Dispozitiv cu radiații infraroșii. Tipuri și tipuri de încălzitoare cu infraroșu. prezentate pe piața rusă

Radiația infraroșie este radiatii electromagnetice, situat la granița cu spectrul roșu al luminii vizibile. Ochiul uman nu este capabil să vadă acest spectru, dar îl simțim pe pielea noastră ca căldură. Când sunt expuse la razele infraroșii, obiectele se încălzesc. Cu cât lungimea de undă a radiației infraroșii este mai mică, cu atât efectul termic va fi mai puternic.

Conform Organizației Internaționale de Standardizare (ISO), radiația infraroșie este împărțită în trei intervale: aproape, mijloc și departe. În medicină, terapia cu LED-uri cu infraroșu pulsat (LEDT) folosește numai lungimi de undă în infraroșu apropiat, deoarece nu se împrăștie la suprafața pielii și pătrunde în structurile subcutanate.


Spectrul de radiații în infraroșu apropiat este limitat de la 740 la 1400 nm, dar odată cu creșterea lungimii de undă, capacitatea razelor de a pătrunde în țesut scade datorită absorbției fotonilor de către apă. Dispozitivele „RIKTA” folosesc diode în infraroșu cu o lungime de undă în intervalul 860-960 nm și o putere medie de 60 mW (+/- 30).

Radiația razelor infraroșii nu este la fel de profundă ca radiația laser, dar are o gamă mai largă de efecte. S-a demonstrat că fototerapia accelerează vindecarea rănilor, reduce inflamația și ameliorează durerea, acționând asupra țesutului subcutanat și promovând proliferarea și aderența celulară în țesut.

LEDT promovează intens încălzirea țesutului structurilor de suprafață, îmbunătățește microcirculația, stimulează regenerarea celulară, ajută la reducerea procesului inflamator și la restabilirea epiteliului.


Eficacitatea radiațiilor infraroșii în tratarea oamenilor

LEDT este folosit ca o completare a terapiei cu laser de joasă intensitate cu dispozitive RIKTA și are efecte terapeutice și preventive.

Expunerea la radiațiile infraroșii ajută la accelerarea proceselor metabolice în celule, activează mecanismele de regenerare și îmbunătățește alimentarea cu sânge. Radiația infraroșie are un efect complex, are următoarele efecte asupra organismului:

    creșterea diametrului vaselor de sânge și îmbunătățirea circulației sanguine;

    activarea imunității celulare;

    ameliorarea umflăturilor și inflamației țesuturilor;

    cupând sindroame dureroase;

    îmbunătățirea metabolismului;

    ameliorarea stresului emoțional;

    restabilirea echilibrului apă-sare;

    normalizarea nivelului hormonal.

Când sunt expuse la piele, razele infraroșii irită receptorii, transmițând un semnal către creier. Sistemul nervos central răspunde în mod reflex prin stimulare metabolismul generalși creșterea imunității generale.

Răspunsul hormonal promovează extinderea lumenului vaselor de creștere microcirculatorii, îmbunătățind fluxul sanguin. Acest lucru duce la normalizare tensiunea arterială, un transport mai bun al oxigenului către organe și țesuturi.

SIGURANŢĂ

În ciuda beneficiilor terapiei cu LED-uri cu infraroșu pulsat, expunerea la radiații infraroșii trebuie dozată. Iradierea necontrolată poate duce la arsuri, înroșirea pielii și supraîncălzirea țesuturilor.

Numărul și durata procedurilor, frecvența și zona radiațiilor infraroșii, precum și alte caracteristici de tratament ar trebui prescrise de un specialist.

APLICAREA RADIAȚIELOR INFRAROSII

Terapia LEDT a demonstrat o eficacitate ridicată în tratamentul diferitelor boli: pneumonie, gripă, dureri în gât, astmul bronșic, vasculită, escare, vene varicoase vene, boli de inima, degeraturi si arsuri, unele forme de dermatita, periferice sistemul nervosși tumori maligne ale pielii.

