इन्फ्रारेड सेंसर सिर्फ थर्मामीटर नहीं होते

स्रोत: यूलिंक मीडिया

महामारी के बाद के युग में, हमारा मानना ​​है कि इन्फ्रारेड सेंसर हर दिन अपरिहार्य हैं। यात्रा के दौरान, हमें अपने गंतव्य तक पहुँचने से पहले बार-बार तापमान मापना पड़ता है। इन्फ्रारेड सेंसरों से तापमान मापने की प्रणाली वास्तव में कई महत्वपूर्ण भूमिकाएँ निभाती है। आइए, इन्फ्रारेड सेंसर को विस्तार से समझते हैं।

इन्फ्रारेड सेंसर का परिचय

-273°C (निरपेक्ष शून्य) से ऊपर का कोई भी तापमान लगातार आसपास के वातावरण में अवरक्त ऊर्जा उत्सर्जित करता रहता है। अवरक्त सेंसर किसी वस्तु की अवरक्त ऊर्जा को महसूस कर उसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर देता है। अवरक्त सेंसर में एक ऑप्टिकल सिस्टम, एक संवेदक तत्व और एक रूपांतरण परिपथ होता है।

ऑप्टिकल सिस्टम को संरचना के आधार पर ट्रांसमिशन और रिफ्लेक्शन टाइप में विभाजित किया जा सकता है। ट्रांसमिशन सिस्टम में दो कंपोनेंट की आवश्यकता होती है, एक इन्फ्रारेड संचारित करने वाला और दूसरा इन्फ्रारेड प्राप्त करने वाला। दूसरी ओर, रिफ्लेक्टर सिस्टम को वांछित जानकारी एकत्र करने के लिए केवल एक सेंसर की आवश्यकता होती है।

कार्य सिद्धांत के आधार पर संवेदन तत्व को तापीय संवेदन तत्व और प्रकाशीय संवेदन तत्व में विभाजित किया जा सकता है। थर्मिस्टर सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले थर्मिस्टर हैं। जब थर्मिस्टर पर अवरक्त विकिरण पड़ता है, तो तापमान बढ़ता है और प्रतिरोध में परिवर्तन होता है (यह परिवर्तन कम या ज्यादा हो सकता है, क्योंकि थर्मिस्टर को धनात्मक तापमान गुणांक वाले थर्मिस्टर और ऋणात्मक तापमान गुणांक वाले थर्मिस्टर में विभाजित किया जा सकता है), जिसे रूपांतरण परिपथ के माध्यम से विद्युत संकेत आउटपुट में परिवर्तित किया जा सकता है। प्रकाशीय संवेदन तत्व आमतौर पर प्रकाश संवेदनशील तत्वों के रूप में उपयोग किए जाते हैं, जो आमतौर पर लेड सल्फाइड, लेड सेलेनाइड, इंडियम आर्सेनाइड, एंटीमनी आर्सेनाइड, मरकरी कैडमियम टेलुराइड त्रिगुणीय मिश्रधातु, जर्मेनियम और सिलिकॉन मिश्रित पदार्थों से बने होते हैं।

विभिन्न सिग्नल प्रोसेसिंग और रूपांतरण परिपथों के आधार पर, अवरक्त सेंसरों को एनालॉग और डिजिटल प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। एनालॉग पायरोइलेक्ट्रिक अवरक्त सेंसर का सिग्नल प्रोसेसिंग परिपथ फील्ड-इफेक्ट ट्यूब होता है, जबकि डिजिटल पायरोइलेक्ट्रिक अवरक्त सेंसर का सिग्नल प्रोसेसिंग परिपथ डिजिटल चिप होता है।

इन्फ्रारेड सेंसर के कई कार्य तीन संवेदनशील घटकों - ऑप्टिकल सिस्टम, डिटेक्शन एलिमेंट और कन्वर्जन सर्किट - के विभिन्न संयोजनों और क्रमपरिवर्तनों के माध्यम से साकार होते हैं। आइए कुछ अन्य क्षेत्रों पर नज़र डालें जहाँ इन्फ्रारेड सेंसर ने महत्वपूर्ण योगदान दिया है।

इन्फ्रारेड सेंसर का अनुप्रयोग

1. गैस का पता लगाना

गैस सेंसर का अवरक्त प्रकाशिक सिद्धांत विभिन्न गैस अणुओं की निकट अवरक्त वर्णक्रमीय चयनात्मक अवशोषण विशेषताओं पर आधारित एक प्रकार का गैस संवेदन उपकरण है, जो गैस सांद्रता और अवशोषण शक्ति संबंध (लैम्बर्ट-बीयर नियम) का उपयोग करके गैस घटक की सांद्रता की पहचान और निर्धारण करता है।

ऊपर दिए गए चित्र में दर्शाए अनुसार, अवरक्त विश्लेषण मानचित्र प्राप्त करने के लिए अवरक्त सेंसरों का उपयोग किया जा सकता है। समान आवृत्ति पर अवरक्त प्रकाश के विकिरण के तहत विभिन्न परमाणुओं से बने अणु अवरक्त अवशोषण से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अवरक्त प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन होता है। विभिन्न तरंग शिखरों के आधार पर, मिश्रण में निहित गैस के प्रकार का निर्धारण किया जा सकता है।

