Классификация боюнча инфракызыл сенсорлор жылуулук жана фотондук сенсорлорго бөлүнөт.

Жылуулук сенсор

Термикалык детектор температуранын көтөрүлүшүн өндүрүү үчүн инфракызыл нурланууну соруп алуу үчүн аныктоочу элементти колдонот, андан кийин айрым физикалык касиеттердин өзгөрүшү менен коштолот. Бул физикалык касиеттердеги өзгөрүүлөрдү өлчөө, ал соруп алган энергияны же күчтү өлчөй алат. Өзгөчө процесс төмөнкүчө: Биринчи кадам температуранын көтөрүлүшүнө себеп болуу үчүн термикалык детектор тарабынан инфракызыл нурланууну сиңирүү; экинчи кадам - ​​температуранын көтөрүлүшүн электр энергиясынын өзгөрүшүнө айландыруу үчүн жылуулук детекторунун кээ бир температуралык эффекттерин колдонуу. Көбүнчө колдонулган физикалык мүлктүн төрт түрү бар: термистордун түрү, термопардын түрү, пироэлектрдик түрү жана Гаолаи пневматикалык түрү.

# Термистор түрү

Жылуулукка сезгич материал инфракызыл нурланууну өзүнө сиңиргенден кийин температура көтөрүлүп, каршылыктын мааниси өзгөрөт. Каршылыктын өзгөрүшүнүн чоңдугу жутулган инфракызыл нурлануунун энергиясына пропорционалдуу. Зат инфракызыл нурланууну сиңиргенден кийин каршылыкты өзгөртүү аркылуу жасалган инфракызыл детекторлор термисторлор деп аталат. Термисторлор көбүнчө жылуулук нурлануусун өлчөө үчүн колдонулат. Термисторлордун эки түрү бар: металл жана жарым өткөргүч.

R(T)=AT−CeD/T

R(T): каршылыктын мааниси; Т: температура; A, C, D: материалга жараша өзгөрүп турган туруктуулар.

Металл термистордо каршылыктын оң температуралык коэффициенти бар жана анын абсолюттук мааниси жарым өткөргүчтүкүнөн кичине. Каршылык менен температуранын ортосундагы мамиле негизинен сызыктуу болуп саналат жана ал күчтүү жогорку температура каршылыгына ээ. Ал көбүнчө температураны симуляциялоо үчүн колдонулат;

Жарым өткөргүч термисторлор тескерисинче, радиацияны аныктоо үчүн колдонулат, мисалы, сигнализация, өрткө каршы системалар жана жылуулук радиаторлорун издөө жана көзөмөлдөө.

# Термопар түрү

Термопар, термопар деп да аталат, эң алгачкы термоэлектрдик аныктоочу түзүлүш жана анын иштөө принциби пироэлектрдик эффект болуп саналат. Эки түрдүү өткөргүч материалдардан турган түйүн түйүнүндө электр кыймылдаткыч күчүн жаратышы мүмкүн. Радиацияны кабыл алуучу термопардын учу ысык учу, ал эми экинчи учу муздак учу деп аталат. Термоэлектрдик эффект деп аталган нерсе, башкача айтканда, бул эки башка өткөргүч материал контурга кошулса, эки муундагы температура ар башка болгондо, циклде ток пайда болот.

Абсорбция коэффициентин жакшыртуу максатында ысык учуна кара алтын фольга орнотулат, ал металл же жарым өткөргүч болушу мүмкүн. Структура сызык же тилке түрүндөгү объект, же вакуумдук коюу технологиясы же фотолитография технологиясы менен жасалган жука пленка болушу мүмкүн. Объект тибиндеги термопарлар көбүнчө температураны өлчөө үчүн колдонулат, ал эми жука пленкалуу типтеги термопарлар (катардагы көптөгөн термопарлардан турат) көбүнчө нурланууну өлчөө үчүн колдонулат.

Термопар типтеги инфракызыл детектордун убакыт константасы салыштырмалуу чоң, ошондуктан жооп берүү убактысы салыштырмалуу узун, динамикалык мүнөздөмөлөрү салыштырмалуу начар. Түндүк тараптагы радиациянын өзгөрүү жыштыгы жалпысынан 10Гц төмөн болушу керек. Практикалык колдонмолордо бир нече термопарлар көбүнчө инфракызыл нурлануунун интенсивдүүлүгүн аныктоо үчүн термопилди түзүү үчүн катар менен туташтырылат.

# Пироэлектрдик түрү

Пироэлектрдик инфракызыл детекторлор пироэлектрдик кристаллдардан же поляризациялуу "ферроэлектрлерден" жасалат. Пироэлектрдик кристалл пьезоэлектрдик кристаллдын бир түрү, центросимметриялык эмес түзүлүшкө ээ. Табигый абалда оң жана терс заряд борборлору белгилүү бир багытта дал келбейт жана кристаллдын бетинде белгилүү өлчөмдө поляризацияланган заряддар пайда болот, бул спонтандык поляризация деп аталат. Кристаллдын температурасы өзгөргөндө, кристаллдын оң жана терс заряддарынын борборунун жылышына алып келиши мүмкүн, ошондуктан беттеги поляризация заряды ошого жараша өзгөрөт. Көбүнчө анын үстү атмосферадагы калкып жүрүүчү заряддарды кармап, электрдик тең салмактуулук абалын сактайт. Темирдин бети электрдик тең салмактуулукта болгондо, анын бетине инфракызыл нурлар нурланганда ферроэлектрдин (баракчанын) температурасы тез көтөрүлүп, поляризациянын интенсивдүүлүгү тез төмөндөйт, байланыш заряды кескин төмөндөйт; ал эми бетиндеги калкып жүрүүчү заряд жай өзгөрөт. Ички ферроэлектрдик денеде эч кандай өзгөрүү жок.