Radiațiile infraroșii, împreună cu radiațiile electromagnetice și laser, au un efect general de întărire și ajută la tratarea și prevenirea multor boli. Dispozitivul „RIKTA” combină radiația multicomponentă și vă permite să obțineți un efect maxim în interior Pe termen scurt. Puteți cumpăra un dispozitiv cu radiații infraroșii la.

De când dispozitivele au apărut pe piață încălzire cu infraroșuîncet, dar sigur, câștigând din ce în ce mai multă popularitate. Domeniul de aplicare al acestora este destul de larg - de la spații rezidențiale obișnuite până la clădiri industriale înalte. Desigur, proiectarea și principiul de funcționare al unui încălzitor cu infraroșu prezintă un interes considerabil. Vă aducem în atenție acest articol, unde vor fi discutate în detaliu toate întrebările referitoare la funcționarea acestor dispozitive.

Încălzitor cu infraroșu: cum funcționează?

Pentru a ne face o idee despre modul în care funcționează dispozitivele de încălzire cu infraroșu, să înțelegem mai întâi modul în care energia termică poate fi transmisă într-o cameră. Sunt doar două dintre ele:

  • convecție: orice obiect a cărui temperatură este mai mare decât aerul din jur schimbă căldură direct cu acesta. Aerul, încălzit de acest obiect, pierde din densitate și masă, din cauza cărora se repezi în sus, deplasat de un flux rece mai puternic. Astfel, în spațiul încăperii începe circulația maselor de aer de diferite temperaturi.
  • căldură radiantă: o suprafață cu o temperatură mai mare de 60 ºС începe să emită intens unde electromagnetice în intervalul 0,75-100 microni, purtând energie termică. Aceasta este baza pentru activitatea încălzitoarelor cu infraroșu, ale căror elemente de încălzire emit astfel de unde.

Cea mai confortabilă gamă de radiații infraroșii pentru oameni este de la 5,6 la 100 de microni, în care funcționează majoritatea încălzitoarelor cu infraroșu. O excepție sunt dispozitivele cu rază lungă de acțiune instalate pe tavanele clădirilor industriale. Ele emit în intervale medii (2,5-5,6 µm) și scurte (0,75-2,5 µm) și sunt situate la o distanță de țintă de 3-6 m, respectiv 6-12 m. Este inacceptabilă utilizarea unor astfel de emițători în clădiri rezidențiale.

Când razele infraroșii lovesc suprafețele vizibile, ele își măresc temperatura. După aceasta, intră în vigoare principiul convecției, căldura începe să fie transferată de pe suprafețe în aerul camerei. O astfel de încălzire este mai uniformă decât în ​​timpul funcționării sistemelor convective tradiționale, ceea ce este reflectat în figură:

Dispozitiv de încălzire

Înainte de a lua în considerare proiectarea unui încălzitor cu infraroșu, observăm că aceste dispozitive sunt produse în 2 tipuri:

electrice: folosesc elemente de încălzire diverse tipuri: spirale de carbon, elemente de încălzire tubulare, lămpi cu halogen și panouri micatermice de film.

gaz: aici razele IR sunt emise de un element ceramic încălzit.

Vom lua în considerare designul dispozitivului folosind exemplul unui încălzitor cu undă lungă montat pe tavan alimentat de la rețea. În ea, rolul unui element de încălzire este jucat de o placă de aluminiu cu un element de încălzire încorporat cu un design special. Pe suprafața plăcii se aplică o acoperire anodizată, ceea ce îmbunătățește transferul de căldură al suprafeței. CU reversul reflector și strat instalat material termoizolant. Diagrama de mai jos arată designul încălzitoarelor de tavan:

1 – corp metalic; 2 – console de montare pe tavan; 3 – element de încălzire; 4 – placa radiante din aluminiu; 5 – strat de termoizolație cu reflector.

