Máy dò bức xạ hồng ngoại cung cấp nhiều lĩnh vực ứng dụng

Cập nhật: 2/2021/XNUMX

Đầu dò hồng ngoại của Hệ thống VIGO được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và nghiên cứu khoa học. Ví dụ chính ở đây là các ứng dụng liên quan đến quang phổ, kết hợp giám sát chất lượng không khí, thành phần khí thải, phát hiện các chất độc hại trong hệ thống phòng cháy chữa cháy và thực hiện phân tích hóa học – cũng như chẩn đoán bệnh hoặc kiểm soát mức phát thải khí nhà kính. Mỗi chất hấp thụ bức xạ điện từ theo cách riêng của nó. Hiện tượng này được sử dụng trong các cảm biến khí, ví dụ như trong các cảm biến NDIR phổ biến phát hiện carbon dioxide.

Tuy nhiên, các máy dò tương tự sử dụng bức xạ hồng ngoại có ứng dụng rộng rãi hơn nhiều. Trước hết, đây là những thiết bị kiểm tra chất lượng không khí và thành phần khí thải ra trong các nhà máy công nghiệp và phương tiện đốt trong. Tất nhiên, quang phổ hồng ngoại tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích các chất không màu và không mùi, đó là lý do tại sao nó cũng được sử dụng trong các hệ thống an ninh hiện đại. Ví dụ bao gồm ngành công nghiệp khí đốt (phát hiện rò rỉ) hoặc ngành khai thác mỏ, nơi máy dò hồng ngoại giúp phát hiện khí mê-tan và các hóa chất độc hại khác.

Phương pháp tương tự được sử dụng để kiểm soát chất lượng trong các nhà máy sản xuất chất tẩy rửa dạng nén và mỹ phẩm (chất khử mùi) – để kiểm tra xem lon có bị bung ra hay không. Việc phân tích được thực hiện bằng chùm tia laser hồng ngoại không chỉ giới hạn ở chất khí. Một trong những lĩnh vực ứng dụng còn là kiểm tra chất lượng nước (hệ thống cấp nước, nhà máy xử lý nước thải). Các giải pháp khác nhau, nhưng dựa trên những giả định giống nhau, có thể được tìm thấy trong y học (ví dụ: lấy mẫu máu mao mạch), vi sinh học, cũng như trong khí tượng học và khí hậu học. Máy dò hồng ngoại cũng là một yếu tố cơ bản của an ninh đường sắt hiện đại, nơi chúng giám sát độ bền của các bộ phận cơ khí.

Máy dò bức xạ hồng ngoại của công ty được sử dụng trong các lĩnh vực như ung thư, thiên văn học và thậm chí cả các chương trình của NASA. Quy trình sản xuất được sử dụng dựa trên phương pháp MOCVD (Lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại – lắng đọng Semiconductor các lớp từ hơi của các hợp chất hữu cơ kim loại). Quá trình này cho phép sản xuất các máy dò có độ chính xác tuyệt vời. Xác nhận tốt nhất về chất lượng của các mô-đun do nhà sản xuất cung cấp là việc sử dụng chúng trong các chương trình thám hiểm của NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Các máy dò do Hệ thống VIGO sản xuất hiện đang thăm dò Sao Hỏa. Chúng thuộc về các thiết bị trên tàu của tàu thám hiểm Curiosity của Mỹ và tàu đổ bộ Schiaparelli của châu Âu.

Gần đây, bạn có thể mua máy dò và mô-đun đo làm sẵn dựa trên máy dò với số lượng bất kỳ, bao gồm cả các mẫu cần thiết để tạo nguyên mẫu và xác minh các khái niệm hệ thống. Khả năng như vậy có được nhờ sự hợp tác giữa VIGO System và TME, theo đó nhà phân phối Lodz (Ba Lan) có thể bán máy dò hồng ngoại. Ưu đãi ban đầu sẽ bao gồm các mô-đun phát hiện hồng ngoại thu nhỏ, máy dò đa năng, máy dò tốc độ cao và mô-đun để sử dụng trong phòng thí nghiệm.

Dưới đây là một mẫu phân loại, bao gồm các mô-đun chuyên dụng và các giải pháp phổ quát được thiết kế để sử dụng trong nhiều ngành.

Máy dò hồng ngoại trong phòng thí nghiệm, mô-đun LabM I 10.6 dành cho các ứng dụng trong phòng thí nghiệm. Chúng được cấu hình bằng Phần mềm quản lý thông minh. Người dùng có thể thay đổi các thông số như mức tăng (lên tới 40dB), băng thông (1.5, 15, 100 MHz), kiểm soát nhiệt độ, v.v. Phạm vi phát hiện đầy đủ bao gồm bức xạ từ 2 đến 12μm. Nhờ có phổ rộng, mô-đun có thể được sử dụng để hiệu chỉnh bộ phát laser. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất mạch tích hợp, theo dõi lượng đường trong máu (bệnh tiểu đường) và nha khoa.

