इन्फ्रारेड सिद्धांत और एलईडी प्रकाश व्यवस्था का उपयोग

इन्फ्रारेड सिद्धांत और एलईडी प्रकाश व्यवस्था का उपयोग

अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी

वह प्रकाश जिसे लोग नग्न आंखों से देख सकते हैं, दृश्य प्रकाश कहलाते हैं, और दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य 380-750nm है। छोटे से लंबे समय तक दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का क्रम बैंगनी प्रकाश → नीला प्रकाश → सियान प्रकाश → हरा प्रकाश → पीला प्रकाश → नारंगी प्रकाश → लाल प्रकाश है। लाल प्रकाश की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश को अवरक्त प्रकाश या अवरक्त प्रकाश (इन्फ्रारेड) कहा जाता है। इन्फ्रारेड लाइट वह प्रकाश है जिसे लोग नग्न आंखों से नहीं देख सकते हैं।

प्रकाश के भाग का तरंगदैर्घ्य वितरण इस प्रकार है:

वायलेट लाइट (O.40～0.43μm); नीली रोशनी (0.43～0.47μm); सियान लाइट (0.47～0.50μm); हरी बत्ती (0.50～0.56μm); पीली रोशनी (0.56～0.59μm); नारंगी प्रकाश ( 0.59～0.62μm); लाल बत्ती (0.62～0.76μm); अवरक्त (0.76～1000μm); अवरक्त प्रकाश में विभाजित किया जा सकता है:

1. निकट-अवरक्त (760～3000nm); 2. मध्य-अवरक्त (3000～60000rim); 3. सुदूर अवरक्त (6000～150000nm)।

प्रकृति में तापमान वाली कोई भी वस्तु अवरक्त किरणों को विकीर्ण करेगी, लेकिन विकिरणित अवरक्त किरणों की तरंग दैर्ध्य भिन्न होती है। प्रयोगों के अनुसार, मानव शरीर द्वारा विकिरणित अवरक्त (ऊर्जा) तरंग दैर्ध्य मुख्य रूप से लगभग 10,000 एनएम पर केंद्रित होते हैं। मानव शरीर की अवरक्त तरंग दैर्ध्य की विशेषताओं के अनुसार, यदि एक डिटेक्शन डिवाइस का उपयोग किया जाता है, तो मानव शरीर द्वारा विकिरणित अवरक्त का पता लगाया जा सकता है और अन्य अनावश्यक प्रकाश तरंगों को हटाया जा सकता है।

मानव गतिविधि की जानकारी का पता लगाने का उद्देश्य प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, मानव शरीर की अवरक्त किरणों का पता लगाने वाला एक सेंसर उत्पाद दिखाई दिया। मानव शरीर का इन्फ्रारेड सेंसर पायरोइलेक्ट्रिकिटी के सिद्धांत के अनुसार बनाया गया है।

पायरोइलेक्ट्रिक सिद्धांत

मानव शरीर इन्फ्रारेड सेंसर पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत का उपयोग करके बनाया गया एक प्रकार का संवेदन उत्पाद है। पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव क्या है? यह एक ऐसी घटना है जिसमें तापमान में परिवर्तन के कारण विद्युत आवेश उत्पन्न होते हैं।

स्पष्ट रूप से स्पष्ट करने के लिए पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी प्रकट होता है। एक आरेख के साथ चित्रण करें।

चित्र 1 तापमान परिवर्तन वक्र का एक योजनाबद्ध आरेख है: चित्र 2 तापमान परिवर्तन के कारण सेंसर सतह आवेश परिवर्तन अवस्था वक्र का एक योजनाबद्ध आरेख है; चित्रा 3 एक सेंसर सतह चार्ज परिवर्तन के कारण वोल्टेज परिवर्तन आउटपुट वक्र का एक योजनाबद्ध आरेख है।

चित्र 1 के प्रारंभिक चरण (टी) में, पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड सेंसर का तापमान इन्फ्रारेड विकिरण के बिना नहीं बदलता है, सेंसर की सतह पर चार्ज एक तटस्थ स्थिति में होता है, और सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रॉन बराबर होते हैं (ए ) इस समय, सेंसर का कोई आउटपुट (0) नहीं है। चित्र l दूसरा चरण (T+△T), जब तापमान में परिवर्तन होता है। मानव शरीर के अवरक्त विकिरण के तहत, यदि पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड सेंसर का तापमान △T से बढ़ जाता है, तो सेंसर की सतह पर चार्ज तदनुसार बदल जाएगा जैसा कि चित्र 2(बी)में दिखाया गया है। यदि तापमान परिवर्तन △T है, तो संबंधित आवेश परिवर्तन V परिवर्तन उत्पन्न करेगा। इसलिए, सेंसर △V आउटपुट करता है। जैसे-जैसे समय बीतता जाएगा, सेंसर की सतह हवा में आयनों को फिर से सोख लेगी और एक दूसरे को रद्द करके तटस्थ अवस्था में पहुंच जाएगी जैसा कि चित्र 2c में दिखाया गया है। इस समय, सेंसर बिना आउटपुट (O) पर वापस आ जाता है। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।

