Kulingana na uainishaji, sensorer za infrared zinaweza kugawanywa katika sensorer za joto na sensorer za photon.

Sensor ya joto

Kigunduzi cha joto hutumia kipengele cha kugundua kunyonya mionzi ya infrared ili kutoa ongezeko la joto, na kisha ikifuatana na mabadiliko katika sifa fulani za kimwili. Kupima mabadiliko katika sifa hizi za kimwili kunaweza kupima nishati au nguvu inayochukua. Mchakato mahususi ni kama ifuatavyo: Hatua ya kwanza ni kunyonya mionzi ya infrared na detector ya joto ili kusababisha ongezeko la joto; hatua ya pili ni kutumia baadhi ya athari za joto za detector ya joto ili kubadilisha kupanda kwa joto katika mabadiliko ya umeme. Kuna aina nne za mabadiliko ya mali halisi ambayo hutumiwa kwa kawaida: aina ya thermistor, aina ya thermocouple, aina ya pyroelectric, na aina ya nyumatiki ya Gaolai.

# Aina ya Thermistor

Baada ya nyenzo zisizo na joto kunyonya mionzi ya infrared, joto huongezeka na thamani ya upinzani hubadilika. Ukubwa wa mabadiliko ya upinzani ni sawia na nishati ya mionzi ya infrared iliyoingizwa. Vigunduzi vya infrared vinavyotengenezwa kwa kubadilisha upinzani baada ya dutu kunyonya mionzi ya infrared huitwa thermistors. Mara nyingi thermistors hutumiwa kupima mionzi ya joto. Kuna aina mbili za thermistors: chuma na semiconductor.

R(T)=AT-CeD/T

R (T): thamani ya upinzani; T: joto; A, C, D: viambajengo vinavyotofautiana kulingana na nyenzo.

Thermistor ya chuma ina mgawo mzuri wa joto wa upinzani, na thamani yake kamili ni ndogo kuliko ile ya semiconductor. Uhusiano kati ya upinzani na joto kimsingi ni wa mstari, na ina upinzani mkali wa joto la juu. Inatumika zaidi kwa kipimo cha simulation ya joto;

Vidhibiti vya joto vya semiconductor ni kinyume tu, hutumika kutambua mionzi, kama vile kengele, mifumo ya ulinzi wa moto, na utafutaji na ufuatiliaji wa radiator ya joto.

# Aina ya Thermocouple

Thermocouple, pia huitwa thermocouple, ni kifaa cha kwanza cha kugundua thermoelectric, na kanuni yake ya kazi ni athari ya pyroelectric. Makutano yanayojumuisha nyenzo mbili tofauti za kondakta inaweza kutoa nguvu ya kielektroniki kwenye makutano. Mwisho wa thermocouple kupokea mionzi inaitwa mwisho wa moto, na mwisho mwingine inaitwa mwisho wa baridi. Kinachojulikana athari ya thermoelectric, yaani, ikiwa vifaa hivi viwili vya conductor tofauti vinaunganishwa kwenye kitanzi, wakati joto kwenye viungo viwili ni tofauti, sasa itatolewa kwenye kitanzi.

Ili kuboresha mgawo wa kunyonya, foil ya dhahabu nyeusi imewekwa kwenye mwisho wa moto ili kuunda nyenzo za thermocouple, ambayo inaweza kuwa chuma au semiconductor. Muundo unaweza kuwa mstari au chombo chenye umbo la strip, au filamu nyembamba iliyotengenezwa na teknolojia ya uwekaji wa utupu au teknolojia ya upigaji picha. Thermocouples za aina ya chombo hutumika zaidi kupima halijoto, na thermocouples za aina ya filamu nyembamba (zinazojumuisha thermocouples nyingi mfululizo) hutumika zaidi kupima mnururisho.

Muda wa kudumu wa kigunduzi cha infrared cha aina ya thermocouple ni kiasi kikubwa, kwa hiyo muda wa majibu ni mrefu kiasi, na sifa za nguvu ni duni. Mzunguko wa mabadiliko ya mionzi upande wa kaskazini kwa ujumla unapaswa kuwa chini ya 10HZ. Katika matumizi ya vitendo, thermocouples kadhaa mara nyingi huunganishwa katika mfululizo ili kuunda thermopile ili kuchunguza ukubwa wa mionzi ya infrared.

#Aina ​​ya umeme

Vigunduzi vya infrared vya pyroelectric vinatengenezwa kwa fuwele za pyroelectric au "ferroelectrics" na polarization. Kioo cha pyroelectric ni aina ya fuwele ya piezoelectric, ambayo ina muundo usio wa centrosymmetric. Katika hali ya asili, vituo vya malipo vyema na hasi havifanani katika mwelekeo fulani, na kiasi fulani cha malipo ya polarized huundwa kwenye uso wa kioo, unaoitwa polarization ya hiari. Wakati joto la kioo linabadilika, linaweza kusababisha kituo cha chaji chanya na hasi kuhama, kwa hivyo malipo ya ubaguzi kwenye uso hubadilika ipasavyo. Kawaida uso wake unanasa chaji zinazoelea katika angahewa na kudumisha hali ya usawa wa umeme. Wakati uso wa ferroelectric iko katika usawa wa umeme, wakati mionzi ya infrared imewashwa juu ya uso wake, joto la ferroelectric (karatasi) huongezeka kwa kasi, kiwango cha polarization hupungua haraka, na malipo ya kufungwa hupungua kwa kasi; wakati malipo yanayoelea kwenye uso yanabadilika polepole. Hakuna mabadiliko katika mwili wa ndani wa ferroelectric.

