บทนำและประเภทของเซนเซอร์อินฟราเรด

เซ็นเซอร์อินฟราเรดคือการใช้คุณสมบัติทางกายภาพของอินฟราเรดในการวัดเซ็นเซอร์ อินฟราเรดหรือที่เรียกว่าแสงอินฟราเรด มีคุณสมบัติการสะท้อน การหักเห การกระเจิง การรบกวน การดูดกลืน และคุณสมบัติอื่นๆ สารใด ๆ ที่มีอุณหภูมิของตัวเอง (สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์) สามารถปล่อยออกมาได้รังสีอินฟราเรด. การวัดเซนเซอร์อินฟราเรดไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับวัตถุที่วัดได้ ดังนั้นจึงไม่มีแรงเสียดทาน และมีข้อดีคือมีความไวสูงและตอบสนองรวดเร็ว
เซ็นเซอร์อินฟราเรดประกอบด้วยระบบออปติคัล องค์ประกอบการตรวจจับ และวงจรการแปลง ระบบออปติคัลสามารถแบ่งออกเป็นประเภทการส่งผ่านและประเภทการสะท้อนตามโครงสร้างที่แตกต่างกัน องค์ประกอบการตรวจจับสามารถแบ่งออกเป็นองค์ประกอบการตรวจจับความร้อนและองค์ประกอบการตรวจจับตาแมวตามหลักการทำงาน เทอร์มิสเตอร์เป็นเทอร์มิสเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เมื่อเทอร์มิสเตอร์ถูกรังสีอินฟราเรด อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น และความต้านทานจะเปลี่ยนไป (การเปลี่ยนแปลงนี้อาจใหญ่ขึ้นหรือเล็กลง เนื่องจากเทอร์มิสเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นเทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวกและเทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบ) ซึ่งสามารถแปลงเป็นเอาต์พุตสัญญาณไฟฟ้าได้ ผ่านวงจรแปลง องค์ประกอบการตรวจจับโฟโตอิเล็กทริคมักใช้เป็นองค์ประกอบที่ไวต่อแสง ซึ่งมักทำจากตะกั่วซัลไฟด์ ตะกั่วซีลีไนด์ อินเดียมอาร์เซไนด์ อาร์เซไนด์พลวง โลหะผสมแบบไตรภาคแคดเมียมเทลลูไรด์ปรอท เจอร์เมเนียมและวัสดุที่เจือด้วยซิลิกอน
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซ็นเซอร์อินฟราเรดใช้ประโยชน์จากความไวของช่วงอินฟราเรดไกลในการตรวจร่างกายของมนุษย์ ความยาวคลื่นอินฟราเรดจะยาวกว่าแสงที่มองเห็นได้และสั้นกว่าคลื่นวิทยุ อินฟราเรดทำให้ผู้คนคิดว่าปล่อยออกมาจากวัตถุร้อนเท่านั้น แต่จริงๆ แล้วไม่เป็นเช่นนั้น วัตถุทุกชนิดที่มีอยู่ในธรรมชาติ เช่น มนุษย์ ไฟ น้ำแข็ง และอื่นๆ ล้วนปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา แต่ความยาวคลื่นจะแตกต่างกันเนื่องจากอุณหภูมิของวัตถุ อุณหภูมิของร่างกายอยู่ที่ประมาณ 36 ~ 37°C ซึ่งปล่อยรังสีอินฟราเรดที่มีค่าสูงสุด 9 ~ 10μm นอกจากนี้ วัตถุที่ได้รับความร้อนถึง 400 ~ 700°C สามารถปล่อยรังสีอินฟราเรดตรงกลางโดยมีค่าสูงสุด 3 ~ 5μm

ที่เซ็นเซอร์อินฟราเรดสามารถแบ่งออกเป็นการกระทำ:
(1) เส้นอินฟราเรดจะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน และประเภทความร้อนของค่าความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงและสัญญาณเอาท์พุต เช่น ศักย์ไฟฟ้าไดนามิก จะถูกกำจัดออกด้วยความร้อน
(2) ผลกระทบทางแสงของปรากฏการณ์การโยกย้ายเซมิคอนดักเตอร์และประเภทควอนตัมของผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากโฟโตอิเล็กทริคเนื่องจากการเชื่อมต่อ PN
ปรากฏการณ์ทางความร้อนเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นปรากฏการณ์ความร้อนใต้พิภพ และปรากฏการณ์ที่เป็นตัวแทนมากที่สุดคือเครื่องตรวจจับรังสี (เทอร์มอลโบโลมิเตอร์) เครื่องปฏิกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริก (เทอร์โมพิล) และองค์ประกอบเทอร์โมอิเล็กทริก (ไพโรอิเล็กทริก)
ข้อดีของประเภทความร้อนคือ: สามารถทำงานที่อุณหภูมิห้อง ไม่มีการพึ่งพาความยาวคลื่น (การเปลี่ยนแปลงทางประสาทสัมผัสความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน) ต้นทุนมีราคาถูก
ข้อเสีย: ความไวต่ำ, การตอบสนองช้า (สเปกตรัม mS)
ข้อดีของประเภทควอนตัม: ความไวสูง การตอบสนองอย่างรวดเร็ว (สเปกตรัมของ S);
ข้อเสีย: ต้องเย็น (ไนโตรเจนเหลว) การพึ่งพาความยาวคลื่น ราคาสูง