Alţii aparate electriceîncălzirea cu infraroșu cu alte tipuri de elemente de încălzire nu diferă structural cu mult de radiatoarele de tip pandantiv. Singura diferență semnificativă dintre ele este metoda de control. Încălzitoarele IR de perete și pardoseală au o unitate de control încorporată cu un termostat și un senzor de înclinare. Pentru dispozitivele montate pe tavan, această unitate este o unitate la distanță montată pe perete și poate controla mai multe dispozitive simultan.

Trebuie spus că principiul de funcționare al unui încălzitor cu infraroșu pe gaz este similar cu unul electric, doar energia termică se obține în moduri diferite.

Într-un aparat cu gaz element de încălzire servește ca o farfurie ceramică, a cărei temperatură poate ajunge la 900 ºС în funcție de setări. Farfuria se încălzește arzator pe gaz, situat în partea de capăt a carcasei, așa cum se arată în diagramă:

Care este secretul popularității?

Producătorii declară următoarele avantaje ale încălzitoarelor cu infraroșu:

  • eficiență ridicată și rentabilitate;
  • absența pieselor rotative și a zgomotului;
  • iese în evidență căldură moale, care nu provoacă o deteriorare a bunăstării unei persoane;
  • instalare și conectare simplă.

De regulă, acestea sunt expresii generale, ceva similar poate fi găsit în descrierile radiatoarelor de ulei sau convectoare de perete. Ei nu răspund la întrebarea: de ce sunt dispozitivele atât de atractive pentru utilizatori viata reala? Se dovedește că totul este simplu, funcționarea unui încălzitor cu infraroșu de tavan, ca unul montat pe perete, este posibilă în clădirile neizolate, în curenți și chiar pe stradă. Principalul lucru este să se încadreze în raza de radiație infraroșie.

Un dispozitiv care emite unde infraroșii va crea o zonă căldură confortabilăîn fața ta, lăsând restul încăperii neobservate. Se va incalzi dupa cateva ore de la obiectele incalzite. Dar adevărul rămâne: într-o încăpere în care este nevoie de 1 kW de căldură pentru încălzire, oamenii instalează un încălzitor cu infraroșu de 500 W, astfel încât căldura radiantă să fie distribuită cât mai larg posibil. Se creează o iluzie incalzire buna, deși de fapt temperatura din cameră rămâne ca un câine, legile fizicii nu pot fi înșelate.

Dacă încălzirea unei camere necesită 1 kW de căldură, atunci emițătorii infraroșii ar trebui să aibă exact această putere, atunci nu vor fi iluzii, se va stabili rapid o temperatură confortabilă în întreaga cameră.

Dispozitivele au și alte dezavantaje. De exemplu, proiectarea unui încălzitor cu infraroșu într-un design suspendat implică un consum irositor de aproximativ 10% din căldura acumulată sub tavan. Acesta este un transfer convectiv de energie de la corpul încălzit al dispozitivului către aerul din jur, care rămâne acolo, sub tavan. Încălzitoarele de perete interferează cu funcționarea diverse articole, dispozitivele cu carbon și halogen irită prin lumina lor strălucitoare, iar cele micatermice - cu preț ridicat.

Concluzie

În general, radiatoarele electrice și pe gaz cu infraroșu sunt produse perfecte și pot încălzi bine casele private. Principalul lucru atunci când cumpărați este să nu urmați conducerea vânzătorilor și să alegeți un dispozitiv cu puterea necesară, apoi să-l aranjați acasă în mod optim.

Undele infraroșii nu sunt vizibile pentru ochiul uman. Cu toate acestea, în esență, sunt aceleași unde electromagnetice ca și lumina vizibila, și se propagă în spațiu conform acelorași legi. Prin urmare, o astfel de radiație poate fi emisă de un iluminator special și apoi capturată de un dispozitiv optic în care convertorul transformă undele infraroșii invizibile în lumină vizibilă.

Un convertor optic-electronic este folosit pentru a converti radiația infraroșie în lumină vizibilă. El transformă lumina infraroșie într-un flux de electroni, iar electronii, bombardând un ecran special, îl fac să strălucească în domeniul vizibil. Lumina care emană de la OEP este direcționată direct în ochiul observatorului și înregistrată de o cameră sau o cameră video.

