سنسورهای فروسرخ

سنسورهای فروسرخ

سنسورهای فروسرخ ‎ دوربین وابسته به گرماسنجی‎ ‎ یک دوربین وابسته به گرماسنجی کمتر یک دوربین‎ flir ‎یا دوربین وابسته به اشعه ی مادون قرمز نامیده می.شود آن یک ‏ابزاری است که یک تصویر را با استفاده از اشعهٔ مادون قرمز شکل می دهد مانند یک دوربین معمولی که یک تصویر را با ‏استفاده از نور مرئی شکل می دهد.به جای طول موج در رنج ۴۵۰-۷۵۰ نانومتر دوربین نور مرئی، دوربین ‏infrared ‎در طول ‏موجی به بلندی ۴۰۰۰ نانومتر کار می کنند‎. فهرست‎ ‏۱‏‎. ‎‏ تئوری عمل دوربین.های‎ infrared ‏۲‏‎. ‎‏ انواع‎ ‏۳‏‎.‎‏ آشکارگرهای‎ cooled infrared ‏۴‏‎.‎‏ آشکارگرهای‎ Uncooled infrared ‏۵‏‎.‎‏ آموزش و صدور گواهینامه برای کسی که گرماسنجی می.کند‎ ‏6. کاربردها‎ ‏7. مشخصات‎ ‏8. مطالب جالب‎ ‏9. منابع‎ تئوری عمل دوربین.های‎ infrared انرژی‎ infrared ‎فقط یک قسمتی از طیف الکترو مغناطیس است که اشعهٔ گاما‎, x ‎و ماورای بنفش و محیط نازکی از نور ‏مرئی، مادون قرمز، موج.های تراهرتز و موج.های کوتاه و موج.های رادیویی را در بر می گیرد.تفاوت.ها و شباهت.های زیادی بین ‏طول موج.های آن.ها وجود دارد .و همهٔ این.ها یک مقدار خاصی از اشعه ای از بدنه ای سیاه را به عنوان یک تابع از دما ‏ساطع می کنند.و به طور عمومی یک دوربین خاص می تواند یک راه را مانند یک دوربین معمولی که نور مرئی دارد، پیدا کند ‏و حتی در تاریکی کامل هم کار می.کند .به دلیل اینکه سطح نور محدود هیچ اهمیتی برای آنها ندارد و این باعث می.شود که ‏برای عملیات رهایی از ساختمان پر از دود(مه غلبظ) و راه.های زیر زمینی مفید باشد‎. تصاویر از دوربین.های‎ infrared ‎به تک رنگی متمائل می شوند به دلیل اینکه دوربین.ها به طور عمومی با فقط یک نوع از ‏سنسورهای واکنش دهنده به رنج یک طول موج اشعهٔ مادون قرمز طراحی می شوند‎. دوربین.های رنگی به ساختمان پیچیده تری با موج.های متفاوت و رنگی نیاز دارند کمتر معنی بیرون طیف مرئی نرمال را ‏دارد.به دلیل اینکه طول موج.های متفاوت نسبت به سیستم.های دید رنگی مورد استفادهٔ انسان نمایش داده نمی شوند ‏‏.گاهی اوقات این تصویرهای تک رنگ در رنگ.های ساختگی نمایش داده می شوند که تغییر رنگ بیشتر از تغییر در سختی ‏استفاده می.شود تا تغییرات در سیگنال را نمایش دهد.این مفید است به دلیل اینکه هر چند بشر رنج حرکتی بیشتری د رپیدا ‏کردن سختی از سراسر رنگ دارد .توانایی بهتر دیدین سختی در منطقه.های روشن یک محدودیت عادلانه ای است.این فن ‏برش سختی نامیده می شود‎. برای استفاذه در اندازه گیری دمای روشن.ترین قسمت تصویر که به طور عادی سفید رنگ اند، بین قرمز و زرد واسطه می.شود ‏و قسمت آبی را تیره می کند.یک معیار باید یک رنگ نادرست تصویر را با رنگ.های وابسته به دما نشان دهد‎. تکیک پذیری قابل ملاحظهٔ آن.ها پایین تر از دوربین.های نوری است‎. اغلب فقط 160*120 یا 320*240 پیکسل دوربین.های ترمو گرافیک خیلی گرانتر از نقطهٔ مقابل طیف.های مرئی هستند‎. و مدل.های‎ high evendمعمولا به عنوان‎ dual useو‎ export restricted ‎فرض می شوند .در ردیاب.های‎ uncooled ‎تفاوت دما در پیکسل.های سنسور کوچک هستند ‏‎1‎درجه سانتی گراد تفاوت در مرحلهٔ استنتاج فقط 03.درجه سانتی گراد ‏متفاوت با سنسور است‎. زمان واکنش پیکسل تدریجی است در رنج 10 میلیون ثانیه‎ . عکس برداری تصویر حرارتی استفاده.های دیگر زیادی دارد برای مثال‎ : آتش نشان.