronen) um. Der photoelektrische Infrarotsensor kann elektrische Ausgangssignale erzeugen, die eine Energie besitzen, die der Eingangs- oder einfallenden Lichtenergie entspricht. Thermische IR-Detektoren erfassen und analysieren IR-Strahlungen basierend auf mehreren temperaturabhängigen Phänomenen. Normalerweise variieren thermische IR-Sensoren den Ausgangswiderstand basierend auf einfallenden Temperaturschwankungen aufgrund von IR-Strahlung. IR-Detektoren werden im IR verwendet Spektrometer, Bolometer, Mikrobolometer, Thermopiles, Thermoelemente, usw.
Thermische IR-Sensoren gegen fotoelektrische IR-Sensoren:
| Thermische IR-Detektoren | Photoelektrische IR-Detektoren |
| Thermische IR-Sensoren erfassen und analysieren IR-Strahlungen basierend auf mehreren temperaturabhängigen Phänomenen. | Photoelektrische IR-Sensoren erfassen und wandeln die einfallende Lichtenergie (in Form von Infrarotwellen) in ein elektrisches Signal (Elektronen) um. |
| Der thermische IR-Detektor variiert den Ausgangswiderstand / die Ausgangsspannung basierend auf einfallenden Temperaturschwankungen aufgrund von IR-Strahlung. | Der photoelektrische Infrarotsensor erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal mit einer Energie, die der eingegebenen Lichtenergie entspricht. |
| Die Empfindlichkeit von Wärmemeldern ist geringer. | Die Empfindlichkeit von photonischen Detektoren ist höher. |
| Der fotoelektrische Infrarotsensor hat eine schnellere Reaktionszeit. | Die fotoelektrischen Infrarotsensoren haben eine höhere Reaktionszeit. |
| Der fotoelektrische Infrarotsensor muss nicht abgekühlt werden. | Der fotoelektrische Infrarotsensor muss abgekühlt werden. |
Was sind IR-Flammensensoren?
IR-Flammensensoren, die das Infrarotspektralband erfassen und analysieren können, um bestimmte in heißem Gas vorhandene Muster zu erfassen. Diese Muster werden mit Hilfe von Thermografie- oder Wärmebildkameras erfasst. Nahinfrarot-Flammenmelder verwenden Flammenerkennungsfunktionen, die in einem CCD-Gerät vorhanden sind. IR-Sensoren können erheblich von Wasserdampf beeinflusst werden, da Wasser den größten Teil der einfallenden Strahlung absorbieren kann. Dies macht Infrarotsensoren für eine Außenumgebung ungeeignet.
Der IR3-Flammenmelder könnte zum Vergleich von Strahlungsmustern zwischen 3 verschiedenen Infrarotspektralbändern und dem Verhältnis des Strahlungsbandes zueinander verwendet werden. Typischerweise sind diese Sensoren so programmiert, dass sie ein Strahlungsband im 4.4-Mikrometer-Bereich und die beiden anderen Bänder im Bereich nach dem 4.4-Mikrometer-Spektrum erfassen. Diese entfernungsspezifische Erkennung ermöglicht es dem Sensor, zwischen der tatsächlichen Flamme und der nicht brennenden Strahlung zu unterscheiden, die den Ausgang beeinflusst. Durch Ignorieren der Hintergrundstrahlung können die Detektoren ein genaueres und fehlerfreieres Ergebnis liefern.
Bildquelle: Hugues CREPIN, Allumette img pt, CC BY-SA 3.0
Was ist die Anwendung von Infrarotsensoren in der Wärmebildkamera?
Thermische Infrarotsensoren wurden speziell zum Erfassen von IR-Strahlung und zum Erzeugen von Bildern entwickelt. Diese Bilder hängen von der von diesem ausgewählten Objekt abgestrahlten Wärmeenergie und der Temperaturschwankung zwischen Objekten in der Vordergrund- und Hintergrundumgebung ab. Diese Instrumente dienen einem breiten Anwendungsbereich in verschiedene Bereiche. Der Prozess der Analyse von Wärmebilddaten ist als Thermografie bekannt. um mehr darüber zu erfahren Klicke hier.
Welche Materialien werden in IR-Sensoren verwendet??
IR-Sensoren können aus verschiedenen Materialien bestehen, basierend auf den Anforderungen der Form der Informationen, die sie bereitstellen müssen. Einige häufig verwendete Materialien in IR-Detektoren sind:
- Quecksilbercadmiumtellurid (bekannt als MCT, HgCdTe)
- Blei (II) sulfid (PbS)
- Indiumantimonid (InSb)
- Indiumgalliumarsenid
- Indiumarsenid
- Lithiumtantalat (LiTaO3)
- Bleiselenid
- Quantentopf-Infrarot-Fotodetektor (QWIP)
- Triglycinsulfat (TGS)
- Platinsilicit (PtSi)
Welche Art von Schaltkreisen werden in IR-Detektoren verwendet?
IR-Detektoren sind im Allgemeinen kompatibel mit a Integrierte Schaltung auslesen (ROIK) Dadurch werden zuerst die Fotoströme aus den Pixeln akkumuliert und dann dieses verarbeitete Signal für die Beobachtungen an das O / P geleitet. Ein ROIC überträgt Pixeldaten außerhalb des IC mit Hilfe von analogen Hochgeschwindigkeitsausgängen.
Es gibt zwei Arten von ausgelesenen integrierten Schaltkreisen.
- Integrierte Schaltung mit digitaler Pixelauslesung (DPROIC).
- Integrierte Schaltung mit digitaler Anzeige (DROH).
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