माइक्रोब्लामीटर (IR कैमरा) कैसे काम करता है?

Question

मैं वर्तमान में एक परियोजना कर रहा हूं, जिसने मुझे आईआर कैमरों के साथ मेरी पहली मुठभेड़ के लिए प्रेरित किया है, और इसलिए मैं काफी उत्सुक हूं कि वे कैसे काम करते हैं। विशेष रूप से, मैं निम्नलिखित जानना चाहूंगा

1. गर्मी को विद्युत संकेत (वर्तमान या वोल्टेज) में कैसे बदला जाता है?
2. आईआर कैमरा के वर्णक्रमीय बैंडविड्थ को इतनी अच्छी तरह से कैसे परिभाषित किया जाता है?
3. आईआर कैमरा रंगीन वीडियो कैमरों की तुलना में बहुत अधिक महंगा क्यों हैं? (रंग कैमरों में आईआर सप्रेसर्स है, है ना?)
4. ? नियमित ’IR कैमरे रेडियोमेट्रिक कैमरों से कैसे अलग हैं?
5. IR कैमरों के बीच अंतर क्या है जो 1000 ° C तक तापमान का पता लगा सकता है, IR कैमरों की तुलना में जो 400 ° C तक तापमान का पता लगा सकता है?

Answer 1

आपके प्रश्न में बहुत सारे प्रश्न हैं, और संभवतः इसे कई अलग-अलग प्रश्नों में विभाजित किया जाना चाहिए। मैं तब तक इंतजार नहीं करना चाहता जब तक कि ऐसा न हो जाए, लेकिन मैं उन लोगों को संबोधित करूंगा जिनके जवाब मुझे पता हैं।

1. गर्मी को विद्युत संकेत (वर्तमान या वोल्टेज) में कैसे बदला जाता है?

एक microbolometer सिर्फ एक की एक विशेष मामला है bolometer जो एक सामग्री जिसका प्रतिरोध इसके तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील होता है। घटना इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (ईएम) रेडिएशन से गर्म होने के कारण होने वाले प्रतिरोध में बदलाव एक सर्किट के समान होता है जिसे आप वोल्टमीटर में पाएंगे। इन उपकरणों को अविश्वसनीय रूप से कम मात्रा में बिजली के प्रति संवेदनशील होने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, और आमतौर पर एक उच्च गतिशील रेंज भी होती है। लेजर उद्योग में मैंने जिन लोगों का उपयोग किया है, वे 10 mW से 100 W तक, 10 ⁴ की एक गतिशील रेंज के प्रति संवेदनशील हैं ।

2. एक कैमरा के स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को इतनी अच्छी तरह से कैसे परिभाषित किया जाता है?

बोलोमीटर अविश्वसनीय रूप से व्यापक वर्णक्रमीय बैंडविथ होने के लिए जाने जाते हैं। चूंकि डिवाइस वास्तव में ईएम विकिरण द्वारा जमा की गई गर्मी को मापता है, इसलिए स्वयं का पता लगाने वाली सामग्री की बैंडविड्थ (आमतौर पर या तो अनाकार सिलिकॉन या वैनेडियम ऑक्साइड ) तरंग दैर्ध्य द्वारा परिभाषित की जाती है जिस पर यह अवशोषित करता है। इसलिए माइक्रोब्लोमीटर डिटेक्टरों की बैंडविड्थ को बाहरी प्रकाशिकी के साथ परिभाषित किया जाना चाहिए जो अन्य तरंग दैर्ध्य को अस्वीकार या अवशोषित करता है। मेरा अनुमान है कि वे डिटेक्टर सतह के सामने एक अवशोषित आईआर बैंडपास फ़िल्टर का उपयोग करेंगे ।

3. आईआर कैमरा रंगीन वीडियो कैमरों की तुलना में बहुत अधिक महंगा क्यों हैं? (रंग कैमरों में आईआर सप्रेसर्स है, है ना?)

मैं वास्तव में नहीं पता है, लेकिन इन बातों का निर्माण करने की क्षमता सामूहिक रूप से केवल जबकि पिछले कुछ वर्षों में संभव हो गया चार्ज-कपल्ड डिवाइस (सीसीडी) डिटेक्टरों 1980 के बाद से बड़े पैमाने पर उत्पादन में किया गया है। आप सही हैं कि सीसीडी डिटेक्टर एक आईआर फिल्टर को शामिल करते हैं, लेकिन अंतर्निहित सामग्री केवल ~ 1-2 माइक्रोन तक संवेदनशील होती है, इसलिए वे माइक्रो आईआरमीटर की तरह गहरी आईआर में काम नहीं करते हैं।

5. IR कैमरों के बीच अंतर क्या है जो 1000 ° C तक तापमान का पता लगा सकता है, IR कैमरों की तुलना में जो 400 ° C तक तापमान का पता लगा सकता है?

$$\lambda_{max}=\frac{b}{T}$$ $b$$b=2.8977721\cdot10^{3}\:\mathrm{m*K}$$T$$\lambda_{1000}=2.3\ \mu \text{m}$$\lambda_{400}=4.3\ \mu\text{m}$