Интернет магазин детских конструкторов и роботов

Инфракрасное излучение: принцип работы инфракрасного датчика

Опубликовано: 20.01.2017

Инфракрасное излучение: принцип работы инфракрасного датчика

Изменение состояния электромагнитного поля, передающееся в пространстве, называется электромагнитным излучением. Есть несколько видов такого излучения. Перечислим их: видимый свет, ультрафиолетовое излучение, радиоволны, рентгеновское излучение, гамма-излучение, терагерцевые волны, а также инфракрасное излучение. Последнее также часто называют «тепловым» - поговорим о нем подробнее.

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году британским астрономом немецкого происхождения Фредериком Уильямом Гершелем. Оно занимает область спектра между красным «концом» видимого света, у которого длина волны 0,74 микрометра и частота 430 ТГц, и микроволновым излучением (у него, в свою очередь, длина волны 1-2 мм, а частота 300 ГГц).

Тепловым инфракрасное излучение называют по той причине, что от нагретых предметов человек его ощущает как тепло на коже. Лампы накаливания, газоразрядные лампы, некоторые лазеры и т.д. испускают инфракрасное излучение. Отметим, что длина волны инфракрасного излучения действительно зависит от температуры нагревания: чем выше эта температура, тем короче длина волны и интенсивнее излучение.

Считается, что человеческий глаз не способен видеть инфракрасное излучение. Однако оно широко применяется в астрономии  - инфракрасную астрономию даже выделяют в отдельный раздел. Также излучение используют и в медицине. На этом принципе работают датчики потока крови. Инфракрасное излучение обладает рядом полезных свойств на клеточном уровне и поэтому применяется в физиотерапии. По инфракрасным спектрам поглощения можно установить строение молекул как органических, так и неорганических веществ.

Кроме того, люди научились использовать это излучение не только в научных, но и в более утилитарных целях. Самый простой пример – инфракрасный обогреватель, который отдает тепло посредством излучения, а не при помощи конвекции. С помощью него можно также сушить лакокрасочные поверхности. Также на инфракрасных диодах и фотодиодах работают пульты управления, системы автоматики и охранные системы.

В какой-то момент достаточная распространенность инфракрасных светодиодов, лазеров и фотодиодов привела к изобретению и использованию беспроводного оптического метода передачи данных. Сейчас он используется в компьютерной технике для взаимодействия с периферийными устройствами. Плюс такого вида связи – низкая чувствительность к электромагнитным помехам. Минусов заметно больше: на оборудовании нужны специальные оптические окна, скорость передачи данных обычно низкая, технику надо правильно расположить рядом друг с другом, трудно защитить передаваемую информацию.

И конечно, инфракрасное излучение широко применяется военными. Тут и инфракрасные головки самонаведения ракет, и приборы ночного видения, и тепловизоры.

Инфракрасные датчики бывают пассивными и активными. Работает пассивный датчик так: реагирует на изменение интенсивности фонового теплового излучения в радиусе его действия. Для этого внутри датчика есть пироприемники, которые распознают собственно инфракрасное излучение, а также мультилинза, состоящая из множества мелких линз. Каждый такой сегмент мультилинзы фокусирует инфракрасное излучение и передает на пироприемник. Когда источник такого излучения перемещается, излучение собирает уже другая линза и фокусирует на другом пироприемнике. Тогда датчик подает сигнал на электронную схему управления. Чем больше линз в датчике, тем выше его чувствительность. Активные инфракрасные датчики сами оборудованы инфракрасными излучателями, импульсный сигнал которых улавливается пироэлементами. Когда объект пересекает зону действия такого сигнала, датчик перестает воспринимать излучение и сообщает об этом.

Принцип работы инфракрасного датчика можно продемонстрировать ребенку не только в пульте от телевизора, но и в умной игрушке (например, в роботизированной ящерице).

Не забудьте купить

Главное меню

Каталог

Полезные ссылки

Цена
от
до
0 Корзина: 0 грн Бесплатная доставка от 1200 грн.
Заказ в один клик