עיקרון אינפרא אדום ושימוש בתאורה LED
ספקטרוסקופיית אינפרא אדום
האור שאנשים יכולים לראות בעין בלתי נקרא אור נראה, ואורך הגל של האור הנראה הוא 380-750nm. סדר אורך הגל של אור נראה מקצר לארוך הוא אור סגול→אור→אור→אור→אור ירוק→אור yellow→אור → אור→ אור בעל אורך גל ארוך יותר מאור אדום נקרא אור אינפרא-אדום, או אור אינפרא-אדום (אינפרא-אדום). אור אינפרא אדום הוא אור שאנשים לא יכולים לראות בעין בלתי.
התפלגות אורך הגל של חלק מהאור היא כדלקמן:
אור סגול (O.40 ~ 0.43μm); אור כחול (0.43 ~ 0.47μm); אור ציאן (0.47 ~ 0.50μm); אור ירוק (0.50 ~ 0.56μm); אור צהוב (0.56 ~ 0.59μm); אור כתום (0.59 ~ 0.62μm); אור אדום (0.62 ~ 0.76μm); אינפרא אדום (0.76 ~ 1000μm); ניתן לחלק אור אינפרא-אדום ל:
1. כמעט אינפרא אדום (760 ~ 3000nm); 2. אמצע אינפרא אדום (3000 ~ 60000rim); 3. אינפרא אדום רחוק (6000 ~ 150000nm).
כל חפץ עם טמפרטורה בטבע יקרין קרני אינפרא אדום, אבל אורכי הגל של קרני האינפרא-אדום המוקרנות שונים. על פי ניסויים, אורכי הגל אינפרא אדום (אנרגיה) הקרין על ידי גוף האדם מרוכזים בעיקר על 10,000 ננומטר. על פי המאפיינים של אורך הגל אינפרא אדום של גוף האדם, אם מכשיר זיהוי משמש, אינפרא אדום הקרין על ידי גוף האדם ניתן לזהות גלי אור מיותרים אחרים ניתן להסיר.
ניתן להשיג את מטרת גילוי מידע על פעילות אנושית. לכן, מוצר חיישן המזהה קרני אינפרא אדום של גוף האדם הופיע. חיישן האינפרא-אדום של גוף האדם נעשה על פי עקרון הפירוקטריות.
עיקרון פירוקטרי
חיישן אינפרא אדום בגוף האדם הוא סוג של מוצר חישה שנעשה באמצעות העיקרון של אפקט פירוקטרי. מהו האפקט הפירוקטרי? זוהי תופעה שבה מטענים חשמליים נוצרים עקב שינויים בטמפרטורה.
על מנת להמחיש בבירור את האפקט הפירוקטרי מופיע גם. המחש באמצעות דיאגרמה.
איור 1 הוא דיאגרמה סכמטית של עקומת שינוי טמפרטורה: איור 2 הוא דיאגרמה סכמטית של עקומת מצב שינוי מטען משטח חיישן הנגרמת על-ידי שינוי טמפרטורה; איור 3 הוא דיאגרמה סכמטית של עקומת פלט של שינוי מתח הנגרמת על-ידי שינוי טעינת משטח חיישן.
בשלב ההתחלה (T) של איור 1, הטמפרטורה של חיישן האינפרא-אדום הפירוקטרי אינה משתנה ללא קרינת אינפרא אדום, המטען על פני החיישן נמצא במצב מנוטרל, והאלקטרונים החיוביים והשליליים שווים (A). בשלב זה, החיישן אין פלט ( 0). איור l השלב השני (T+△T), כאשר יש שינוי טמפרטורה. תחת קרינת האינפרא-אדום של גוף האדם, אם הטמפרטורה של חיישן האינפרא-אדום הפירוקטרי עולה ב-△T, המטען על פני החיישן ישתנה בהתאם כפי שמוצג באיור 2(ב). אם שינוי הטמפרטורה הוא △T, שינוי הטעינה המתאים יפיק שינוי △V. לכן, החיישן פלטות △V. ככל שהזמן עובר, פני השטח של החיישן יספגו מחדש יונים באוויר ויבטלו זה את זה כדי להגיע למצב המנוטרל כפי שמוצג באיור 2c. בשלב זה, החיישן חוזר ללא פלט (O). כפי שמוצג באיור 3.