La ce ar trebui să acordați atenție atunci când selectați echipament pentru observare în domeniul infraroșu?

Calitatea imaginii (luminozitate, contrast, claritate, interval de detectare a țintei pe fundalul peisajului) depinde atât de calitatea iluminatorului, cât și de NVD (generarea intensificatorului de imagine, calitatea opticii). Pe lângă claritatea imaginii, factori importanți atunci când alegeți un dispozitiv de observare în domeniul infraroșu sunt:

  • Greutatea și dimensiunile dispozitivului;
  • Funcționare fiabilă, durabilitate;
  • Consumul de energie al dispozitivului, tipul sursei de alimentare;
  • Protecția dispozitivului împotriva umezelii sau murdăriei care pătrunde în interior, rezistență la șocuri și recul;
  • Preţ.

Alegerea trebuie făcută ținând cont de obiectivele specifice și bugetul de achiziție. Desigur, pentru observație în timpul vânătorii, ar trebui să căutați un dispozitiv mai compact și mai ușor, conceput să reziste la sarcina cauzată de recul armei. Și pentru a asigura protecția teritoriului, puteți alege structuri mai mari, care au capacitatea de a funcționa continuu timp îndelungat.

prezentate pe piața rusă

  • . Un dispozitiv de observare care vizualizează radiația din partea infraroșie a spectrului. Dispozitivul este proiectat să funcționeze folosind un laser în infraroșu (stat solid sau LED) cu o lungime de undă de aproximativ 350...2000 nanometri ca emițător. Fotocatodul S-1+ utilizat în design vă permite să vedeți o imagine clară atunci când observați o țintă la orice distanță în limitele capacităților dispozitivului.

Dispozitivul este ușor de utilizat. Dimensiunile compacte și greutatea redusă vă permit să observați fără oboseală pentru o perioadă lungă de timp. Aparatul are un maner confortabil. De asemenea, poate fi atașat la o cască-mască, eliberându-vă mâinile pentru muncă. Dispozitivul poate rezista la temperaturi de la -10ºC la +40ºC. Alimentare - baterie „degetul mic” de 1,5 volți.

  • . Dispozitivul este capabil să convertească radiația din partea infraroșie a spectrului cu o lungime de undă de la 320 la 1700 nanometri în lumină vizibilă. Deoarece cântărește doar 250 g, poate fi folosit pentru observație pe termen lung, fără a provoca oboseala mâinii. Mânerul ergonomic contribuie la confortul observării. Pentru o observare mai convenabilă, dispozitivul poate fi atașat la o mască de cască și eliberează mâinile.

O modificare mai serioasă a fost dezvoltată și pentru acest model. Are o gamă mai mare de sensibilitate la radiația infraroșie. Limita superioară a intervalului este de 2000 de nanometri.

  • . Camera este capabilă să detecteze radiația infraroșie, care are o lungime de undă de la 400 la 1700 nm. Poate fi folosit fie direct pentru observare, fie atașat la un microscop și pentru microscopie în infraroșu, spectrografie, studii criminalistice și alte lucrări de cercetare.

Senzorul CCD siliciu al camerei are o sensibilitate ridicată. De asemenea, implementează principiul amplificării radiațiilor electronice. Aparatul foto este alimentat de 4 baterii AA. Există și un încărcător încorporat. Adaptor de rețea vă permite să luați 12V de la o sursă de alimentare de uz casnic, astfel încât să puteți lucra cu camera pentru o lungă perioadă de timp și într-un mediu confortabil. Produsul vine cu un trepied și o geantă de transport.

