Что такое инфракрасные датчики?

Что такое инфракрасные датчики?

Инфракрасные датчики — это датчики, которые обнаруживают световые лучи в инфракрасном диапазоне.

Свет различается по цвету и характеристикам в зависимости от длины волны. Длина волны видимого света считается равной примерно 400–800 нм, и свет, отличный от нее, не виден глазу. Для человеческого глаза световые лучи в диапазоне 400 нм кажутся фиолетовыми, а световые лучи в диапазоне 800 нм — красными. Когда речь идет о невидимом свете, свет с длиной волны 400 нм или меньше называется ультрафиолетовым светом, а свет с длиной волны 800 нм или больше называется инфракрасным светом.

Инфракрасные датчики — это датчики, которые обнаруживают вышеупомянутые инфракрасные лучи. Однако, в дополнение к обнаружению инфракрасных лучей, существуют также методы, которые испускают инфракрасные лучи и обнаруживают отраженные волны.

Применение инфракрасных датчиков

Инфракрасные датчики используются различными способами в потребительских товарах. Типичное использование — в пультах дистанционного управления телевизорами. Инфракрасный датчик телевизора получает рабочий сигнал пульта дистанционного управления. Это использует невидимую природу инфракрасного света.

Инфракрасные датчики также используются в термометрах. Температура определяется с помощью характеристики, что чем горячее вещество, тем больше инфракрасного света оно излучает. Поскольку температуру можно определить быстро и без контакта, они полезны во время вспышек инфекционных заболеваний.

Инфракрасные датчики используются в широком спектре промышленных приложений, включая разработку космоса и военные приложения.

Типы инфракрасных датчиков

Инфракрасные датчики активно исследовались и доступны в различных материалах. Принципы в основном делятся на тепловые и квантовые типы.

Длины волн инфракрасных датчиков классифицируются на ближний инфракрасный, средний инфракрасный и дальний инфракрасный, и каждый датчик имеет свою собственную область знаний.

1. Тепловые инфракрасные датчики

Типичным примером теплового инфракрасного датчика является пироэлектрический датчик. Пироэлектрические инфракрасные датчики изготавливаются из сегнетоэлектрической пироэлектрической керамики и используют пироэлектрический эффект. Когда инфракрасный датчик нагревается, величина электрического заряда на керамике изменяется из-за пироэлектрического эффекта. Датчик обнаруживает электрический ток, который течет в соответствии с измененной величиной заряда. Даже малейшее инфракрасное излучение, испускаемое человеческим телом, может быть обнаружено.

Датчики на термобатареях также являются типом теплового типа. Термобатарея — это термоэлектродвижущий датчик, который состоит из нескольких термопар и преобразует тепловую энергию инфракрасного датчика в электродвижущую силу.

2. Квантовый инфракрасный датчик

Квантовые инфракрасные датчики — это датчики, которые обнаруживают энергию запрещенной зоны как электрический ток. Механизм такой же, как у солнечных панелей, которые сделаны из элементов, которые генерируют электричество из инфракрасных лучей. Хотя чувствительность обнаружения в 100–1000 раз выше, чем у тепловых датчиков, тепло, выделяемое самим датчиком, также обнаруживается, поэтому его необходимо достаточно охлаждать.

Другая информация об инфракрасных датчиках

1. Недостатки инфракрасных датчиков

Инфракрасные датчики могут работать со сбоями или не работать. Случаи сбоя включают в себя, когда датчик заблокирован объектом, который не пропускает дальние инфракрасные датчики, например, стеклом или акрилом, или когда обнаруживаемый объект едва движется.

Давайте используем автоматическую дверь в качестве примера. Автоматические двери обнаруживают объекты по скорости изменения инфракрасного отражения. Из-за своего принципа, если человек носит одежду того же цвета, что и ковер, или медленно приближается к автоматической двери, она может выйти из строя.

Источники тепла, отличные от человеческого тела, также могут вызывать неисправности. Например, инфракрасные устройства могут выходить из строя в ответ на солнечный свет или свет ламп накаливания. Неисправности также могут возникать при резком изменении температуры вблизи кондиционера или отопительного оборудования.

2. Инфракрасные датчики и автомобили

Вождение в ночное время увеличивает вероятность аварий из-за плохой видимости. Инфракрасные датчики привлекают внимание как новые глаза, которые могут решать проблемы вождения в ночное время и повышать безопасность.

Системы ночного видения
Инфракрасные датчики используются для идентификации пешеходов и других объектов и визуализации их на дисплее. Датчики пассивного типа напрямую обнаруживают дальнее инфракрасное излучение, устраняя необходимость в световой подсветке.

Активный тип использует ближние инфракрасные лучи для освещения дороги впереди, а отраженный свет улавливается инфракрасной камерой.

Монитор периметра транспортного средства
Инфракрасные камеры устанавливаются по всем четырем сторонам транспортного средства для обнаружения пешеходов в слепых зонах. Если в салоне находятся пешеходы, при запуске двигателя автомобиля срабатывает сигнализация, а также разработана система, которая не позволяет автомобилю запуститься.

Системы кондиционирования воздуха
Разработана система управления кондиционером, которая измеряет температуру поверхности с помощью дальнего инфракрасного излучения, испускаемого пассажирами, и переключает выпускные отверстия для воздуха.