Wie funktionieren IR-Sensoren?

Ein Infrarotsensor ist ein elektronisches Werkzeug, das zur Erkennung bestimmter Umgebungsmerkmale durch Aussenden und/oder Erkennen von Infrarotstrahlung dient. Infrarotsensoren können auch die von einem Objekt abgegebene Wärme messen und Bewegungen erkennen.

Infrarotwellen sind für das menschliche Auge nicht sichtbar. Im elektromagnetischen Spektrum liegt die Infrarotstrahlung zwischen dem sichtbaren und dem Mikrowellenbereich. Infrarotwellen haben typischerweise Wellenlängen im Bereich von 0,75 bis 1000 μm.

Der Wellenlängenbereich von 0,75 bis 3 μm wird als naher Infrarotbereich bezeichnet. Der Bereich zwischen 3 und 6 μm wird als Infrarot bezeichnet und Infrarotstrahlung, deren Wellenlänge größer als 6 μm ist, wird als Infrarot bezeichnet.

Infrarot-Technologie findet in vielen Produkten des täglichen Bedarfs Anwendung. Fernseher verwenden einen Infrarotdetektor, um die von einer Fernbedienung gesendeten Signale zu interpretieren. Zu den Hauptvorteilen von Infrarotsensoren gehören ihr geringer Strombedarf, ihre einfachen Schaltkreise und ihre tragbaren Eigenschaften.

Funktionsprinzip des Infrarotsensors: –

Alle Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (0 Kelvin) verfügen über Wärmeenergie und sind Quellen für Infrarotstrahlung.

Zu den Infrarotstrahlungsquellen gehören Schwarzkörperstrahler, Wolframlampen und Siliziumkarbid. Infrarotsensoren verwenden typischerweise Laser und Infrarot-LEDs mit bestimmten Wellenlängen als Quellen.

Für die Infrarotübertragung ist ein Übertragungsmedium erforderlich, das aus Vakuum, Atmosphäre oder Glasfaser bestehen kann.

Zur Umwandlung bzw. Fokussierung von Infrarotstrahlung werden optische Komponenten wie Quarzlinsen, CaF2, Ge und Si, Fresnel-Polyethylenlinsen sowie Al- oder Au-Spiegel verwendet. Zur Begrenzung der spektralen Empfindlichkeit können Bandbreitenfilter eingesetzt werden.

Zur Detektion der fokussierten Strahlung werden daher Infrarotdetektoren eingesetzt. Der Ausgang des Detektors ist im Allgemeinen sehr klein und daher sind Schaltungsvorverstärker erforderlich, um die empfangenen Signale weiterzuverarbeiten.

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