ها آن.ها برای دیدن در بین دود استفاده می کنند برای پیدا کردن شخص وlocalize htpots of fires. با تصویر حرارتی تکنیک.های نگه داری خط توان در بخش.ها و فصل.ها ی بیش از اندازه دارای گرما قرار داده می.شود‎ ‎teltaleنشان شکستگی را تا‎ potential hazrd10 ‎برطرف می کند.جایی که عایق حرارتی معیوب می شوند تکنیک.های ‏ساخت ساختمان.ها می تواند گرمایی که نفوذ می.کند تا اثرات گرما یا سرمای شرایط جوی را بهبود بخشند.دوربین تصویر ‏حرارتی در تعدادی از ماشین.های تجملی نصب می شوند تا به راننده کمک کنند .تعدادی از فعالیت.های وابسته به علم ‏فیزیولوژی، واکنش.های خاص، در بشر و دیگر حیوانات خون گرم وجود دارد که می توانند با تصویر مربوط به گرماسنجی آگاه ‏شوند‎. دوربین.های مادون قرمز می توانند در اغلب تلسکوب.های تحقیقاتی علم نجوم پیدا شوند‎. ‎ ‎ انواع‎ دوربینهای دما نگاری میتوانندبه صورت گسترده به دو نوع تقسیم شوند‎: ‎آنهایی که آشکار گر تصویر‎ cooled infrared ‎دارندو آنهایی که آشکار گر تصویر ‏uncooled infrared ‎دارند‎. آشکارگرهای‎ cooled infrared آشکار گرهای ‏cooled ‎که معمولاً در یک جعبه خلا ایزوله قرار دارند.عملیات سرد کردن برای عملکرد مواد نیمه هادی ‏استفاده شده لازم است.گسترهٔ دمایی استفاده شده از ‏‎4k ‎تا دقیقا کمتر از دمای اتاق است.که به تکنولوژی آشکارگر بستگی ‏دارد.جدیدترین آشکارگرهای از نوع‎ cooled ‎در دمای 60‏k ‎تا 100‏k ‎کار میکندکه بستگی به درجه عملکرد و نوع آنها ‏دارد.بدون سرد کردن این سنسورها (که مانند دوربینهای دیجیتال انرژی نور را رد یابی و تبدیل میکند) "کور" خواهد بود یا ‏اینکه با تششعات خودشان غرق میشوند.بیفایدگی دوربین.های از نوع‎ cooled ‎آن است که در هر دو مرحله ساخت و اجرا پر ‏هزینه هستند.سرد کردن تشنهٔ انرژی است همچنین وقت گیر.دوربین ممکن است چند دقیقه لازم داشته باشد سرد شود ‏قبل از اینکه شروع به کار کند.معمول.ترین سیستم.های سرد کننده خنک کننده.های گردشی استرلینگ هستند.با انکه ‏ابزارهای سرد کننده نسبتا گران و حجیم هستند.دوربین.های‎ cooled ‎کیفیت تصویر فوق العاده ای نسبت به نوع ‏uncooled ‎دارند.در ضمن حساسیت بالاتر دوربین.های‎ uncooled ‎اجازه استفاده بیشتر از لنزهای کانوک، قابلیت.های ‏اجرایی با لنزهای با فاصله کانونی زیادو هم کوچکتر و هم ارزانتر را میدهد‎. یک راه چاره نسبت به خنک کننده موتور استرلینگ استفاده از اندازه گیرهای در فشار بالا ی نیتروژن است.گاز فشرده شده با ‏استفاده از یک روزنه بسیار ریز گسترده می.شود و از یک مبدل گرمایی کوچک عبور می.کند و منتج به احیا کننده با اثر ژول ‏تامسون میشود.برای چنین سیستم هایی منبع فشرده سازی گاز یک نگرانی منطقی برای استفاده زمینه ای است‎. موادی که آشکارگرهای نوع‎ cooled ‎استفاده میشوند.آشکارگرهای نوری هستند که اساس آنها گستردهی وسیعی از ‏نیمه.های ‏narrow gap ‎است شامل: - ایندینم آنتی موناید‎ ‎-‎ایندیم اسناید‎ ‎-‎جیوه کادمیم تلوراید‎ ‎-‎لید سوفلاید‎ ‎- ‎لید سلناید‎ آشکار گرهای نوری مادون قرمز میتوانند با استفاده از نیمه هادی.های‎ high band gap ‎ساخته شوند.مانند آشکارگرهای ‏نوری‎ quantum well infrared .‎تعدادی از تکنولوژی.های بلومتر(رسانایی سنجی)موجود است‎. در اصل دستگاه.های ‏super conducting tunneling Junction ‎میتوانند به عنوان سنسورهای مادون قرمز استفاده ‏شوند چون گپ باریکی دارد.صف.