इन्फ्रारेड सेंसर केवल थर्मामीटर नहीं हैं

स्रोत: यूलिंक मीडिया

महामारी के बाद के युग में, हमारा मानना ​​है कि इन्फ्रारेड सेंसर हर दिन अपरिहार्य हैं। आवागमन की प्रक्रिया में, हमें अपने गंतव्य तक पहुँचने से पहले बार-बार तापमान माप से गुजरना पड़ता है। बड़ी संख्या में इन्फ्रारेड सेंसर के साथ तापमान माप के रूप में, वास्तव में, कई महत्वपूर्ण भूमिकाएँ हैं। आगे, आइए इन्फ्रारेड सेंसर पर एक अच्छी नज़र डालें।

इन्फ्रारेड सेंसर का परिचय

परम शून्य (-273°C) से ऊपर का कोई भी तापमान, यूँ कहें, आसपास के स्थान में लगातार अवरक्त ऊर्जा उत्सर्जित करता रहता है। और अवरक्त सेंसर, वस्तु की अवरक्त ऊर्जा को महसूस कर उसे विद्युत घटकों में परिवर्तित करने में सक्षम होता है। अवरक्त सेंसर में एक ऑप्टिकल सिस्टम, एक डिटेक्शन एलिमेंट और एक रूपांतरण सर्किट होता है।

ऑप्टिकल सिस्टम को विभिन्न संरचनाओं के अनुसार संचरण प्रकार और परावर्तन प्रकार में विभाजित किया जा सकता है। संचरण के लिए दो घटकों की आवश्यकता होती है, एक अवरक्त संचारित करने वाला और दूसरा अवरक्त ग्रहण करने वाला। दूसरी ओर, परावर्तक को वांछित जानकारी एकत्र करने के लिए केवल एक सेंसर की आवश्यकता होती है।

कार्य सिद्धांत के अनुसार, संसूचन तत्व को तापीय संसूचन तत्व और प्रकाश-विद्युत संसूचन तत्व में विभाजित किया जा सकता है। थर्मिस्टर सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले थर्मिस्टर हैं। जब थर्मिस्टर पर अवरक्त विकिरण लगाया जाता है, तो तापमान बढ़ता है और प्रतिरोध में परिवर्तन होता है (यह परिवर्तन बड़ा या छोटा हो सकता है, क्योंकि थर्मिस्टर को धनात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टर और ऋणात्मक तापमान गुणांक थर्मिस्टर में विभाजित किया जा सकता है), जिसे रूपांतरण परिपथ के माध्यम से विद्युत संकेत आउटपुट में परिवर्तित किया जा सकता है। प्रकाश-विद्युत संसूचन तत्वों का उपयोग आमतौर पर प्रकाश-संवेदी तत्वों के रूप में किया जाता है, जो आमतौर पर लेड सल्फाइड, लेड सेलेनाइड, इंडियम आर्सेनाइड, एंटीमनी आर्सेनाइड, मरकरी कैडमियम टेल्यूराइड टर्नरी मिश्रधातु, जर्मेनियम और सिलिकॉन डोप्ड पदार्थों से बने होते हैं।

विभिन्न सिग्नल प्रोसेसिंग और रूपांतरण सर्किट के अनुसार, इन्फ्रारेड सेंसर को एनालॉग और डिजिटल प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। एनालॉग पाइरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड सेंसर का सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट फील्ड-इफेक्ट ट्यूब होता है, जबकि डिजिटल पाइरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड सेंसर का सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट डिजिटल चिप होता है।

इन्फ्रारेड सेंसर के कई कार्य तीन संवेदनशील घटकों: ऑप्टिकल सिस्टम, डिटेक्शन एलिमेंट और कन्वर्ज़न सर्किट के विभिन्न क्रमपरिवर्तनों और संयोजनों के माध्यम से कार्यान्वित होते हैं। आइए कुछ अन्य क्षेत्रों पर नज़र डालें जहाँ इन्फ्रारेड सेंसर ने बदलाव लाया है।

