Bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối đều bức xạ năng lượng vào không gian dưới dạng ánh sáng hồng ngoại. Công nghệ cảm biến sử dụng bức xạ hồng ngoại để đo các đại lượng vật lý liên quan được gọi là công nghệ cảm biến hồng ngoại.
Công nghệ cảm biến hồng ngoại là một trong những công nghệ phát triển nhanh nhất trong những năm gần đây. Cảm biến hồng ngoại đã được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, thiên văn học, khí tượng học, quân sự, công nghiệp và dân dụng, v.v., đóng một vai trò quan trọng không thể thay thế. Về bản chất, hồng ngoại là một loại sóng bức xạ điện từ, có bước sóng trong khoảng từ 0,78m đến 1000m, do nằm ngoài vùng ánh sáng đỏ, nên được gọi là hồng ngoại. Bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối đều phát ra năng lượng dưới dạng ánh sáng hồng ngoại vào không gian. Công nghệ cảm biến sử dụng bức xạ hồng ngoại để đo các đại lượng vật lý liên quan được gọi là công nghệ cảm biến hồng ngoại.
Cảm biến hồng ngoại quang tử là một loại cảm biến hoạt động dựa trên hiệu ứng photon của bức xạ hồng ngoại. Hiệu ứng photon được hiểu là khi có tia hồng ngoại chiếu vào một số vật liệu bán dẫn, dòng photon trong bức xạ hồng ngoại tương tác với các electron trong vật liệu bán dẫn, làm thay đổi trạng thái năng lượng của electron, dẫn đến nhiều hiện tượng điện khác nhau. Bằng cách đo lường sự thay đổi tính chất điện tử của vật liệu bán dẫn, ta có thể biết được cường độ bức xạ hồng ngoại tương ứng. Các loại đầu dò photon chính bao gồm đầu dò quang bên trong, đầu dò quang bên ngoài, đầu dò hạt tải tự do, đầu dò giếng lượng tử QWIP, v.v. Đầu dò quang bên trong được chia thành loại quang dẫn, loại quang điện và loại quang từ điện. Các đặc điểm chính của đầu dò photon là độ nhạy cao, tốc độ phản hồi nhanh và tần số phản hồi cao, nhưng nhược điểm là dải phát hiện hẹp và thường hoạt động ở nhiệt độ thấp (để duy trì độ nhạy cao, người ta thường sử dụng nitơ lỏng hoặc làm lạnh nhiệt điện để làm mát đầu dò photon xuống nhiệt độ làm việc thấp hơn).
Thiết bị phân tích thành phần dựa trên công nghệ phổ hồng ngoại có các đặc tính xanh, nhanh, không phá hủy và trực tuyến, đồng thời là một trong những công nghệ phân tích công nghệ cao phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực hóa học phân tích. Nhiều phân tử khí được cấu tạo từ tảo cát và đa nguyên tử bất đối xứng có các dải hấp thụ tương ứng trong dải bức xạ hồng ngoại, và bước sóng và cường độ hấp thụ của các dải hấp thụ khác nhau do các phân tử khác nhau có trong vật thể được đo. Theo sự phân bố các dải hấp thụ của các phân tử khí khác nhau và cường độ hấp thụ, có thể xác định thành phần và hàm lượng các phân tử khí trong vật thể được đo. Máy phân tích khí hồng ngoại được sử dụng để chiếu xạ môi trường được đo bằng ánh sáng hồng ngoại và theo các đặc tính hấp thụ hồng ngoại của các môi trường phân tử khác nhau, sử dụng các đặc tính phổ hấp thụ hồng ngoại của khí, thông qua phân tích quang phổ để đạt được thành phần khí hoặc phân tích nồng độ.
Phổ chẩn đoán của hydroxyl, nước, cacbonat, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH và các liên kết phân tử khác có thể được thu được bằng cách chiếu xạ hồng ngoại vào vật thể mục tiêu, sau đó có thể đo và phân tích vị trí bước sóng, độ sâu và độ rộng của phổ để thu được loài, thành phần và tỷ lệ các nguyên tố kim loại chính. Nhờ đó, có thể thực hiện phân tích thành phần của môi trường rắn.
Thời gian đăng: 04-07-2023