Οποιοδήποτε αντικείμενο με θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν ακτινοβολεί ενέργεια στο διάστημα με τη μορφή υπέρυθρου φωτός. Η τεχνολογία ανίχνευσης που χρησιμοποιεί υπέρυθρη ακτινοβολία για τη μέτρηση σχετικών φυσικών μεγεθών ονομάζεται τεχνολογία ανίχνευσης υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Η τεχνολογία αισθητήρων υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι μια από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες τεχνολογίες τα τελευταία χρόνια. Ο αισθητήρας υπέρυθρης ακτινοβολίας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αεροδιαστημική, την αστρονομία, τη μετεωρολογία, τον στρατιωτικό, βιομηχανικό και πολιτικό τομέα, παίζοντας έναν αναντικατάστατο σημαντικό ρόλο. Η υπέρυθρη ακτινοβολία, στην ουσία, είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, το εύρος μήκους κύματος του οποίου είναι περίπου 0,78m ~ 1000m, επειδή βρίσκεται στο ορατό φως έξω από το κόκκινο φως, έτσι ονομάζεται υπέρυθρη ακτινοβολία. Οποιοδήποτε αντικείμενο με θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν ακτινοβολεί ενέργεια στο διάστημα με τη μορφή υπέρυθρου φωτός. Η τεχνολογία ανίχνευσης που χρησιμοποιεί υπέρυθρη ακτινοβολία για τη μέτρηση σχετικών φυσικών μεγεθών ονομάζεται τεχνολογία ανίχνευσης υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Ο φωτονικός αισθητήρας υπερύθρων είναι ένα είδος αισθητήρα που λειτουργεί χρησιμοποιώντας το φαινόμενο φωτονίων της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Το λεγόμενο φαινόμενο φωτονίων αναφέρεται στο ότι όταν υπάρχει υπέρυθρη πρόσπτωση σε ορισμένα ημιαγωγικά υλικά, η ροή φωτονίων στην υπέρυθρη ακτινοβολία αλληλεπιδρά με τα ηλεκτρόνια στο ημιαγωγικό υλικό, αλλάζοντας την ενεργειακή κατάσταση των ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα διάφορα ηλεκτρικά φαινόμενα. Μετρώντας τις αλλαγές στις ηλεκτρονικές ιδιότητες των ημιαγωγικών υλικών, μπορείτε να γνωρίζετε την ισχύ της αντίστοιχης υπέρυθρης ακτινοβολίας. Οι κύριοι τύποι ανιχνευτών φωτονίων είναι ο εσωτερικός φωτοανιχνευτής, ο εξωτερικός φωτοανιχνευτής, ο ανιχνευτής ελεύθερου φορέα, ο ανιχνευτής κβαντικού φρέατος QWIP και ούτω καθεξής. Οι εσωτερικοί φωτοανιχνευτές υποδιαιρούνται περαιτέρω σε φωτοαγώγιμους τύπους, τύπους που παράγουν φωτοβολτάμαξα και φωτομαγνητοηλεκτρικούς τύπους. Τα κύρια χαρακτηριστικά του ανιχνευτή φωτονίων είναι η υψηλή ευαισθησία, η γρήγορη ταχύτητα απόκρισης και η υψηλή συχνότητα απόκρισης, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι η ζώνη ανίχνευσης είναι στενή και γενικά λειτουργεί σε χαμηλές θερμοκρασίες (για να διατηρηθεί η υψηλή ευαισθησία, χρησιμοποιείται συχνά υγρό άζωτο ή θερμοηλεκτρική ψύξη για την ψύξη του ανιχνευτή φωτονίων σε χαμηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας).
Το όργανο ανάλυσης συστατικών που βασίζεται στην τεχνολογία υπέρυθρου φάσματος έχει τα χαρακτηριστικά του πράσινου, γρήγορου, μη καταστροφικού και διαδικτυακού, και είναι μια από τις ταχύτατα αναπτυσσόμενες αναλυτικές τεχνολογίες υψηλής τεχνολογίας στον τομέα της αναλυτικής χημείας. Πολλά μόρια αερίου που αποτελούνται από ασύμμετρα διάτομα και πολυάτομα έχουν αντίστοιχες ζώνες απορρόφησης στη ζώνη υπέρυθρης ακτινοβολίας, και το μήκος κύματος και η ισχύς απορρόφησης των ζωνών απορρόφησης είναι διαφορετικά λόγω των διαφορετικών μορίων που περιέχονται στα μετρούμενα αντικείμενα. Ανάλογα με την κατανομή των ζωνών απορρόφησης διαφόρων μορίων αερίου και την ισχύ απορρόφησης, μπορεί να αναγνωριστεί η σύνθεση και η περιεκτικότητα των μορίων αερίου στο μετρούμενο αντικείμενο. Ο αναλυτής υπέρυθρου αερίου χρησιμοποιείται για την ακτινοβόληση του μετρούμενου μέσου με υπέρυθρο φως, και σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά απορρόφησης υπέρυθρης ακτινοβολίας διαφόρων μοριακών μέσων, χρησιμοποιώντας τα χαρακτηριστικά φάσματος απορρόφησης υπέρυθρης ακτινοβολίας του αερίου, μέσω φασματικής ανάλυσης για την επίτευξη ανάλυσης σύνθεσης ή συγκέντρωσης αερίου.
Το διαγνωστικό φάσμα υδροξυλίου, νερού, ανθρακικού, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH και άλλων μοριακών δεσμών μπορεί να ληφθεί με υπέρυθρη ακτινοβολία του αντικειμένου-στόχου και στη συνέχεια η θέση του μήκους κύματος, το βάθος και το πλάτος του φάσματος μπορούν να μετρηθούν και να αναλυθούν για να ληφθούν τα είδη, τα συστατικά και η αναλογία των κύριων μεταλλικών στοιχείων. Έτσι, μπορεί να πραγματοποιηθεί η ανάλυση της σύνθεσης των στερεών μέσων.
Ώρα δημοσίευσης: 04 Ιουλίου 2023