  • se traduce prin radiatii vizibile unde infraroșii cu o lungime de undă de 350 - 1700 nm. În acest design, un tub intensificator de imagine cu sensibilitate extinsă este combinat cu o cameră SSD. Datorită afișajului LCD de 4 inci, puteți monitoriza rapid, iar ieșirea video vă permite să înregistrați informații pe medii externe. Camera va fi indispensabilă în microscopia în infraroșu și cercetarea criminalistică. Alimentarea este furnizată de la 4 baterii AA. Timpul de funcționare continuă al camerei cu un set de baterii este de aproximativ 1,5 ore.
  • Casca-mască FM-1. Acest accesoriu convenabil vă ajută să vă eliberați mâinile atunci când lucrați cu dispozitivele de supraveghere cu infraroșu SM-3R și Abris-M. Mecanismul măștii are două poziții fixe. În acest caz, este posibil să atașați dispozitivul pe partea dreaptă sau stângă, în funcție de preferința observatorului. Poziția dispozitivului fix este, de asemenea, reglabilă în trei direcții.

După cum puteți vedea, astăzi există multe dispozitive pe rafturile magazinelor care vă permit să monitorizați și să înregistrați informații în domeniul infraroșu apropiat. În această varietate, orice, chiar și cel mai pretențios cumpărător, va găsi o opțiune care i se potrivește în ceea ce privește capacitățile și costul.

Lumina este una dintre principalele condiții pentru viața organismelor pământești. Multe procese biologice pot avea loc numai sub influența radiației infraroșii.

Lumina ca factor de vindecare a fost folosită de medicii antici din Grecia și Egipt. În secolul al XX-lea, terapia cu lumină a început să se dezvolte ca parte a medicina oficială. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că radiația infraroșie nu este un panaceu.

Ce este radiația infraroșie

Ramura kinetoterapiei care studiază efectul undelor luminoase asupra organismului a fost numită fototerapie. S-a dovedit că undele de diferite game afectează corpul în diferite straturi și niveluri, radiația infraroșie având cea mai mare adâncime de penetrare, iar lumina ultravioletă având cel mai superficial efect.
Radiația infraroșie are o lungime de undă de la 780 la 10.000 nm (1 mm). În fizioterapie, de regulă, se folosesc unde de la 780 la 1400 nm, adică scurte, care pătrund în țesuturi la o adâncime de aproximativ 3 centimetri.

Efecte terapeutice

Sub influența radiațiilor infraroșii, se generează căldură în țesuturi, se accelerează reacțiile fizice și chimice, se stimulează procesele de reparare și regenerare a țesuturilor, se extinde rețeaua vasculară, se accelerează fluxul sanguin, se crește creșterea celulelor, se produc substanțe biologic active, sunt dirijate leucocitele. la leziune etc.
Îmbunătățirea alimentării cu sânge și extinderea lumenului vaselor de sânge duce la scăderea tensiunii arteriale, la stres psiho-emoțional și fizic, relaxare musculara, ridicându-ți starea de spirit, îmbunătățind somnul și simțindu-te confortabil.
Pe lângă cele de mai sus, radiațiile infraroșii au un efect antiinflamator, stimulează sistemul imunitar și ajută organismul să lupte împotriva agenților infecțioși.
Astfel, terapia cu infraroșu are următoarele proprietăți:

  • antiinflamator;
  • antispasmodic;
  • trofic;
  • stimularea fluxului sanguin;
  • trezirea funcțiilor de rezervă ale organismului;
  • detoxifiere;
  • efect biostimulator pronunțat.

Vorbind despre terapia cu lumină, nu se poate să nu ne amintim de fondatorul acestei ramuri a fizioterapiei, medicul și omul de știință danez Niels Ryberg Finsen, care a primit Premiul Nobel pentru utilizarea cu succes a radiațiilor luminoase concentrate în tratamentul diferitelor boli. Cu ajutorul lucrărilor sale, a devenit posibilă extinderea posibilităților terapiei cu lumină.