इन्फ्रारेड सेंसर का अनुप्रयोग

1. गैस का पता लगाना

गैस सेंसर का इन्फ्रारेड ऑप्टिकल सिद्धांत विभिन्न गैस अणुओं के निकट अवरक्त वर्णक्रमीय चयनात्मक अवशोषण विशेषताओं पर आधारित एक प्रकार का गैस संवेदन उपकरण है, जो गैस घटक गैस संवेदन उपकरण की सांद्रता की पहचान करने और निर्धारित करने के लिए गैस सांद्रता और अवशोषण शक्ति संबंध (लैम्बर्ट - बिल लैम्बर्ट बीयर कानून) का उपयोग करता है।

जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है, इन्फ्रारेड विश्लेषण मानचित्र प्राप्त करने के लिए इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग किया जा सकता है। विभिन्न परमाणुओं से बने अणु समान आवृत्ति पर अवरक्त प्रकाश के विकिरण के तहत अवरक्त अवशोषण से गुज़रेंगे, जिसके परिणामस्वरूप अवरक्त प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन होगा। विभिन्न तरंग शिखरों के अनुसार, मिश्रण में निहित गैस के प्रकार का निर्धारण किया जा सकता है।

एकल अवरक्त अवशोषण शिखर की स्थिति के आधार पर ही यह निर्धारित किया जा सकता है कि गैस अणु में कौन से समूह मौजूद हैं। गैस के प्रकार का सटीक निर्धारण करने के लिए, हमें गैस के मध्य-अवरक्त क्षेत्र, अर्थात् गैस के अवरक्त अवशोषण फिंगरप्रिंट, में सभी अवशोषण शिखरों की स्थिति को देखना होगा। अवरक्त स्पेक्ट्रम के माध्यम से, मिश्रण में प्रत्येक गैस की मात्रा का शीघ्र विश्लेषण किया जा सकता है।

पेट्रोकेमिकल, धातुकर्म उद्योग, खनन, वायु प्रदूषण निगरानी और कार्बन न्यूट्रलाइजेशन संबंधी पहचान, कृषि और अन्य उद्योगों में इन्फ्रारेड गैस सेंसर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, मध्यम-अवरक्त लेज़र महंगे हैं। मेरा मानना ​​है कि भविष्य में, जैसे-जैसे बड़ी संख्या में उद्योग गैस का पता लगाने के लिए इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग करेंगे, इन्फ्रारेड गैस सेंसर और भी बेहतर और सस्ते हो जाएँगे।

2. इन्फ्रारेड दूरी माप

इन्फ्रारेड रेंजिंग सेंसर एक प्रकार का सेंसिंग उपकरण है, जो माप प्रणाली के माध्यम के रूप में इन्फ्रारेड का उपयोग करता है, व्यापक माप सीमा, लघु प्रतिक्रिया समय, मुख्य रूप से आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी, राष्ट्रीय रक्षा और औद्योगिक और कृषि क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

इन्फ्रारेड रेंजिंग सेंसर में इन्फ्रारेड सिग्नल संचारित करने और प्राप्त करने वाले डायोड की एक जोड़ी होती है। इन्फ्रारेड रेंजिंग सेंसर का उपयोग करके, इन्फ्रारेड प्रकाश की एक किरण उत्सर्जित की जाती है, जो वस्तु पर विकिरणित होने के बाद एक परावर्तन प्रक्रिया बनाती है, सिग्नल प्राप्त करने के बाद सेंसर पर परावर्तित होती है, और फिर सीसीडी इमेज प्रोसेसिंग का उपयोग करके समय के अंतर के डेटा को संचारित और प्राप्त करती है। सिग्नल प्रोसेसर द्वारा प्रसंस्करण के बाद, वस्तु की दूरी की गणना की जाती है। इसका उपयोग न केवल प्राकृतिक सतहों पर, बल्कि परावर्तक पैनलों पर भी किया जा सकता है। दूरी मापन, उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया, कठोर औद्योगिक वातावरण के लिए उपयुक्त।

3. इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन

इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग करके डेटा ट्रांसमिशन का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। टीवी रिमोट कंट्रोल, टीवी को दूर से नियंत्रित करने के लिए इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन सिग्नल का उपयोग करता है; मोबाइल फ़ोन इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन के माध्यम से डेटा संचारित कर सकते हैं। ये ऐसे अनुप्रयोग हैं जो इन्फ्रारेड तकनीक के विकास के समय से ही मौजूद हैं।

4. इन्फ्रारेड थर्मल इमेज

थर्मल इमेजर एक निष्क्रिय सेंसर है जो उन सभी वस्तुओं से निकलने वाले अवरक्त विकिरण को पकड़ सकता है जिनका तापमान परम शून्य से अधिक होता है। थर्मल इमेजर को मूल रूप से एक सैन्य निगरानी और रात्रि दृष्टि उपकरण के रूप में विकसित किया गया था, लेकिन जैसे-जैसे इसका व्यापक उपयोग हुआ, इसकी कीमत कम होती गई, जिससे इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का व्यापक विस्तार हुआ। थर्मल इमेजर के अनुप्रयोगों में पशु, कृषि, भवन, गैस पहचान, औद्योगिक और सैन्य अनुप्रयोग, साथ ही मानव पहचान, ट्रैकिंग और पहचान शामिल हैं। हाल के वर्षों में, कई सार्वजनिक स्थानों पर उत्पादों के तापमान को शीघ्रता से मापने के लिए अवरक्त थर्मल इमेज का उपयोग किया गया है।

5. इन्फ्रारेड प्रेरण

इन्फ्रारेड इंडक्शन स्विच, इन्फ्रारेड इंडक्शन तकनीक पर आधारित एक स्वचालित नियंत्रण स्विच है। यह बाहरी दुनिया से निकलने वाली इन्फ्रारेड ऊष्मा को महसूस करके अपने स्वचालित नियंत्रण कार्य को साकार करता है। यह लैंप, स्वचालित दरवाज़े, चोरी-रोधी अलार्म और अन्य विद्युत उपकरणों को तेज़ी से खोल सकता है।

इन्फ्रारेड सेंसर के फ्रेस्नेल लेंस के माध्यम से, मानव शरीर द्वारा उत्सर्जित बिखरे हुए इन्फ्रारेड प्रकाश को स्विच द्वारा महसूस किया जा सकता है, जिससे प्रकाश चालू करने जैसे विभिन्न स्वचालित नियंत्रण कार्य प्राप्त होते हैं। हाल के वर्षों में, स्मार्ट घरों की लोकप्रियता के साथ, इन्फ्रारेड सेंसिंग का उपयोग स्मार्ट कूड़ेदानों, स्मार्ट शौचालयों, स्मार्ट जेस्चर स्विच, इंडक्शन दरवाजों और अन्य स्मार्ट उत्पादों में भी किया जाने लगा है। इन्फ्रारेड सेंसिंग केवल लोगों को महसूस करने तक ही सीमित नहीं है, बल्कि अधिक कार्यों को प्राप्त करने के लिए इसे लगातार अद्यतन किया जाता है।

निष्कर्ष

हाल के वर्षों में, इंटरनेट ऑफ थिंग्स उद्योग का तेजी से विकास हुआ है और इसकी बाजार संभावनाएं व्यापक हैं। इसी संदर्भ में, इन्फ्रारेड सेंसर बाजार में भी निरंतर वृद्धि हुई है। इसलिए, चीन के इन्फ्रारेड डिटेक्टर बाजार का आकार लगातार बढ़ रहा है। आंकड़ों के अनुसार, 2019 में, चीन के इन्फ्रारेड डिटेक्टर बाजार का आकार लगभग 400 मिलियन युआन था, जो 2020 तक लगभग 500 मिलियन युआन हो जाएगा। महामारी के इन्फ्रारेड तापमान माप और इन्फ्रारेड गैस का पता लगाने के लिए कार्बन न्यूट्रलाइजेशन की बढ़ती मांग के साथ, भविष्य में इन्फ्रारेड सेंसर का बाजार आकार बहुत बड़ा होगा।