مرحبًا يا من هناك! باعتباري أحد موردي أجهزة الاستشعار، فإنني متحمس جدًا لتوضيح كيفية عمل مستشعر الأشعة تحت الحمراء. تعد أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء أدوات رائعة جدًا يتم استخدامها في مجموعة كاملة من التطبيقات المختلفة، بدءًا من أنظمة أمان المنزل وحتى الأتمتة الصناعية. لذلك، دعونا نتعمق ونستكشف خصوصيات وعموميات هذه الأجهزة الأنيقة.
بداية، ما هو ضوء الأشعة تحت الحمراء بالضبط؟ حسنًا، ضوء الأشعة تحت الحمراء هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي له طول موجي أطول من الضوء المرئي. وهي غير مرئية للعين البشرية، ولكن يمكننا أن نشعر بها على شكل حرارة. هل تعلم عندما تقف أمام النار وتشعر بالدفء على بشرتك؟ هذا هو الأشعة تحت الحمراء في العمل.
تم تصميم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء للكشف عن هذه الأشعة تحت الحمراء. ويمكن استخدامها لقياس درجة الحرارة، واكتشاف الحركة، وحتى التعرف على الأشياء. هناك نوعان رئيسيان من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء: النشطة والسلبية.
أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء النشطة
تعمل مستشعرات الأشعة تحت الحمراء النشطة عن طريق إصدار ضوء الأشعة تحت الحمراء ثم قياس انعكاس هذا الضوء عن الجسم. تحتوي هذه المستشعرات عادةً على مصباح LED يعمل بالأشعة تحت الحمراء (الصمام الثنائي الباعث للضوء) الذي ينبعث منه ضوء الأشعة تحت الحمراء وكاشف ضوئي يقيس الضوء المنعكس.
لنفترض أن لديك مستشعرًا نشطًا للأشعة تحت الحمراء مثبتًا في جهاز فتح باب الجراج الخاص بك. عندما تضغط على الزر لفتح الباب، يصدر المستشعر شعاعًا من ضوء الأشعة تحت الحمراء. إذا كان هناك جسم ما في مسار الشعاع، فسوف ينعكس الضوء عن الجسم ويعود إلى المستشعر. يقوم الكاشف الضوئي بعد ذلك بقياس شدة الضوء المنعكس. إذا تغيرت الشدة، فهذا يعني أن هناك جسمًا ما في الطريق، وسيتوقف باب الجراج عن الإغلاق لمنعه من الاصطدام بالجسم.
تُستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء النشطة بشكل شائع في أنظمة الأمان والأبواب الأوتوماتيكية وأجهزة استشعار القرب. إنها رائعة لاكتشاف وجود الأشياء في منطقة معينة.
أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية
من ناحية أخرى، لا تبعث أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية أي ضوء بالأشعة تحت الحمراء. وبدلاً من ذلك، فإنها تكتشف الأشعة تحت الحمراء المنبعثة بشكل طبيعي من الأجسام. جميع الأجسام التي تزيد درجة حرارتها عن الصفر المطلق (-273.15 درجة مئوية) تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء. تعتمد كمية الإشعاع المنبعث على درجة حرارة الجسم.
تحتوي أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية على كاشف خاص يسمى كاشف كهربي حراري. يتكون هذا الكاشف من مادة تولد شحنة كهربائية عندما تتعرض للأشعة تحت الحمراء. عندما يتحرك جسم ما داخل مجال رؤية المستشعر، تتغير كمية الأشعة تحت الحمراء التي تصل إلى الكاشف، ويقوم الكاشف بتوليد إشارة كهربائية.
تتم بعد ذلك معالجة هذه الإشارة الكهربائية بواسطة إلكترونيات المستشعر لتحديد ما إذا كان هناك تغيير في الأشعة تحت الحمراء. إذا كان الأمر كذلك، فيمكن للمستشعر إطلاق إنذار أو تنفيذ بعض الإجراءات الأخرى. تُستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية بشكل شائع في أجهزة كشف الحركة وأجهزة الإنذار ضد السرقة وأنظمة إدارة الطاقة.