های کوچک نشان داده شده اند.استفاده گسترده آنها سخت است چون حساسیت بالای آنها ‏نیاز به حفاظت دقیق از تششعات اطراف دارد‎. آشکارگرهای ابر رسانا حساسیت بالایی دارند که حتی بعضی فوتون.ها را تنها ثبت میکنند.برای مثال‎ ESAهای‎ SCAM .‎به ‏هر حال آنها در دسترس عوام خارج از محیط آزمایشگاهی قرار نمیگیرد‎. آشکارگرهای‎ Uncooled infrared دوربین تصویر حرارتی در یونان در انتهای فرودگاه عکس برداری می کنند ‏‎.‎تصویر حرارتی می تواند دمای زیاد بدن را پیدا ‏کند، یکی از نشانه.های ویروس ‏h1n1 دوربین حرارتی‎ uncooled ‎به عنوان یک سنسوری که در دمای محدود عمل می.کند یا یک سنسور که در یک دمایی نزدیک ‏به دمای محدود با استفاده از ابزارهای کنترل دمای کوچک پایدار می شود، استفاده می شود‎. همهٔ ردیاب.های مدرن‎ uncooled ‎از سنسوری که با تغییر مقاومت، ولتاژ، جریان، وقتی که به وسیلهٔ اشعهٔ مادون قرمز ‏گرم می شوند، کار می کنند، استفاده می کنند ‏‎.‎این تغییرات وجود دارد و سپس اندازه گیری می.شود و با مقدار دمای عامل ‏سنسورها مقایسه می شود‎. سنسورهای مادون قرمز می توانند در یک دمای عامل پایدار شوند تا نویز تصویر را کاهش دهند‎. اما آن.ها سرد نیستند تا دما را پایین بیاورند و کولرهای برودتی گران به بزرگی نیاز ندارند، این باعث می.شود دوربین.های ‏مادون قرمز کوچک تر و ارزان تر باشند.با وجود این دقت و کیفیت تصویر آن.ها کمتر از ردیاب.های‎ cooled ‎است این ‏تفاوت.ها در مرحلهٔ ساخت آن.ها به وسیلهٔ تکنولوژی در حال حاضر محدود می شود‎. ردیاب.های‎ cooledاغلب بر مواد‎,pyroelectric ferroelectric‎یا تکنولوژی‎ microbolometerمبتنی هستند.این مواد ‏از پیکسل هایی با وابستگی دمایی خاص استفاده می کنند که از نظر دمایی از محیط و جاده.های الکترونیکی عایق می شوند‎ . ردیاب.های‎ ferroelectricدر یک دمای نزدیک به دمای تبدیل فاز مواد سنسورها عمل می کنند.دمای پیکسل.ها به وابستگی ‏دمای بالای‎ polarization ‎تعبیر می شود‎.NETD‎های در دسترس ردیاب.های ‏ferroelectricبا نورشناسی‎ ‎f/1‎وسنسورهای 320*240,70-80‏mk ‎است.یک سنسور ممکن محتویات‎ bump-bonded، باریم واسترو نتیم و نمک ‏اسی تیتانیوم را به وسیلهٔ عایق حرارتی‎ polymideجمع می کند‎. Microbolometerهای سیلیکون می توانند به‎ NETDپایین تا 20‏mkبرسند، ان.ها شامل لایهٔ نازکی پنتوکسید وانادیم ‏که عنصرهای معلق روی اتصال نیترید سیلیکون بالای‎ silicon-based scaning electronicرا دریافت می کنند‎. مقاومت الکتریکی عنصرهای دریافتی در یک چارچوب اندازه گیری می شود.بهبود جریان، آرایش صفحهٔ کانونی‎ ‎uncooledدر ابتدا روی حساسیت بالا و تراکم پیکسل.ها متمرکز می.شود تعدادی از موادی که در آرایش سنسورها استفاده ‏می شود‎: ‎• ‎وانادیوم (پنجم) اکسید (فلزی عایق تغییر فاز مواد برای آرایه‎ microbolometer) ‎• ‎لانتانیم‎ manganite ‎باریم‎ (LBMO‎، فلزی عایق مواد تغییر فاز‎) ‎• ‎سیلیکن آمورف‎ ‎• titanate zirconate ‎سرب‎ (PZT) ‎• ‎لانتانیم‎ doped titanate zirconate ‎سرب‎ (PLZT) ‎• tantalate ‎اسکاندیم سرب‎ (PST) ‎• titanate ‎لانتانیم سرب‎ (PLT) ‎• titanate ‎سرب (پاسیفیک‎) ‎• niobate ‎روی سرب‎ (PZN) ‎• titanate ‎استرانسیم سرب‎ (PSrT) ‎• ‎باریم استرانسیم‎ titanate (BST) ‎• titanate ‎باریوم‎ (BT) ‎• sulfoiodide ‎آنتیموان‎ (SbSI) ‎• difluoride polyvinylidene (PVDF)‎

تاریخ: ۱۳۹۲/۳/۲۲