একটি মাইক্রোবোলোমিটার (আইআর ক্যামেরা) কীভাবে কাজ করে?

Question

আমি বর্তমানে একটি প্রকল্প করছি যা আমাকে আইআর ক্যামেরার সাথে আমার প্রথম মুখোমুখি করতে পরিচালিত করেছে এবং তারা কীভাবে কাজ করে তা সম্পর্কে আমি বেশ কৌতূহল বোধ করছি। বিশেষত, আমি নিম্নলিখিত জানতে চাই

1. তাপ কীভাবে বৈদ্যুতিক সংকেতে (বর্তমান বা ভোল্টেজ) রূপান্তরিত হয়?
2. কেমন আছে ভুতুড়ে ব্যান্ডউইথ একটি আইআর ক্যামেরা এত ভাল সংজ্ঞায়িত?
3. রঙিন ভিডিও ক্যামেরার চেয়ে আইআর ক্যামেরা কেন এত বেশি ব্যয়বহুল? (রঙিন ক্যামেরায় আইআর দমনকারী রয়েছে, তাই না?)
4. 'নিয়মিত' আইআর ক্যামেরা কীভাবে রেডিওমেট্রিক ক্যামেরার থেকে আলাদা?
5. আইআর ক্যামেরা যে 400 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড পর্যন্ত তাপমাত্রা সনাক্ত করতে পারে তার তুলনায় 1000 ° C তাপমাত্রা সনাক্ত করতে পারে এমন আইআর ক্যামেরাগুলির মধ্যে পার্থক্য কী?

Answer 1

আপনার প্রশ্নে প্রচুর প্রশ্ন রয়েছে এবং এটি সম্ভবত একাধিক বিভিন্ন প্রশ্নে বিভক্ত হওয়া উচিত। আমি এটি না হওয়া পর্যন্ত অপেক্ষা করতে চাই না যদিও আমি যেগুলির উত্তরগুলি জানি সেগুলিকে আমি সম্বোধন করব।

1. তাপ কীভাবে বৈদ্যুতিক সংকেতে (বর্তমান বা ভোল্টেজ) রূপান্তরিত হয়?

একজন microbolometer শুধু একটি একটি বিশেষ ক্ষেত্রে দেখা যায় বিকিরণ-পরিমাপক যন্ত্র যা একটি উপাদান যার প্রতিরোধের তার তাপমাত্রা খুবই সংবেদনশীল রয়েছে। ইভেন্ট ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক (ইএম) বিকিরণ থেকে গরম করার ফলে প্রতিরোধের পরিবর্তনটি আপনি ভোল্টমিটারে যা পাবেন তার অনুরূপ একটি সার্কিট দ্বারা পড়তে হবে। এই ডিভাইসগুলি অবিশ্বাস্যভাবে স্বল্প পরিমাণে পাওয়ারের প্রতি সংবেদনশীল হতে ডিজাইন করা যেতে পারে এবং সাধারণত উচ্চ গতিশীল পরিসীমাও থাকে। বেশী আমি লেজার শিল্পে ব্যবহার করেছি 10 মেগাওয়াট থেকে 100 ওয়াট, 10 একটি গতিশীল পরিসীমা সব পথ সংবেদনশীল ⁴ ।

2. কোনও ক্যামেরার বর্ণাল ব্যান্ডউইথকে এত ভাল সংজ্ঞা দেওয়া হয়নি কীভাবে?

বলোমিটারগুলি অবিশ্বাস্যভাবে প্রশস্ত বর্ণালী ব্যান্ডউইদথগুলির জন্য পরিচিত। যেহেতু ডিভাইসটি ইএম রেডিয়েশনের দ্বারা জমা হওয়া তাপটি পরিমাপ করে, তাই সনাক্তকরণ উপাদানের ব্যান্ডউইথ নিজেই (সাধারণত নিরাকার সিলিকন বা ভ্যানডিয়াম অক্সাইড ) সংশ্লেষিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয়। মাইক্রোবোলোমিটার ডিটেক্টরগুলির ব্যান্ডউইথকে অবশ্যই বাহ্যিক অপটিক্স দিয়ে সংজ্ঞায়িত করা উচিত যা অন্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে প্রত্যাখ্যান করে বা শোষণ করে। আমার অনুমানটি হ'ল তারা আবিষ্কারক পৃষ্ঠের সামনে একটি শোষণকারী আইআর ব্যান্ডপাস ফিল্টার ব্যবহার করে ।

3. রঙিন ভিডিও ক্যামেরার চেয়ে আইআর ক্যামেরা কেন এত বেশি ব্যয়বহুল? (রঙিন ক্যামেরায় আইআর দমনকারী রয়েছে, তাই না?)

আমি ঠিক জানি না, কিন্তু এই জিনিস তৈয়ার করার ক্ষমতা গণহারে শুধুমাত্র যখন গত কয়েক বছর সম্ভব হয়ে ওঠে চার্জ-কাপলড ডিভাইস (সিসিডি) ডিটেক্টর 1980 সাল থেকে ব্যাপক উৎপাদন হয়েছে। আপনি সঠিক যে সিসিডি ডিটেক্টরগুলি একটি আইআর ফিল্টার অন্তর্ভুক্ত করে তবে অন্তর্নিহিত উপকরণগুলি কেবলমাত্র 1-2 ডলারে সংবেদনশীল হয় তাই তারা মাইক্রোবোলোমিটারের মতো গভীর আইআর তে কাজ করে না।

5. আইআর ক্যামেরা যে 400 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড পর্যন্ত তাপমাত্রা সনাক্ত করতে পারে তার তুলনায় 1000 ° C তাপমাত্রা সনাক্ত করতে পারে এমন আইআর ক্যামেরাগুলির মধ্যে পার্থক্য কী?

সমস্ত উষ্ণ সংস্থা ইএম বর্ণালী এর সম্পূর্ণ পরিসীমা জুড়ে বিকিরণ নির্গত করে। প্রদত্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যে নির্গত বিকিরণের বর্ণাল সামগ্রীটি প্ল্যাঙ্কের ব্ল্যাকবডি বাঁক (নীচে দেখানো) দ্বারা প্রায় দেওয়া হয়েছিল । এই বক্ররেখার অন্যতম প্রধান বৈশিষ্ট্য হ'ল নির্গত বিকিরণের শিখরটি নিম্ন তাপমাত্রার সাথে দীর্ঘতর তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের দিকে সরে যায়। নির্গত বিকিরণের শিখরটি আইন দ্বারা দেওয়া হয় যা which is

$$\lambda_{max}=\frac{b}{T}$$ $b$$b=2.8977721\cdot10^{3}\:\mathrm{m*K}$$T$$\lambda_{1000}=2.3\ \mu \text{m}$$\lambda_{400}=4.3\ \mu\text{m}$