Температуранын өзгөрүшүнөн улам пайда болгон поляризациянын интенсивдүүлүгүнүн өзгөрүшүнөн өтө кыска убакыттын ичинде жер бетинде кайрадан электрдик тең салмактуулук абалына өтүп, ферроэлектрдин бетинде ашыкча калкып жүрүүчү заряддар пайда болот, бул заряддын бир бөлүгүн бөлүп чыгарууга барабар. Бул кубулуш пироэлектрдик эффект деп аталат. Бекер заряддын беттеги байланган зарядды нейтралдаштыруу үчүн көп убакыт талап кылынгандыктан, ал бир нече секунддан ашык убакытты талап кылат, ал эми кристаллдын өзүнөн-өзү поляризациясынын релаксация убактысы өтө кыска, болжол менен 10-12 секунд, ошондуктан пироэлектрдик кристалл тез температуранын өзгөрүшүнө жооп бере алат.

# Гаолаи пневматикалык түрү

Белгилүү көлөмдү сактоо шартында газ инфракызыл нурланууну сиңиргенде температура жогорулап, басым жогорулайт. Басымдын жогорулашынын чоңдугу сиңген инфракызыл нурлануу күчү менен пропорционалдуу, ошондуктан жутулган инфракызыл нурлануунун күчүн өлчөөгө болот. Жогорудагы принциптер менен жасалган инфракызыл детекторлор газ детекторлору деп аталат, ал эми Гао Лай түтүгү кадимки газ детектору болуп саналат.

Фотондук сенсор

Фотондук инфракызыл детекторлор материалдардын электрдик касиеттерин өзгөртүү үчүн инфракызыл нурлануунун нурлануусу астында фотоэлектрдик эффекттерди өндүрүү үчүн айрым жарым өткөргүч материалдарды колдонушат. Электрдик касиеттердин өзгөрүшүн өлчөө менен инфракызыл нурлануунун интенсивдүүлүгүн аныктоого болот. Фотоэлектрдик эффект аркылуу жасалган инфракызыл детекторлор жалпысынан фотон детекторлору деп аталат. Негизги өзгөчөлүктөрү жогорку сезгичтик, тез жооп берүү ылдамдыгы жана жогорку жооп жыштыгы болуп саналат. Бирок ал жалпысынан төмөн температурада иштеши керек жана аныктоо тилкеси салыштырмалуу тар.

Фотон детекторунун иштөө принцибине ылайык, аны жалпысынан тышкы фотодетектор жана ички фотодетектор деп бөлүүгө болот. Ички фотодетекторлор фотоөткөргүч детекторлор, фотоэлектрдик детекторлор жана фотомагниттик детекторлор болуп бөлүнөт.

# Тышкы фотодетектор (PE аспабы)

Кээ бир металлдардын, металл оксиддеринин же жарым өткөргүчтөрдүн бетине жарык түшкөндө, фотондун энергиясы жетиштүү чоң болсо, бет электрондорду чыгара алат. Бул кубулуш жалпысынан тышкы фотоэффектке таандык фотоэлектрондук эмиссия деп аталат. Фотон детекторунун бул түрүнө фототүтүкчөлөр жана фотокөбөйтүүчү түтүктөр кирет. Жооп ылдамдыгы тез жана ошол эле учурда, photomultiplier түтүк продукт бир фотон өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн, абдан жогорку пайда бар, бирок толкун узундугу диапазону салыштырмалуу тар, ал эми узун гана 1700nm.

# Фотоөткөргүч детектор

Жарым өткөргүч түшкөн фотондорду сиңирип алганда, жарым өткөргүчтөгү кээ бир электрондор жана тешиктер өткөргүч эмес абалдан электр тогун өткөрө ала турган эркин абалга өтүп, жарым өткөргүчтүн өткөргүчтүгү жогорулайт. Бул кубулуш фотоөткөрүү эффектиси деп аталат. Жарым өткөргүчтөрдүн фото өткөргүч эффекти аркылуу жасалган инфракызыл детекторлор фото өткөргүч детекторлор деп аталат. Учурда бул фотон детекторунун эң кеңири колдонулган түрү.

# Фотоэлектрдик детектор (PU аспабы)

Кээ бир жарым өткөргүчтүү материалдык түзүлүштөрдүн PN түйүнүндө инфракызыл нурлануу нурланганда, PN түйүнүндөгү электр талаасынын таасири астында Р аймагындагы эркин электрондор N зонасына, ал эми N чөйрөсүндөгү тешиктер N зонасына жылат. P аймагы. Эгерде PN түйүнү ачык болсо, PN түйүнүн эки учунда фотоэлектр кыймылдаткыч күчү деп аталган кошумча электр потенциалы пайда болот. Фотоэлектрдик кыймылдаткыч күч эффектинин жардамы менен жасалган детекторлор фотоэлектрдик детекторлор же туташтырылган инфракызыл детекторлор деп аталат.

# Оптикалык магнитоэлектрдик детектор

Магнит талаасы үлгүгө капталдан колдонулат. Жарым өткөргүчтүн бети фотондорду жутканда, пайда болгон электрондор жана тешиктер денеге тарайт. Диффузия процессинде электрондор жана тешиктер каптал магнит талаасынын таасиринен үлгүнүн эки учуна чейин жылышышат. Эки тараптын ортосунда потенциалдуу айырма бар. Бул кубулуш опто-магниттик эффект деп аталат. Фотомагнит-эффекттен жасалган детекторлор фотомагнит-электрдик детекторлор деп аталат (ПЭМ приборлору деп аталат).