Tehnici

Terapia cu infraroșu vine în două tipuri: locală și generală.
Cu expunerea locală, o anumită parte a corpului pacientului este expusă la radiații, iar cu expunerea generală, întregul său corp este expus.
Procedurile se efectuează de 1 sau 2 ori pe zi, durata unei ședințe este de la 15 la 30 de minute. Cursul de tratament constă din 5-20 de proceduri.
Trebuie să știți că în timpul expunerii în zona feței, ochii trebuie protejați cu ochelari speciali, huse din carton, vată și alte metode.
După ședință, pe piele rămâne eritemul (roșeața) cu contururi neclare, care dispare fără urmă la o oră după terminarea procedurii.


Indicatii

Principalele indicații pentru terapia cu raze infraroșii sunt:

  • boli degenerative-distrofice ale sistemului musculo-scheletic;
  • consecințele leziunilor, patologiilor articulare, contracturilor, infiltratelor;
  • procese inflamatorii cronice și subacute, răni cu vindecare lentă;
  • nevrita, nevralgie, mialgie;
  • dermatite, dermatoze, neurodermatite, consecințe ale degerăturilor și arsurilor, cicatrici, ulcere trofice;
  • unele boli ale organelor ORL;
  • patologii oculare.

Contraindicații

Dacă aveți următoarele boli și afecțiuni, tratamentul cu radiații infraroșii trebuie evitat:

  • procese purulente fără ieșire de conținut;
  • exacerbarea bolilor cronice;
  • prezența neoplasmelor;
  • formă activă de tuberculoză;
  • tendință de sângerare;
  • boli de sânge;
  • sarcina;
  • intoleranță individuală la metodă.

Dispozitive

Astăzi este posibil să se efectueze proceduri de terapie cu lumină atât în ​​instituțiile medicale, cât și acasă. În acest scop există selecție mare dispozitive staționare și portabile.
Pentru tratamentul la domiciliu se folosesc dispozitive portabile care nu necesită condiții speciale de utilizare.

În ciuda acestui fapt, înainte de a începe automedicația, este necesar să se consulte cu un kinetoterapeut pentru a determina posibilele riscuri ale prescrierii metodei de tratament în cauză, precum și alegerea unei tehnici specifice pentru fiecare caz specific.
Medicul va descrie metoda de tratament, care va indica ce zonă trebuie tratată, ce decalaj trebuie menținut între dispozitiv și piele, intensitatea efectului, timpul ședinței de tratament și numărul de proceduri pe curs. de kinetoterapie.

Combinație de factori terapeutici

Terapia cu infraroșu poate fi suplimentată în aceeași zi următoarele tipuri fizioterapie:

  • electroterapie (baie galvanică cu patru camere, terapie cu amplipuls, terapie diadinamică, electrosleep, franklinizare, darsonvalizare și ultratonterapie);
  • terapie magnetică;
  • terapie cu ultrasunete;
  • terapie cu laser;

Combinația de factori fizici sporește efectul terapeutic și răspunsul organismului la procedură, reduce durata terapiei și accelerează recuperarea pacientului.
Nu ar trebui combinate intr-o zi:

  • terapie cu infraroșu și iradiere cu ultraviolete;
  • galvanizare și electroforeză.

Următoarele nu sunt efectuate în aceeași zi cu terapia cu infraroșu:

  • inductoterapia;
  • terapie UHF;
  • terapie cu decimetru și centimetru;
  • vindecarea sufletelor;
  • tratament cu parafină;
  • terapie cu nămol;
  • băi terapeutice, inclusiv masaj subacvatic și tracțiune spinală.

Aceste metode au un pronunțat efect iritant asupra corpului și poate dăuna sănătății pacientului.

O gamă largă de boli sunt tratate cu radiații infraroșii. Procedura este adesea atât de simplă încât măsurile terapeutice pot fi efectuate acasă. Consultarea unui medic despre contraindicații și combinații de factori de tratament va ajuta la obținerea unor rezultate bune.

Videoclip pe tema „Terapia cu infraroșu”

Sub-benzi IR:

  • Aproape IR (abreviat ca NIR): 0,78 - 1 µm;
  • IR cu lungime de undă scurtă (abreviat SWIR): 1 - 3 µm;
  • IR cu lungime de undă medie (abreviat ca MWIR): 3 - 6 um;
  • IR cu lungime de undă lungă (abreviat LWIR): 6 - 15 µm;
  • Lungime de undă foarte mare IR, prescurtat VLWIR: 15 - 1000 microni.