كيف يتم صنع أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء
الآن بعد أن عرفنا كيف تعمل أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، دعونا نلقي نظرة على كيفية صنعها. تُصنع أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء عادة باستخدام مواد شبه موصلة، مثل السيليكون أو الجرمانيوم. تتمتع هذه المواد بخصائص خاصة تسمح لها بالكشف عن الأشعة تحت الحمراء.
الخطوة الأولى في صنع مستشعر الأشعة تحت الحمراء هي إنشاء رقاقة شبه موصلة. تتم بعد ذلك معالجة هذه الرقاقة باستخدام سلسلة من خطوات الطباعة الحجرية الضوئية والحفر لإنشاء دوائر المستشعر. تشتمل الدوائر على كاشف الأشعة تحت الحمراء ومكبر الصوت ومكونات معالجة الإشارات.
بمجرد إنشاء الدوائر، يتم تعبئة المستشعر في غلاف واقي. تم تصميم الغلاف لحماية المستشعر من العوامل البيئية، مثل الغبار والرطوبة وتغيرات درجات الحرارة. يحتوي الغلاف أيضًا على نافذة تسمح للأشعة تحت الحمراء بالمرور إلى الكاشف.
تطبيقات أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء
أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. فيما يلي بعض التطبيقات الأكثر شيوعًا:
أتمتة المنزل
تُستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء في أنظمة التشغيل الآلي للمنزل للتحكم في الإضاءة والتدفئة والتبريد. على سبيل المثال، يمكن استخدام مستشعر الحركة لتشغيل الأضواء عندما يدخل شخص ما إلى الغرفة وإطفائها عند مغادرتها. يمكن أيضًا استخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء للكشف عن وجود الأشخاص في الغرفة وضبط درجة الحرارة وفقًا لذلك.
أنظمة الأمن
تعد أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء مكونًا رئيسيًا لأنظمة الأمان. يمكن استخدامها لاكتشاف الحركة وإطلاق إنذار في حالة اكتشاف دخيل. تُستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية بشكل شائع في أجهزة إنذار ضد السرقة، بينما يمكن استخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء النشطة لإنشاء محيط حول الممتلكات.
الأتمتة الصناعية
تُستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء في الأتمتة الصناعية لرصد العمليات والتحكم فيها. على سبيل المثال، يمكن استخدامها لقياس درجة حرارة الفرن أو مستوى السائل في الخزان. يمكن أيضًا استخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء للكشف عن وجود الأشياء على الحزام الناقل والتحكم في سرعة الحزام وفقًا لذلك.
التطبيقات الطبية
تستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء في التطبيقات الطبية لقياس درجة حرارة الجسم. يمكن استخدامها في موازين الحرارة وكاميرات الأشعة تحت الحمراء والأجهزة الطبية الأخرى. تُستخدم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء أيضًا في الإجراءات الطبية غير الجراحية، مثل قياس مستويات الأكسجين في الدم.
منتجاتنا الاستشعارية
كمورد لأجهزة الاستشعار، نحن نقدم مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء، فضلا عن أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار. لدينامحول الجهد العاليالتي تم تصميمها لقياس الفولتية العالية بدقة. ملكنامحول التيار الكهربائييمكن قياس التيار الكهربائي بدقة عالية. ولديناالاستشعار المختلطيجمع بين وظائف الاستشعار المتعددة في جهاز واحد، مما يوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات.
إذا كنت في السوق لأجهزة الاستشعار، سواء كانت أجهزة استشعار تعمل بالأشعة تحت الحمراء أو أنواع أخرى، فنحن نحب أن نسمع منك. لدينا فريق من الخبراء الذين يمكنهم مساعدتك في اختيار أجهزة الاستشعار المناسبة لاحتياجاتك الخاصة. اتصل بنا لبدء مناقشة الشراء، ودعنا نعمل معًا للعثور على أفضل حلول أجهزة الاستشعار لمشاريعك.
مراجع
- "أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء: المبادئ والتصميم والتطبيقات" بقلم جي آي هانز
- "دليل أجهزة الاستشعار والمحركات" الذي حرره أندرياس هيرلمان وجونتر واتشوتكا
