Sınıflandırmaya göre, kızılötesi sensörler termal sensörler ve foton sensörler olarak ayrılabilir.

Termal sensör

Termal dedektör, bir sıcaklık artışı oluşturmak için kızılötesi radyasyonu emmek için algılama elemanını kullanır ve ardından belirli fiziksel özelliklerde değişiklikler eşlik eder.Bu fiziksel özelliklerdeki değişiklikleri ölçmek, emdiği enerjiyi veya gücü ölçebilir.Spesifik süreç aşağıdaki gibidir: İlk adım, bir sıcaklık artışına neden olmak için termal dedektör tarafından kızılötesi radyasyonu absorbe etmektir;ikinci adım, sıcaklık artışını elektrikteki bir değişikliğe dönüştürmek için termal detektörün bazı sıcaklık etkilerini kullanmaktır.Yaygın olarak kullanılan dört tür fiziksel özellik değişikliği vardır: termistör tipi, termokupl tipi, piroelektrik tip ve Gaolai pnömatik tip.

# Termistör tipi

Isıya duyarlı malzeme kızılötesi radyasyonu emdikten sonra sıcaklık yükselir ve direnç değeri değişir.Direnç değişiminin büyüklüğü, emilen kızılötesi radyasyon enerjisi ile orantılıdır.Bir maddenin kızılötesi radyasyonu absorbe etmesinden sonra direncinin değiştirilmesiyle yapılan kızılötesi dedektörlere termistör denir.Termistörler genellikle termal radyasyonu ölçmek için kullanılır.İki tür termistör vardır: metal ve yarı iletken.

R(T)=AT−CeD/T

R(T): direnç değeri;T: sıcaklık;A, C, D: malzemeye göre değişen sabitler.

Metal termistör, pozitif bir sıcaklık direnç katsayısına sahiptir ve mutlak değeri bir yarı iletkeninkinden daha küçüktür.Direnç ve sıcaklık arasındaki ilişki temel olarak doğrusaldır ve güçlü yüksek sıcaklık direncine sahiptir.Çoğunlukla sıcaklık simülasyonu ölçümü için kullanılır;

Yarı iletken termistörler, alarmlar, yangından korunma sistemleri ve termal radyatör arama ve izleme gibi radyasyon tespiti için kullanılan tam tersidir.

# Termokupl tipi

Termokupl olarak da adlandırılan termokupl, en eski termoelektrik algılama cihazıdır ve çalışma prensibi piroelektrik etkidir.İki farklı iletken malzemeden oluşan bir bağlantı, bağlantı noktasında elektromotor kuvveti üretebilir.Termokuplun radyasyon alan ucuna sıcak uç, diğer ucuna da soğuk uç denir.Termoelektrik etki denilen şey, yani bu iki farklı iletken malzeme bir ilmeğe bağlanırsa, iki eklemdeki sıcaklık farklı olduğunda, ilmekte akım oluşacaktır.

Absorpsiyon katsayısını iyileştirmek için, termokuplun metal veya yarı iletken olabilen malzemesini oluşturmak için sıcak uca siyah altın folyo yerleştirilir.Yapı, bir çizgi veya şerit şeklinde bir varlık veya vakumlu biriktirme teknolojisi veya fotolitografi teknolojisi ile yapılan ince bir film olabilir.Varlık tipi termokupllar çoğunlukla sıcaklık ölçümü için kullanılır ve ince film tipi termokupllar (seri halinde birçok termokupldan oluşan) çoğunlukla radyasyonu ölçmek için kullanılır.

Termokupl tipi kızılötesi dedektörün zaman sabiti nispeten büyüktür, bu nedenle yanıt süresi nispeten uzundur ve dinamik özellikler nispeten zayıftır.Kuzey tarafındaki radyasyon değişiminin frekansı genellikle 10HZ'nin altında olmalıdır.Pratik uygulamalarda, kızılötesi radyasyonun yoğunluğunu algılamak için bir termopil oluşturmak üzere birkaç termokupl genellikle seri olarak bağlanır.

# Piroelektrik tipi

Piroelektrik kızılötesi dedektörler, polarizasyonlu piroelektrik kristallerden veya "ferroelektriklerden" yapılır.Piroelektrik kristal, merkezsel simetrik olmayan bir yapıya sahip bir tür piezoelektrik kristaldir.Doğal durumda, pozitif ve negatif yük merkezleri belirli yönlerde çakışmaz ve kristal yüzeyinde belirli miktarda polarize yükler oluşur, buna spontan polarizasyon denir.Kristal sıcaklığı değiştiğinde, kristalin pozitif ve negatif yüklerinin merkezinin kaymasına neden olabilir, bu nedenle yüzeydeki polarizasyon yükü buna göre değişir.Genellikle yüzeyi atmosferdeki yüzen yükleri yakalar ve elektriksel bir denge durumunu korur.Ferroelektriğin yüzeyi elektriksel dengede olduğunda, yüzeyinde kızılötesi ışınlar ışınlandığında, ferroelektriğin (tabaka) sıcaklığı hızla yükselir, polarizasyon yoğunluğu hızla düşer ve bağlı yük keskin bir şekilde azalır;yüzeydeki yüzen yük yavaşça değişirken.Dahili ferroelektrik gövdede herhangi bir değişiklik yoktur.

