Любой объект с температурой выше абсолютного нуля излучает энергию в космос в виде инфракрасного света. Технология измерения, использующая инфракрасное излучение для определения соответствующих физических величин, называется инфракрасной сенсорной технологией.
Технология инфракрасных датчиков — одна из самых быстро развивающихся технологий последних лет. Инфракрасные датчики широко используются в аэрокосмической, астрономической, метеорологической, военной, промышленной, гражданской и других областях, играя незаменимую важную роль. Инфракрасное излучение, по сути, представляет собой электромагнитную волну, диапазон длин волн которой составляет примерно 0,78 м — 1000 м, поскольку оно находится в видимом диапазоне света, за исключением красного, поэтому и называется инфракрасным. Любой объект с температурой выше абсолютного нуля излучает энергию в космос в виде инфракрасного света. Технология измерения, использующая инфракрасное излучение для измерения соответствующих физических величин, называется инфракрасной сенсорной технологией.
Фотонный инфракрасный датчик — это тип датчика, работающий за счет фотонного эффекта инфракрасного излучения. Так называемый фотонный эффект означает, что при падении инфракрасного излучения на полупроводниковые материалы поток фотонов в инфракрасном излучении взаимодействует с электронами в полупроводниковом материале, изменяя энергетическое состояние электронов и вызывая различные электрические явления. Измеряя изменения электронных свойств полупроводниковых материалов, можно определить интенсивность соответствующего инфракрасного излучения. Основные типы фотонных детекторов — это внутренние фотодетекторы, внешние фотодетекторы, детекторы свободных носителей, детекторы квантовых ям QWIP и т. д. Внутренние фотодетекторы, в свою очередь, подразделяются на фотопроводящие, фотовольт-генерирующие и фотомагнитоэлектрические. Основные характеристики фотонных детекторов — высокая чувствительность, высокая скорость отклика и высокая частота отклика, но недостатком является узкая полоса обнаружения, и они, как правило, работают при низких температурах (для поддержания высокой чувствительности часто используется жидкий азот или термоэлектрическое охлаждение для охлаждения фотонного детектора до более низкой рабочей температуры).
Прибор для компонентного анализа, основанный на технологии инфракрасного спектра, обладает такими характеристиками, как экологичность, скорость, неразрушающий контроль и возможность проведения анализа в режиме реального времени, и является одним из быстро развивающихся высокотехнологичных аналитических методов в области аналитической химии. Многие молекулы газа, состоящие из асимметричных двуатомных и многоатомных молекул, имеют соответствующие полосы поглощения в инфракрасном диапазоне излучения, при этом длина волны и интенсивность поглощения этих полос различаются из-за различий в содержании молекул в измеряемых объектах. На основе распределения полос поглощения различных молекул газа и интенсивности поглощения можно определить состав и содержание молекул газа в измеряемом объекте. Инфракрасный газоанализатор используется для облучения измеряемой среды инфракрасным светом, и, используя характеристики инфракрасного поглощения различных молекулярных сред, на основе характеристик инфракрасного спектра поглощения газа, посредством спектрального анализа определяется состав или концентрация газа.
Диагностический спектр гидроксильных, водных, карбонатных, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH и других молекулярных связей может быть получен путем инфракрасного облучения объекта-мишени, после чего можно измерить и проанализировать положение длины волны, глубину и ширину спектра для определения его состава, компонентов и соотношения основных металлических элементов. Таким образом, может быть реализован анализ состава твердых сред.
Дата публикации: 04.07.2023





