Każdy obiekt o temperaturze powyżej zera absolutnego emituje energię w przestrzeń kosmiczną w postaci światła podczerwonego. Technologia czujników wykorzystująca promieniowanie podczerwone do pomiaru odpowiednich wielkości fizycznych nazywa się technologią czujników podczerwieni.
Technologia czujników podczerwieni jest jedną z najszybciej rozwijających się w ostatnich latach. Czujniki podczerwieni są szeroko stosowane w lotnictwie, astronomii, meteorologii, wojsku, przemyśle, cywilnym i innych dziedzinach, odgrywając niezastąpioną i ważną rolę. Podczerwień jest w istocie rodzajem fali promieniowania elektromagnetycznego, której zakres długości fal wynosi około 0,78 μm ~ 1000 μm, ponieważ znajduje się ona w zakresie światła widzialnego, poza światłem czerwonym, zwanym podczerwienią. Każdy obiekt o temperaturze powyżej zera absolutnego emituje energię w przestrzeń kosmiczną w postaci światła podczerwonego. Technologia czujników wykorzystująca promieniowanie podczerwone do pomiaru odpowiednich wielkości fizycznych nazywana jest technologią czujników podczerwieni.
Fotoniczny czujnik podczerwieni to rodzaj czujnika, który działa w oparciu o efekt fotonowy promieniowania podczerwonego. Tak zwany efekt fotonowy odnosi się do tego, że gdy promieniowanie podczerwone pada na niektóre materiały półprzewodnikowe, przepływ fotonów w promieniowaniu podczerwonym oddziałuje z elektronami w materiale półprzewodnikowym, zmieniając stan energetyczny elektronów, co powoduje różnorodne zjawiska elektryczne. Mierząc zmiany właściwości elektronicznych materiałów półprzewodnikowych, można poznać natężenie odpowiadającego im promieniowania podczerwonego. Główne typy detektorów fotonów to fotodetektor wewnętrzny, fotodetektor zewnętrzny, detektor swobodnych nośników, detektor studni kwantowej QWIP i tak dalej. Fotodetektory wewnętrzne dzielą się na fotoprzewodzące, fotogenerujące i fotomagnetoelektryczne. Głównymi cechami detektora fotonów są wysoka czułość, szybka szybkość reakcji i wysoka częstotliwość reakcji. Wadą jest jednak wąskie pasmo detekcji i praca w niskich temperaturach (aby zachować wysoką czułość, często stosuje się ciekły azot lub chłodzenie termoelektryczne w celu schłodzenia detektora fotonów do niższej temperatury roboczej).
Instrument do analizy składników oparty na technologii widma w podczerwieni charakteryzuje się ekologicznością, szybkością, nieniszczącą pracą i jest jednym z najszybciej rozwijających się zaawansowanych technologii analitycznych w dziedzinie chemii analitycznej. Wiele cząsteczek gazu złożonych z asymetrycznych okrzemek i poliatomów ma odpowiadające sobie pasma absorpcyjne w paśmie promieniowania podczerwonego, a długość fali i siła absorpcji pasm absorpcyjnych są różne ze względu na różne cząsteczki zawarte w mierzonych obiektach. Na podstawie rozkładu pasm absorpcyjnych różnych cząsteczek gazu i siły absorpcji można zidentyfikować skład i zawartość cząsteczek gazu w mierzonym obiekcie. Analizator gazu w podczerwieni służy do napromieniowania mierzonego ośrodka światłem podczerwonym i zgodnie z charakterystyką absorpcji w podczerwieni różnych ośrodków molekularnych, wykorzystując charakterystykę widma absorpcji w podczerwieni gazu, poprzez analizę widmową w celu uzyskania analizy składu gazu lub jego stężenia.
Widmo diagnostyczne wiązań hydroksylowych, wodnych, węglanowych, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH i innych wiązań cząsteczkowych można uzyskać poprzez napromieniowanie obiektu docelowego promieniowaniem podczerwonym, a następnie zmierzyć i przeanalizować położenie długości fali, głębokość i szerokość widma, aby określić jego gatunki, składniki i proporcje głównych pierwiastków metalicznych. W ten sposób można przeprowadzić analizę składu mediów stałych.
Czas publikacji: 04-07-2023