분류에 따라 적외선 센서는 열 센서와 광자 센서로 나눌 수 있습니다.

열 센서

열 감지기는 감지 요소를 사용하여 적외선 복사를 흡수하여 온도 상승을 생성한 다음 특정 물리적 특성의 변화를 수반합니다.이러한 물리적 특성의 변화를 측정하면 흡수하는 에너지 또는 전력을 측정할 수 있습니다.구체적인 과정은 다음과 같습니다. 첫 번째 단계는 열 감지기로 적외선을 흡수하여 온도를 상승시키는 것입니다.두 번째 단계는 열 감지기의 일부 온도 효과를 사용하여 온도 상승을 전기 변화로 변환하는 것입니다.일반적으로 사용되는 물리적 특성 변화에는 서미스터 유형, 열전대 유형, 초전기 유형 및 Gaolai 공압 유형의 네 가지 유형이 있습니다.

# 서미스터 유형

열에 민감한 재료가 적외선을 흡수한 후 온도가 상승하고 저항 값이 변경됩니다.저항 변화의 크기는 흡수된 적외선 방사 에너지에 비례합니다.물질이 적외선을 흡수한 후 저항을 변경하여 만든 적외선 감지기를 서미스터라고 합니다.서미스터는 종종 열복사를 측정하는 데 사용됩니다.서미스터에는 금속과 반도체의 두 가지 유형이 있습니다.

R(T)=AT-CeD/T

R(T): 저항 값;T: 온도;A, C, D: 재료에 따라 달라지는 상수.

금속 서미스터는 양의 저항 온도 계수를 가지며 그 절대 값은 반도체보다 작습니다.저항과 온도의 관계는 기본적으로 선형이며 고온 저항이 강합니다.주로 온도 시뮬레이션 측정에 사용됩니다.

반도체 서미스터는 그 반대이며 경보, 화재 방지 시스템, 열 방열기 검색 및 추적과 같은 방사선 감지에 사용됩니다.

# 열전대 유형

열전쌍이라고도 불리는 열전쌍은 최초의 열전 감지 장치이며 작동 원리는 초전 효과입니다.두 개의 서로 다른 도체 재료로 구성된 접합은 접합에서 기전력을 생성할 수 있습니다.복사열을 받는 열전대의 끝을 Hot end라고 하고 다른 쪽 끝을 Cold end라고 합니다.소위 열전 효과, 즉 이 두 가지 다른 도체 재료가 루프로 연결되면 두 접합부의 온도가 다를 때 루프에서 전류가 생성됩니다.

흡수 계수를 향상시키기 위해 핫 엔드에 검은 금박을 설치하여 금속 또는 반도체가 될 수 있는 열전대의 재료를 형성합니다.구조는 라인 또는 스트립 형태의 개체이거나 진공 증착 기술 또는 포토리소그래피 기술로 만든 박막일 수 있습니다.엔티티형 열전대는 주로 온도 측정에 사용되며 박막형 열전쌍(많은 열전쌍을 직렬로 구성)은 방사선 측정에 주로 사용됩니다.

열전대형 적외선 검출기의 시상수는 상대적으로 크기 때문에 응답시간이 상대적으로 길고 동특성이 상대적으로 좋지 않다.북쪽의 방사 변화 주파수는 일반적으로 10HZ 미만이어야 합니다.실제 응용 분야에서는 여러 열전대가 직렬로 연결되어 적외선 복사 강도를 감지하는 열전퇴를 형성합니다.

# 초전기식

초전기 적외선 감지기는 초전기 결정 또는 분극이 있는 "강유전체"로 만들어집니다.Pyroelectric crystal은 비 중심 대칭 구조를 갖는 압전 결정의 일종입니다.자연 상태에서는 양전하 중심과 음전하 중심이 특정 방향으로 일치하지 않고 결정 표면에 일정량의 분극 전하가 형성되는 것을 자발 분극이라고 합니다.결정 온도가 변하면 결정의 양전하와 음전하의 중심이 이동할 수 있으므로 표면의 분극 전하도 그에 따라 변합니다.일반적으로 그 표면은 대기 중의 부유 전하를 포착하고 전기적 평형 상태를 유지합니다.강유전체의 표면이 전기적 평형 상태에 있을 때 표면에 적외선을 조사하면 강유전체(시트)의 온도가 급격히 상승하고 분극 강도가 빠르게 떨어지며 결합 전하가 급격히 감소합니다.표면의 부동 전하가 천천히 변하는 동안.내부 강유전체에는 변화가 없습니다.

