¿Cuáles son los diferentes tipos de sensores infrarrojos?

1. ¿Qué es la radiación infrarroja?

La radiación infrarroja (IR) es un tipo de onda electromagnética entre la luz visible y las microondas en el espectro electromagnético. Debido a su posición justo más allá de la luz roja, va desde 0.8 a 1000 micrómetros y se clasifica en infrarrojo cercano (NIR), infrarrojo medio (MIR), infrarrojo lejano (FIR) y infrarrojo extremo en función de la propagación atmosférica.

Aunque es invisible para el ojo humano, la IR transporta valiosos datos físicos. Los sensores infrarrojos (detectores) convierten esta radiación en señales eléctricas medibles, lo que permite aplicaciones en múltiples campos.

2. Clasificación y principios de funcionamiento de los sensores infrarrojos

Los sensores infrarrojos son los componentes principales en los sistemas de detección e imágenes infrarrojas. Dada la gran variedad de sensores infrarrojos disponibles, hay varias formas de clasificarlos en función de diferentes criterios:

2.  Sensores infrarrojos fotovoltaicos

Los sensores IR fotovoltaicos funcionan basados en el efecto fotovoltaico. Cuando un material tiene un campo eléctrico interno, los pares electrón-hueco generados por la absorción de fotones tienden a moverse en direcciones opuestas, creando una diferencia de voltaje. Este voltaje se puede medir como una señal eléctrica si se conecta un circuito externo.

3. Sensores infrarrojos fotoemisivos

Los sensores IR fotoemisivos utilizan el efecto fotoemisión. Cuando fotones con frecuencia vvv golpean la superficie de un sólido, los electrones pueden absorber la energía (hv) y ganar suficiente energía cinética para superar la barrera de potencial superficial, escapando al vacío como fotoelectrones.

Aunque los sensores de tipo fotón ofrecen ventajas como respuesta rápida, tamaño compacto, alta confiabilidad y fuerte adaptabilidad, son sensibles al ruido térmico. A temperatura ambiente, los electrones excitados térmicamente pueden aumentar la corriente oscura y degradar el rendimiento. Por lo tanto, estos sensores a menudo requieren enfriamiento criogénico para funcionar de la mejor manera, lo que aumenta el costo y la complejidad del sistema.

2. 2 Sensores infrarrojos térmicos

A diferencia de los sensores IR de tipo fotónico, que convierten la energía de los fotones directamente en fotoelectrones a través del efecto fotoeléctrico, los sensores infrarrojos térmicos se basan en los efectos térmicos de la radiación infrarroja. Detectan la energía infrarroja a través de los cambios de temperatura y su conversión en otras cantidades físicas.

1. Sensores infrarrojos piroeléctricos

Ciertos materiales cristalinos, como el sulfato de triglicina (TGS) y el titanato de bario y estroncio (BST), presentan el efecto piroeléctrico. Cuando estos materiales se cortan a lo largo de ejes específicos y se colocan entre electrodos para formar un capacitor, cualquier cambio de temperatura en el cristal hace que aparezca una tensión en los terminales del capacitor. Esto se debe a la polarización espontánea y al desplazamiento de la carga superficial provocados por las variaciones de temperatura.

3. Sensores infrarrojos de microbolómetro

Los microbolómetros (también llamados detectores térmicos resistivos) detectan radiación infrarroja basados en los cambios de resistencia dependientes de la temperatura de materiales termosenibles. Estos materiales se fabrican comúnmente como películas delgadas. Si bien las películas de metal tienen bajos coeficientes de resistencia dependientes de la temperatura (TCR) y se utilizan principalmente en prototipos iniciales, las películas de semiconductores como el óxido de vanadio (VOx) y el silicio amorfo (a-Si) ofrecen un TCR más alto y se han convertido en el estándar en la fabricación de microbolómetros.

En comparación con los sensores piroeléctricos, los microbolómetros ofrecen varias ventajas:

· Más fácil de producir en masa e integrar

· Costos de fabricación más bajos

· Mayor vida útil

Photon IR Sensors

Thermal IR Sensors

Velocidad de respuesta

Muy rápida

Moderada a lenta

Sensibilidad

Muy alta

Más baja, pero suficiente para muchos usos

Sensibilidad a la temperatura

Alta – el rendimiento mejora con el enfriamiento

Baja – el rendimiento es estable sin enfriamiento

Sensibilidad a la longitud de onda

· Diseñado para la prevención de incendios forestales y la vigilancia perimetral

· Sistema de imágenes de luz visible y térmica dual

· AI-ISP impulsado por NPU para un mejor rendimiento en condiciones de poca luz

· Detección inteligente de personas, vehículos, embarcaciones, humo y fuego

FC125T Dual-Spectrum Turret Camera

· Combina imágenes térmicas infrarrojas y luz visible de alta definición

· Cuenta con un avanzado detector térmico infrarrojo pasivo

· Múltiples funciones de enlace de alarmas para alertas en tiempo real

· AI-ISP impulsado por NPU para un mejor rendimiento en condiciones de poca luz