Intervalul spectral în infraroșu de 0,78 - 3 microni este utilizat în liniile de comunicație cu fibră optică (prescurtare de la linia de comunicație cu fibră optică), dispozitive externe de monitorizare a obiectelor și echipamente pentru analiză chimică. La rândul lor, toate lungimile de undă de la 2 microni până la 5 microni sunt folosite în pirometre și analizoare de gaze care monitorizează nivelul de poluare într-un anumit mediu. Intervalul de 3 - 5 µm este mai potrivit pentru sistemele care înregistrează imagini ale obiectelor cu un nivel ridicat temperatura proprie sau în aplicaţiile în care cerinţa de contrast este mai mare decât cea de sensibilitate. Intervalul spectral 8 - 15 microni, care este foarte popular pentru aplicații speciale, este utilizat în principal acolo unde este necesar să se vadă și să recunoască orice obiecte situate în ceață.

Toate dispozitivele IR sunt proiectate în conformitate cu programul de transmisie IR, care este prezentat mai jos.

Există două tipuri de detectoare IR:

    • Fotonic. Elementele sensibile constau din semiconductori de diferite tipuri și pot include și diverse metale în structura lor principiul funcționării lor se bazează pe absorbția fotonilor de către purtătorii de sarcină, în urma căreia se modifică; parametrii electrici zonă sensibilă și anume: modificarea rezistenței, apariția unei diferențe de potențial, fotocurent etc. Aceste modificări pot fi înregistrate prin circuite de măsurare formate pe substratul unde este amplasat însuși senzorul. Senzorii au sensibilitate mare și viteză mare de răspuns.
  • Termic. Radiația IR este absorbită de zona sensibilă a senzorului, încălzindu-l la o anumită temperatură, ceea ce duce la o modificare a parametrilor fizici. Aceste abateri pot fi înregistrate prin circuite de măsurare realizate direct pe același substrat cu zona fotosensibilă. Tipurile de senzori descrise mai sus au inerție mare, timp de răspuns semnificativ și sensibilitate relativ scăzută în comparație cu detectoarele de fotoni.

În funcție de tipul de semiconductor utilizat, senzorii sunt împărțiți în:

  • propriu(semiconductor nedopat cu o concentrație egală de găuri și electroni).
  • Impuritate(semiconductor de tip n sau p dopat).

Materialul principal al tuturor senzorilor fotosensibili este siliciul sau germaniul, care poate fi dopat cu diverse impurități de bor, arsenic, galiu etc. Un senzor fotosensibil pentru impurități este similar cu propriul detector, singura diferență fiind că purtătorii de la donor și acceptor. nivelurile se pot muta în banda de conducție, depășind mai multă barieră de energie scăzută, drept urmare acest detector poate funcționa cu lungimi de undă mai scurte decât al său.

Tipuri de design de detectoare:

Sub influența radiației IR, apare un efect fotovoltaic în tranziția electron-gaură: fotonii cu o energie care depășește banda interzisă sunt absorbiți de electroni, ca urmare a cărora ocupă locuri în banda de conducție, contribuind astfel la apariția un fotocurent. Detectorul poate fi realizat atât pe baza unei impurități, cât și a unui semiconductor intrinsec.

Fotorezist. Elementul sensibil al senzorului este un semiconductor; principiul de funcționare al acestui senzor se bazează pe efectul modificării rezistenței unui material conductor sub influența radiației IR. Purtătorii de sarcină liberi generați de fotoni în regiunea sensibilă duc la o scădere a rezistenței acesteia. Senzorul poate fi realizat atât pe baza unei impurități, cât și a unui semiconductor intrinsec.