Giống như mô hình được mô tả ở trên, máy dò hồng ngoại băng thông trung bình, mẫu LabM I 6 được thiết kế chủ yếu cho công việc trong phòng thí nghiệm. Nó cũng có khả năng cấu hình chương trình. Sự khác biệt giữa các mô-đun chủ yếu là phạm vi phát hiện quang phổ, có tính chọn lọc hơn, bao gồm các bước sóng từ 3 đến 7.5μm, được định nghĩa là băng thông hồng ngoại trung bình, MWIR (Hồng ngoại sóng trung). Nó cũng đạt được băng thông lớn hơn (lên tới 200 MHz). Do đặc tính này, máy dò được sử dụng chủ yếu trong phân tích thành phần khí.

Mô-đun phát hiện hồng ngoại thu nhỏ, microM 10.6 là mô-đun máy dò thu nhỏ dành cho các ứng dụng có không gian hạn chế. Nó được đặc trưng bởi góc nhìn rộng (góc tới chùm tia có thể chấp nhận được) khoảng 85 độ. Không có tích hợp sẵn Vôn màn hình, không có tế bào làm mát (chỉ có bộ tiền khuếch đại hoạt động ở chế độ DC), cần được đưa vào thiết kế. Đây là sản phẩm có mục đích chung (hiệu chuẩn laser, đo CO2) hoạt động ở phổ rộng (khoảng 2–12μm), nhưng được tối ưu hóa cho băng thông 'hồng ngoại dài' (LWIR).

Máy dò đa năng UM 10.6 và UM I 10.6 có các thông số phát hiện tương tự như mô-đun microM-10.6. Giống như tất cả các sản phẩm của công ty, mô-đun này có cảm biến cửa sổ làm bằng kẽm selenua được phủ một lớp chống phản chiếu. Phổ truyền của cửa sổ làm bằng hợp chất này nằm trong khoảng từ 2 đến 22μm, hoàn toàn phù hợp với đặc tính của máy dò hồng ngoại. Mô-đun có giá đỡ (đối với lỗ ren M4), đầu nối nguồn (loại 2.5 đến 5.5V, 5VDC), đầu nối đầu ra (tín hiệu AC được cấp đến ổ cắm đồng trục SMA) và đầu nối để giám sát điện áp cung cấp cho bộ tiền khuếch đại (bắt buộc đối với một khoản bồi thường bù đắp chính xác). Một cặp nhiệt điện được trang bị bộ tản nhiệt và quạt (được cấp nguồn từ cùng nguồn với hệ thống máy dò) được sử dụng để làm mát mô-đun. Thiết kế toàn diện và nhỏ gọn này tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện và giảm chi phí lắp đặt.

Đầu dò hồng ngoại cực nhanh, UHSM 10.6, UHSM I 10.6, là đầu dò 1GHz được tối ưu hóa cho bức xạ 10.6μm. Nó được thiết kế để đo khoảng cách bằng laser (cũng như quét 3D) và đo giao thoa. Vì vậy, đây là giải pháp lý tưởng cho nhiều lĩnh vực từ truyền thông, kiểm soát chất lượng chính xác trong công nghiệp đến các ứng dụng khoa học. Đó là lý tưởng cho các ngành như đo lường, địa chấn, thiên văn học và hóa học. Các máy dò có tính đặc hiệu này được sử dụng trong quang phổ sử dụng hai lược quang (quang phổ lược kép).

Trong trường hợp của mẫu UHSM-I-10.6, các thông số và phạm vi quan tâm tương tự như các phiên bản trước. Máy dò quang điện được tích hợp với ống kính siêu nhỏ (chữ 'I' trong ký hiệu là viết tắt của 'ngâm'). Điều này giúp có thể thu được SNR cao với băng tần truyền 700 MHz và góc tới của chùm tia (từ 80 đến 36 độ).

Cấu trúc của mô-đun UM-I-6 tương tự như các sản phẩm được mô tả ở trên. Đặc điểm nổi bật của nó là tối ưu hóa bức xạ có bước sóng 6μm – khiến nó trở thành một biến thể phổ biến của máy dò phòng thí nghiệm LabM-I-6, lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp. Các thiết bị có thông số như vậy được sử dụng để giám sát quá trình khử nitrat khí thải (giảm lượng khí thải oxit nitơ) và phát hiện carbon monoxide và amoniac (chủ yếu trong lắp đặt làm mát công nghiệp).