जब तापमान गिरता है, तो तापमान अपनी मूल स्थिति (T) में वापस आ जाता है, और इसकी मुक्त ध्रुवीकरण अवस्था चित्र 2Dमें दिखाई जाती है। चूंकि तापमान में कमी और परिवर्तन (अपेक्षाकृत बोलने) की प्रक्रिया तापमान वृद्धि के विपरीत है, सेंसर की सतह पर चार्ज की परिवर्तन प्रक्रिया बढ़ने पर परिवर्तन प्रक्रिया के ठीक विपरीत होती है, जो एक उलटा प्रक्रिया है।

इसलिए, सेंसर का आउटपुट सिग्नल एक △V है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। उसी तरह, जैसे-जैसे समय बीतता है, सेंसर की सतह हवा में आयनों को फिर से सोख लेगी, और सेंसर का आउटपुट सिग्नल फिर से शून्य हो जाएगा।

मानव गतिविधि की जानकारी को समझने की पूरी प्रक्रिया के लिए सेंसर [जीजी] # 39; का आउटपुट सिग्नल चित्रा 3 में दिखाया गया है। सेंसर आउटपुट आरेख से यह देखना मुश्किल नहीं है कि सेंसर की कार्रवाई से मानव गतिविधियों के लिए सिग्नल आउटपुट एक पूर्ण तरंग है। प्रयोग में। यदि संकेत एक एम्पलीफायर द्वारा बढ़ाया जाता है, और फिर एक आस्टसीलस्कप के साथ देखा जाता है, तो यह एक सकारात्मक नाड़ी और एक नकारात्मक नाड़ी होगी। दूसरे शब्दों में, सेंसर आउटपुट द्वारा महसूस किया गया एक आंदोलन संकेत पूर्ण एल हर्ट्ज पल्स सिग्नल के समान होता है।

अवरक्त संवेदक

पाइरोइलेक्ट्रिक सेंसर में, अतीत में एक-तत्व सेंसर का उपयोग किया जाता था। चूंकि एक-तत्व सेंसर भटका हुआ प्रकाश जैसे कारकों से अधिक प्रभावित होता है, इसलिए अनुप्रयोग प्रभाव अपेक्षाकृत खराब होता है। इसलिए, दोहरे तत्व संवेदन इकाइयाँ अब आमतौर पर उपयोग की जाती हैं। इस प्रकार के सेंसर के निम्नलिखित फायदे हैं:

1. इसमें उच्च संवेदनशीलता की विशेषताएं हैं।

2. दो यूनिट डिवाइस रिवर्स में जुड़े हुए हैं। इसलिए, एक ही समय में इन्फ्रारेड किरण इनपुट एक दूसरे को रद्द कर देगा, और कोई आउटपुट नहीं है। यह बाहरी आवारा प्रकाश, पर्यावरणीय तापमान परिवर्तन और बाहरी कंपन प्रभावों की स्थिरता को बढ़ाता है (चित्र 5 देखें)।

पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड सेंसर के अत्यधिक उच्च इनपुट प्रतिबाधा के कारण, शोर को पेश करना बहुत आसान है।

इसलिए, सेंसर पर विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण उपचार करना आवश्यक है, इसलिए धातु पैकेज को अपनाया जाता है और शेल को ग्राउंड किया जाता है। इस तरह, अव्यवस्था के शोर को परिरक्षित करने का उद्देश्य प्राप्त किया जा सकता है।

प्रकृति में, सभी वस्तुओं द्वारा विकिरित ऊष्मा ऊर्जा उनके अपने तापमान के समानुपाती होती है। किसी वस्तु का तापमान जितना अधिक होता है, उसकी विकिरणित ऊष्मा ऊर्जा की चरम तरंग दैर्ध्य उतनी ही कम होती है। 36-37 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाला एक मानव शरीर लगभग 900-1000 एनएम की चरम गर्मी ऊर्जा के साथ अवरक्त किरणों को विकिरण करता है। इसलिए, मानव शरीर की उपस्थिति या अनुपस्थिति का पता एक पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड सेंसर द्वारा लगाया जा सकता है।

मानव शरीर की उपस्थिति या अनुपस्थिति की निगरानी की प्रक्रिया में सूर्य के प्रकाश और प्रकाश रोशनी के प्रभाव से बचने के लिए, आमतौर पर पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड सेंसर की सतह पर एक फिल्टर जोड़ा जाता है। साथ ही, क्योंकि मानव शरीर धीरे-धीरे चलता है, उच्च दक्षता लेना भी जरूरी है, फ्रेस्नेल लेंस और अन्य सहायक उपकरण उपयोग की वास्तविक जरूरतों को पूरा कर सकते हैं।