Fotoemisiv, cunoscut și ca „detector de purtător liber” sau pe o barieră Schottky.; Pentru a elimina nevoia de răcire profundă a semiconductorilor de impurități și, în unele cazuri, pentru a obține sensibilitate în intervalul de lungimi de undă mai lungi, există un al treilea tip de detector numit detectoare de fotoemisie. În acest tip de senzor, o structură metalică sau metal-siliciu acoperă siliciul dopant. Un electron liber, care se formează ca urmare a interacțiunii cu un foton, intră în siliciu din conductor. Avantajul unui astfel de detector este că răspunsul nu depinde de caracteristicile semiconductorului.

Fotodetector cuantic well. Principiul de funcționare este similar cu detectoarele de impurități, în care impuritățile sunt folosite pentru a schimba structura bandgap-ului. Dar în acest tip de detector, impuritățile sunt concentrate în regiuni microscopice în care intervalul de bandă este redus semnificativ. „Fântâna” formată în acest fel se numește cuantică. Înregistrarea fotonilor are loc datorită absorbției și formării de sarcini în puțul cuantic, care sunt apoi trase de câmp în altă zonă. Un astfel de detector este mult mai sensibil în comparație cu alte tipuri, deoarece o întreagă sondă cuantică nu este un singur atom de impuritate, ci de la zece până la o sută de atomi pe unitate de suprafață. Datorită acestui fapt, putem vorbi despre o zonă de absorbție eficientă destul de mare.

Termocuplu. Elementul principal al acestui dispozitiv este o pereche de contact a două metale cu funcții de lucru diferite, rezultând o diferență de potențial la limită. Această tensiune este proporțională cu temperatura de contact.

Detectoare piroelectrice realizate folosind materiale piroelectrice și al căror principiu de funcționare se bazează pe apariția unei sarcini în piroelectric atunci când un flux de căldură trece prin acesta.

Detectoare cu microraze. Constă dintr-un microradă și o bază conductivă, care acționează ca plăci de condensator, microraza este formată din două strâns conectate piese metalice, având diferiți coeficienți de dilatare termică. Când este încălzită, grinda se îndoaie și modifică capacitatea structurii.

Bolometre (termistoare) constă dintr-un material termorezistiv; principiul de funcționare al acestui senzor se bazează pe absorbția radiației IR de către materialul elementului sensibil, ceea ce duce la creșterea temperaturii acestuia, care la rândul său provoacă o modificare a rezistenței electrice. Există două moduri de a obține informații: măsurarea curentului care curge într-o zonă sensibilă la o tensiune constantă și măsurarea tensiunii la un curent constant.

Parametrii de bază

Sensibilitate- raportul dintre modificarea mărimii electrice la ieșirea receptorului de radiații cauzată de radiația incidentă asupra acestuia, la caracteristici cantitative această radiație. V/lk-s.

Sensibilitate integrală- sensibilitatea la radiația nemonocromatică a unei compoziții spectrale date. Măsurat în A/lm.

Sensibilitatea spectrală- dependenţa sensibilităţii de lungimea de undă a radiaţiei.

Capacitate de detectare- valoarea reciprocă a fluxului minim de radiație care provoacă un semnal la ieșire egal cu zgomotul propriu. Este invers proporțională rădăcină pătrată din zona receptorului de radiații. Măsurat în 1/W.

Capacitate de detectare specifică- Capacitate de detectare înmulțită cu rădăcina pătrată a produsului unei benzi de frecvență de 1 Hz și o suprafață de 1 cm2. Măsurat în cm*Hz 1/2/W.

Timp de răspuns- timpul necesar pentru a stabili un semnal de ieșire corespunzător efectului de intrare. Măsurat în milisecunde.

Temperatura de functionare- temperatura maxima a senzorului si mediu, în care senzorul este capabil să-și îndeplinească corect funcțiile. Măsurat în °C.


Aplicație:

  • Sisteme de supraveghere spațială;
  • sistem de detectare a lansării ICBM;
  • În termometre fără contact;
  • Senzori de mișcare;
  • În spectrometre IR;
  • În dispozitivele de vedere pe timp de noapte;
  • În capete orientate.