온도 변화에 따른 분극 강도의 변화에서 다시 표면의 전기적 평형 상태로의 전환에서 매우 짧은 시간 내에 강유전체 표면에 과잉 부유 전하가 나타나게 되는데, 이는 전하의 일부를 방출하는 것과 같다.이 현상을 초전기 효과라고 합니다.자유전하가 표면에 결합된 전하를 중화시키는 데는 오랜 시간이 걸리기 때문에 수 초 이상 걸리며, 결정의 자발분극 완화시간은 10~12초 정도로 매우 짧다. 초전기 결정은 급격한 온도 변화에 반응할 수 있습니다.

# Gaolai 공압식

가스가 일정한 부피를 유지하는 조건에서 적외선을 흡수하면 온도가 상승하고 압력이 증가합니다.압력 증가의 크기는 흡수된 적외선 복사력에 비례하므로 흡수된 적외선 복사력을 측정할 수 있습니다.위의 원리로 만들어진 적외선 감지기를 가스 감지기라고 하는데, 가오라이관이 대표적인 가스 감지기입니다.

광자 센서

광자 적외선 감지기는 특정 반도체 재료를 사용하여 재료의 전기적 특성을 변경하기 위해 적외선 조사 하에서 광전 효과를 생성합니다.전기적 특성의 변화를 측정하여 적외선의 세기를 결정할 수 있습니다.광전 효과에 의해 만들어진 적외선 검출기를 총칭하여 광자 검출기라고 합니다.주요 특징은 고감도, 빠른 응답 속도 및 높은 응답 주파수입니다.그러나 일반적으로 낮은 온도에서 작동해야 하며 감지 대역이 상대적으로 좁습니다.

광자 검출기의 작동 원리에 따라 일반적으로 외부 광 검출기와 내부 광 검출기로 나눌 수 있습니다.내부 광 검출기는 광전도 검출기, 광전지 검출기 및 광자기 검출기로 구분됩니다.

# 외부 광검출기(PE 장치)

특정 금속, 금속 산화물 또는 반도체의 표면에 빛이 입사할 때 광자 에너지가 충분히 크면 표면에서 전자를 방출할 수 있습니다.이 현상을 총칭하여 광전자 방출이라고 하며, 외부 광전 효과에 속합니다.광전관과 광전자 증배관은 이러한 유형의 광자 검출기에 속합니다.응답 속도가 빠르고 동시에 광전자 증 배관 제품은 이득이 매우 높아 단일 광자 측정에 사용할 수 있지만 파장 범위는 상대적으로 좁고 가장 긴 파장은 1700nm에 불과합니다.

# 광전도 검출기

반도체가 입사 광자를 흡수하면 반도체의 일부 전자와 정공이 비전도 상태에서 전기를 전도할 수 있는 자유 상태로 바뀌어 반도체의 전도성이 증가합니다.이 현상을 광전도 효과라고 합니다.반도체의 광전도 효과에 의해 만들어진 적외선 검출기를 광전도 검출기라고 합니다.현재 가장 널리 사용되는 유형의 광자 검출기입니다.

# 광전지 검출기(PU 소자)

특정 반도체 물질 구조의 PN접합에 적외선을 조사하면 PN접합에서 전기장의 작용으로 P영역의 자유전자는 N영역으로 이동하고 N영역의 정공은 P 지역.PN접합이 열리면 광기전력이라고 하는 PN접합 양단에 추가적인 전위가 발생한다.광기전력 효과를 이용하여 만든 검출기를 광전지 검출기 또는 접합 적외선 검출기라고 합니다.

# 광자전 검출기

자기장은 샘플에 측면으로 적용됩니다.반도체 표면이 광자를 흡수하면 생성된 전자와 정공이 체내로 확산된다.확산 과정에서 전자와 정공은 측면 자기장의 영향으로 시료의 양쪽 끝으로 오프셋됩니다.양쪽 끝 사이에 전위차가 있습니다.이 현상을 광자기 전기 효과라고 합니다.광자기 전기 효과로 만들어진 검출기는 광자기 전기 검출기(PEM 장치라고 함)라고 합니다.