כאשר הטמפרטורה יורדת, הטמפרטורה חוזרת למצבה המקורי (T), ומצב הקיטוב החופשי שלה מוצג באיור 2D. מכיוון שתהליך הירידה והשינוי בטמפרטורה (באופן יחסי) מנוגד לעליית הטמפרטורה, תהליך השינוי של הטעינה על פני החיישן הוא בדיוק ההפך מתהליך השינוי כאשר הוא עולה, שהוא תהליך הפוך.
לכן, אות הפלט של החיישן הוא △V, כפי שמוצג באיור 3. באותו אופן, ככל שהזמן עובר, פני השטח של החיישן יספגו מחדש יונים באוויר, ואות היציאה של החיישן יהיה שוב אפס.
אות הפלט של החיישן לכל תהליך החישה של מידע על פעילות אנושית מוצג באיור 3. לא קשה לראות מדיאגרמת פלט החיישן כי פלט האות על ידי פעולה של החיישן לפעילות אנושית הוא צורת גל מלאה. בניסוי. אם האות מוגבר על ידי מגבר, ולאחר מכן נצפה עם אוסילוסקופ, זה יהיה דופק חיובי ודופק שלילי. במילים אחרות, אות תנועה שחש פלט החיישן דומה לאות פולס l Hz מלא.
חיישן אינפרא-אדום
בחיישן הפירוקטרי נעשה שימוש בחיישן של יסוד אחד בעבר. מכיוון שהחיישן של רכיב אחד מושפע יותר מגורמים כגון אור תועה, אפקט היישום גרוע יחסית. לכן, יחידות חישה של שני רכיבים נמצאות כעת בשימוש נפוץ. לסוג זה של חיישן יש את היתרונות הבאים:
1. יש לו את המאפיינים של רגישות גבוהה.
2. שני התקני היחידות מחוברים בכיוון ההפוך. לכן, קלט קרני האינפרא-אדום בו-זמנית יבטל זה את זה, ואין פלט. פעולה זו מגבירה את היציבות לאור תועה חיצוני, שינויי טמפרטורה סביבתיים ואפקטי רטט חיצוניים (ראו איור 5).
בשל עכבת הקלט הגבוהה ביותר של חיישן האינפרא-אדום הפירוקטרי, קל מאוד להציג רעש.
לכן, יש צורך לבצע טיפול מיגון אלקטרומגנטי על החיישן, כך חבילת המתכת מאומצת ואת הקליפה מקורקעת. בדרך זו, המטרה של מיגון רעש העומס ניתן להשיג.
בטבע, אנרגיית החום המוקרנת על ידי כל האובייקטים היא פרופורציונלית לטמפרטורה שלהם. ככל שהטמפרטורה של עצם גבוהה יותר, כך אורך הגל של שיא אנרגיית החום המוקרנת שלו קצר יותר. גוף אדם עם טמפרטורה של 36-37 מעלות צלזיוס מקרין קרני אינפרא אדום עם אנרגיית חום שיא של כ 900-1000nm. לכן, נוכחות או היעדר של גוף האדם יכול להיות מזוהה על ידי חיישן אינפרא אדום pyroelectric.
על מנת למנוע את ההשפעה של אור השמש ואורות תאורה בתהליך של ניטור נוכחות או היעדר של גוף האדם, מסנן מתווסף בדרך כלל על פני השטח של חיישן אינפרא אדום pyroelectric. במקביל, בגלל גוף האדם נע לאט, יש צורך גם לשאת יעילות גבוהה, התמקדות עדשת Fresnel ואביזרים אחרים יכולים לענות על הצרכים בפועל של שימוש.