Sıcaklık değişiminin neden olduğu polarizasyon yoğunluğundaki değişiklikten yüzeydeki tekrar elektriksel denge durumuna çok kısa bir süre içinde, yükün bir kısmının salınmasına eşdeğer olan fazla yüzen yükler ferroelektrik yüzeyinde belirir.Bu olguya piroelektrik etki denir.Serbest yükün yüzeydeki bağlı yükü nötralize etmesi uzun zaman aldığından, birkaç saniyeden fazla sürer ve kristalin kendiliğinden polarizasyonunun gevşeme süresi çok kısadır, yaklaşık 10-12 saniyedir. piroelektrik kristal, hızlı sıcaklık değişikliklerine yanıt verebilir.

# Gaolai pnömatik tip

Gaz, belirli bir hacmi muhafaza etme koşulu altında kızılötesi radyasyonu emdiğinde, sıcaklık artacak ve basınç artacaktır.Basınç artışının büyüklüğü, emilen kızılötesi radyasyon gücü ile orantılıdır, dolayısıyla emilen kızılötesi radyasyon gücü ölçülebilir.Yukarıdaki prensiplere göre yapılan kızılötesi dedektörlere gaz dedektörleri denir ve Gao Lai tüpü tipik bir gaz dedektörüdür.

foton sensörü

Foton kızılötesi dedektörler, malzemelerin elektriksel özelliklerini değiştirmek için kızılötesi radyasyon ışınımı altında fotoelektrik etkiler üretmek için belirli yarı iletken malzemeleri kullanır.Elektriksel özelliklerdeki değişiklikler ölçülerek kızılötesi radyasyonun yoğunluğu belirlenebilir.Fotoelektrik etki ile yapılan kızılötesi dedektörlere topluca foton dedektörleri denir.Ana özellikleri, yüksek hassasiyet, hızlı tepki hızı ve yüksek tepki frekansıdır.Ancak genellikle düşük sıcaklıklarda çalışması gerekir ve algılama bandı nispeten dardır.

Foton dedektörü çalışma prensibine göre genel olarak harici fotodetektör ve dahili fotodetektör olarak ikiye ayrılabilir.Dahili fotodedektörler, fotoiletken dedektörler, fotovoltaik dedektörler ve fotomanyetoelektrik dedektörler olarak ayrılır.

# Harici fotodedektör (PE cihazı)

Belirli metallerin, metal oksitlerin veya yarı iletkenlerin yüzeyine ışık düştüğünde, foton enerjisi yeterince büyükse, yüzey elektronları yayabilir.Bu olgu toplu olarak, harici fotoelektrik etkiye ait olan fotoelektron emisyonu olarak adlandırılır.Fototüpler ve fotoçoğaltıcı tüpler bu tür foton detektörlerine aittir.Tepki hızı hızlıdır ve aynı zamanda fotoçoğaltıcı tüp ürünü, tek foton ölçümü için kullanılabilen çok yüksek bir kazanca sahiptir, ancak dalga boyu aralığı nispeten dardır ve en uzun olanı sadece 1700nm'dir.

# Foto iletken dedektör

Bir yarı iletken gelen fotonları emdiğinde, yarı iletkendeki bazı elektronlar ve delikler iletken olmayan bir durumdan elektriği iletebilen serbest bir duruma geçer ve böylece yarı iletkenin iletkenliği artar.Bu fenomene foto iletkenlik etkisi denir.Yarı iletkenlerin foto iletken etkisi ile yapılan kızılötesi dedektörlere foto iletken dedektörler denir.Şu anda, en yaygın kullanılan foton dedektörü türüdür.

# Fotovoltaik dedektör (PU cihazı)

Bazı yarı iletken malzeme yapılarının PN bağlantısında kızılötesi radyasyon ışınlandığında, PN bağlantısındaki elektrik alanının etkisi altında, P alanındaki serbest elektronlar N alanına hareket eder ve N alanındaki delikler hareket eder. P alanı.PN bağlantısı açıksa, PN bağlantısının her iki ucunda foto elektromotor kuvveti adı verilen ek bir elektrik potansiyeli üretilir.Foto elektromotor kuvvet etkisi kullanılarak yapılan dedektörlere fotovoltaik dedektörler veya bağlantı kızılötesi dedektörler denir.

# Optik manyetoelektrik dedektör

Numuneye yanal olarak bir manyetik alan uygulanır.Yarı iletken yüzey fotonları emdiğinde, üretilen elektronlar ve delikler gövdeye yayılır.Difüzyon işlemi sırasında, yanal manyetik alanın etkisi nedeniyle elektronlar ve delikler numunenin her iki ucuna kaydırılır.Her iki uç arasında potansiyel bir fark vardır.Bu fenomene opto-manyetoelektrik etki denir.Foto-manyetoelektrik etkiden yapılan dedektörlere foto-manyeto-elektrik dedektörler denir (PEM cihazları olarak anılır).