Kwa muda mfupi sana kutoka kwa mabadiliko ya nguvu ya ubaguzi unaosababishwa na mabadiliko ya joto kwenye hali ya usawa wa umeme juu ya uso tena, malipo ya ziada ya kuelea yanaonekana kwenye uso wa ferroelectric, ambayo ni sawa na kutolewa kwa sehemu ya malipo. Jambo hili linaitwa athari ya pyroelectric. Kwa kuwa inachukua muda mrefu kwa malipo ya bure ili kupunguza malipo yaliyofungwa kwenye uso, inachukua zaidi ya sekunde chache, na wakati wa kupumzika wa polarization ya hiari ya kioo ni mfupi sana, kama sekunde 10-12, hivyo kioo cha pyroelectric kinaweza kukabiliana na mabadiliko ya haraka ya joto.

# aina ya nyumatiki ya Gaolai

Wakati gesi inachukua mionzi ya infrared chini ya hali ya kudumisha kiasi fulani, joto litaongezeka na shinikizo litaongezeka. Ukubwa wa ongezeko la shinikizo ni sawia na nguvu ya mionzi ya infrared iliyofyonzwa, hivyo nguvu ya mionzi ya infrared inaweza kupimwa. Vigunduzi vya infrared vilivyotengenezwa na kanuni zilizo hapo juu huitwa detectors za gesi, na bomba la Gao Lai ni detector ya kawaida ya gesi.

Sensor ya fotoni

Vigunduzi vya infrared vya Photon hutumia vifaa fulani vya semiconductor ili kutoa athari za picha chini ya miale ya mionzi ya infrared ili kubadilisha mali ya umeme ya nyenzo. Kwa kupima mabadiliko katika mali ya umeme, ukubwa wa mionzi ya infrared inaweza kuamua. Vigunduzi vya infrared vilivyotengenezwa na athari ya picha ya umeme kwa pamoja huitwa vigunduzi vya photon. Vipengele kuu ni unyeti wa juu, kasi ya majibu ya haraka na mzunguko wa juu wa majibu. Lakini kwa ujumla inahitaji kufanya kazi kwa joto la chini, na bendi ya kugundua ni nyembamba.

Kwa mujibu wa kanuni ya kazi ya detector ya photon, inaweza kugawanywa kwa ujumla katika photodetector ya nje na photodetector ya ndani. Vigunduzi vya ndani vya picha vinagawanywa katika detectors photoconductive, detectors photovoltaic na photomagnetoelectric detectors.

# Kitambuzi cha picha cha nje (kifaa cha PE)

Wakati mwanga unatokea kwenye uso wa metali fulani, oksidi za chuma au halvledare, ikiwa nishati ya photoni ni kubwa ya kutosha, uso unaweza kutoa elektroni. Jambo hili kwa pamoja linajulikana kama utoaji wa photoelectron, ambayo ni ya athari ya nje ya photoelectric. Mirija ya picha na mirija ya kuzidisha picha ni ya aina hii ya kigunduzi cha fotoni. Kasi ya majibu ni ya haraka, na wakati huo huo, bidhaa ya tube ya photomultiplier ina faida kubwa sana, ambayo inaweza kutumika kwa kipimo cha photon moja, lakini safu ya urefu wa wimbi ni nyembamba, na ndefu zaidi ni 1700nm tu.

# Kigunduzi cha Photoconductive

Wakati semiconductor inachukua picha za tukio, baadhi ya elektroni na mashimo katika semiconductor hubadilika kutoka hali isiyo ya conductive hadi hali ya bure ambayo inaweza kuendesha umeme, na hivyo kuongeza conductivity ya semiconductor. Jambo hili linaitwa athari ya photoconductivity. Vigunduzi vya infrared vilivyotengenezwa na athari ya fotoconductive ya halvledare huitwa vigunduzi vya photoconductive. Kwa sasa, ni aina inayotumiwa zaidi ya detector ya photon.

# Kigunduzi cha Photovoltaic (kifaa cha PU)

Wakati mionzi ya infrared imewashwa kwenye makutano ya PN ya miundo fulani ya nyenzo za semiconductor, chini ya hatua ya uwanja wa umeme kwenye makutano ya PN, elektroni za bure katika eneo la P huhamia eneo la N, na mashimo katika eneo la N huhamia kwenye P eneo. Ikiwa makutano ya PN yamefunguliwa, uwezo wa ziada wa umeme hutolewa katika ncha zote mbili za makutano ya PN inayoitwa nguvu ya kielektroniki ya picha. Vigunduzi vinavyotengenezwa kwa kutumia athari ya nguvu ya kielektroniki ya picha huitwa vigunduzi vya photovoltaic au vigunduzi vya infrared vya makutano.

# Kigunduzi cha sumaku cha macho

Sehemu ya sumaku inatumika kando kwa sampuli. Wakati uso wa semiconductor unachukua photoni, elektroni na mashimo yanayotokana huenea ndani ya mwili. Wakati wa mchakato wa kueneza, elektroni na mashimo hupunguzwa hadi ncha zote mbili za sampuli kutokana na athari ya uga wa sumaku wa upande. Kuna tofauti inayowezekana kati ya ncha zote mbili. Jambo hili linaitwa athari ya opto-magnetoelectric. Vigunduzi vilivyotengenezwa kwa athari ya picha-magnetoelectric huitwa vigunduzi vya sumaku-umeme (vinajulikana kama vifaa vya PEM).