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

पेट्रोकेमिकल, धातु उद्योग, खनन कार्य, वायु प्रदूषण निगरानी और कार्बन न्यूट्रलाइजेशन से संबंधित पहचान, कृषि और अन्य उद्योगों में इन्फ्रारेड गैस सेंसरों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, मध्य-इन्फ्रारेड लेजर महंगे हैं। मेरा मानना ​​है कि भविष्य में, बड़ी संख्या में उद्योगों द्वारा गैस का पता लगाने के लिए इन्फ्रारेड सेंसरों का उपयोग करने से, इन्फ्रारेड गैस सेंसर और भी बेहतर और सस्ते हो जाएंगे।

2. इन्फ्रारेड दूरी माप

इन्फ्रारेड रेंजिंग सेंसर एक प्रकार का संवेदन उपकरण है, जो मापन प्रणाली के माध्यम के रूप में इन्फ्रारेड का उपयोग करता है, इसकी मापन सीमा व्यापक होती है, प्रतिक्रिया समय कम होता है, और यह 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 भेजने और प्राप्त करने वाले डायोड का एक जोड़ा होता है। यह सेंसर इन्फ्रारेड प्रकाश की किरण उत्सर्जित करता है, जो वस्तु पर पड़ने के बाद परावर्तन प्रक्रिया से गुजरती है और सिग्नल प्राप्त होने पर सेंसर तक वापस लौटती है। इसके बाद, सीसीडी इमेज प्रोसेसिंग का उपयोग करके सिग्नल भेजने और प्राप्त करने के समय के अंतर का डेटा एकत्र किया जाता है। सिग्नल प्रोसेसर द्वारा संसाधित किए जाने 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। यह दूरी मापने में सक्षम है, इसकी आवृत्ति प्रतिक्रिया उच्च है और यह कठोर औद्योगिक वातावरण के लिए उपयुक्त है।

3. अवरक्त संचरण

इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग करके डेटा ट्रांसमिशन भी व्यापक रूप से किया जाता है। टीवी रिमोट कंट्रोल टीवी को नियंत्रित करने के लिए इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन सिग्नल का उपयोग करता है; मोबाइल फोन इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन के माध्यम से डेटा भेज 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 द्वारा उत्सर्जित अवरक्त विकिरण को कैप्चर कर सकता है जिनका तापमान पूर्ण शून्य से अधिक होता है। थर्मल इमेजर को मूल रूप से सैन्य निगरानी और रात्रि दृष्टि उपकरण के रूप में विकसित किया गया था, लेकिन इसके व्यापक उपयोग के साथ-साथ इसकी कीमत कम हो गई, जिससे इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का विस्तार हुआ। थर्मल इमेजर के अनुप्रयोगों में पशु, कृषि, भवन निर्माण, गैस का पता लगाना, औद्योगिक और सैन्य अनुप्रयोग, साथ ही मानव का पता लगाना, ट्रैकिंग और पहचान शामिल हैं। हाल के वर्षों में, अवरक्त थर्मल इमेजर का उपयोग कई सार्वजनिक स्थानों पर उत्पादों के तापमान को शीघ्रता से मापने के लिए किया जा रहा है।

5. अवरक्त प्रेरण

इन्फ्रारेड इंडक्शन स्विच एक स्वचालित नियंत्रण स्विच है जो इन्फ्रारेड इंडक्शन तकनीक पर आधारित है। यह बाहरी वातावरण से उत्सर्जित इन्फ्रारेड ऊष्मा को महसूस करके स्वचालित रूप से कार्य करता है। यह लैंप, स्वचालित दरवाजे, चोरी-रोधी अलार्म और अन्य विद्युत उपकरणों को तुरंत चालू कर सकता है।

इन्फ्रारेड सेंसर के फ्रेस्नेल लेंस के माध्यम से, मानव शरीर द्वारा उत्सर्जित बिखरी हुई इन्फ्रारेड रोशनी को स्विच द्वारा महसूस किया जा सकता है, जिससे प्रकाश चालू करने जैसे विभिन्न स्वचालित नियंत्रण कार्यों को साकार किया जा सकता है। हाल के वर्षों में, स्मार्ट होम की लोकप्रियता के साथ, इन्फ्रारेड सेंसिंग का उपयोग स्मार्ट कूड़ेदान, स्मार्ट शौचालय, स्मार्ट जेस्चर स्विच, इंडक्शन डोर और अन्य स्मार्ट उत्पादों में भी किया जा रहा है। इन्फ्रारेड सेंसिंग केवल लोगों को महसूस करने तक सीमित नहीं है, बल्कि अधिक कार्यों को प्राप्त करने के लिए लगातार अपडेट की जा रही है।

निष्कर्ष

हाल के वर्षों में, इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) उद्योग का तेजी से विकास हुआ है और इसकी बाजार संभावनाएं व्यापक हैं। इस संदर्भ में, इन्फ्रारेड सेंसर बाजार में भी और अधिक 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 40 करोड़ युआन था, जो 2020 तक लगभग 50 करोड़ युआन तक पहुंच जाएगा। महामारी के दौरान इन्फ्रारेड तापमान मापन और इन्फ्रारेड गैस डिटेक्शन द्वारा कार्बन न्यूट्रलाइजेशन की बढ़ती मांग के साथ, भविष्य में इन्फ्रारेड सेंसर बाजार का आकार बहुत बड़ा होगा।