Fotoelektrik detektor nə edir?

Fotoelektrik Detektorlar Görünməz Dünyamızı necə gücləndirir

Heç düşünmüsünüzmü ki, smartfonunuz avtomatik olaraq parlaqlığı necə tənzimləyir, zavod maşınları uçan məhsulları “görür” və ya təhlükəsizlik sistemləri kiminsə yaxınlaşdığını bilir? Bu nailiyyətlərin arxasında görünməyən qəhrəman fotoelektrik detektordur - işığı hərəkətə keçə bilən zəkaya çevirən cihaz.

Beləliklə, NəTam olaraqFotoelektrik detektor işləyirmi?

Özündə fotoelektrik detektor elə bir cihazdır kiişıq siqnallarını (fotonları) elektrik siqnallarına (cari və ya gərginlik) çevirir. Onu kiçik bir tərcüməçi kimi düşünün, işıqdakı dəyişiklikləri - şüanın bloklanmasını, əks olunmasını və ya intensivliyinin dəyişməsini hiss edir və bu məlumatı dərhal maşınların, kompüterlərin və ya idarəetmə sistemlərinin başa düşə və hərəkət edə biləcəyi elektrik çıxışına çevirin. Bu əsas qabiliyyət, ilk növbədə, əsaslanırfotoelektrik effekt(müəyyən materiallara dəyən işıq elektronları boşaldır) saysız-hesabsız tətbiqlər üçün onları inanılmaz dərəcədə çox yönlü “gözlər” edir.

Bu "İşıq Sensorları" Əslində Necə İşləyir?

Əksər fotoelektrik detektorlar üç əsas hissədən ibarətdir:

1. İşıq mənbəyi (emitent):Tipik olaraq bir LED (görünən qırmızı, yaşıl və ya infraqırmızı) və ya bir lazer diod, fokuslanmış bir işıq şüası göndərir.
2. Qəbul edən:Adətən, yayılan işığı aşkar etmək və onun mövcudluğunu, yoxluğunu və ya intensivliyindəki dəyişikliyi elektrik cərəyanına çevirmək üçün diqqətlə hazırlanmış bir fotodiod və ya fototransistor.
3. Aşkarlama dövrəsi:Qəbuledicinin siqnalını emal edən, səs-küyü süzən və təmiz, etibarlı çıxışı işə salan beyinlər (məsələn, açarı yandırmaq/söndürmək və ya məlumat siqnalı göndərmək).

Onlar müxtəlif “görmə” üsullarından istifadə edərək obyektləri və ya dəyişiklikləri aşkar edirlər:

• Şüa vasitəsilə (ötürmə):Emitent və qəbuledici üz-üzədir. Bir obyekt aşkar edildikdəbloklarişıq şüası. Ən uzun məsafəni (10+ metr) və ən yüksək etibarlılığı təklif edir.
• Retrorefektiv:Emitent və qəbuledici eyni bölmədə, xüsusi reflektorla üz-üzədir. Bir obyekt aşkar edildikdəqırılırəks olunan şüa. Şüadan daha asan hizalanma, lakin çox parlaq obyektlər tərəfindən aldanıla bilər.
• Diffuz Yansıtıcı:Emitent və qəbuledici eyni bölmədədir, hədəfə doğru işarə edir. Obyekt olduğu zaman aşkar edilirəks etdirirburaxılan işıq qəbulediciyə qaytarılır. Ayrı bir reflektora ehtiyac yoxdur, lakin aşkarlama obyektin səthindən asılıdır.
• Fonun Yatırılması (BGS):Daha ağıllı diffuz tip. Trianqulyasiyadan istifadə edərəkyalnızmüəyyən, əvvəlcədən təyin edilmiş məsafə aralığında obyektləri aşkar edir, ondan kənarda və ya hədəfin arxasına çox yaxın olan heç bir şeyə məhəl qoymur.

Niyə onlar hər yerdədirlər? Əsas Üstünlüklər:

Fotoelektrik detektorlar bir çox hissetmə işlərində üstünlük təşkil edir, çünki onlar unikal üstünlüklər təklif edirlər:

• Kontaktsız Algılama:Onların obyektə toxunmasına ehtiyac yoxdur, həm sensorun, həm də incə əşyaların aşınmasının qarşısını alır.
• Uzun Aşkarlama Aralığı:Xüsusilə induktiv və ya kapasitiv sensorları çox üstələyən şüa tipləri.
• İldırım Sürətli Cavab:Elektron komponentlər mikrosaniyələrdə reaksiya verir, yüksək sürətli istehsal xətləri üçün mükəmməldir.
• Material aqnostik:Virtual olaraq aşkar edinhər şey– metal, plastik, şüşə, ağac, maye, karton – yalnız metalı hiss edən induktiv sensorlardan fərqli olaraq.
• Kiçik Obyektin Aşkarlanması və Yüksək Rezolyusiya:Kiçik hissələri və ya dəqiq mövqeləri hiss edə bilir.
• Rəng və Kontrast Ayrı-seçkilik:Müəyyən işıq dalğa uzunluqlarını əks etdirmə və ya udma üsulu əsasında obyektləri fərqləndirə bilir.

Onları Fəaliyyətdə Harada Tapacaqsınız (Real-Dünya Təsiri):

Tətbiqlər genişdir və demək olar ki, hər sənaye sahəsinə toxunur:

• Sənaye avtomatlaşdırması (güc mərkəzi):Konveyerlərdə məhsulların sayılması, şüşə qapaqlarının açıq olduğunun yoxlanılması, etiketlərin aşkarlanması, robot qolların yerləşdirilməsi, qablaşdırmanın doldurulmasının təmin edilməsi, montaj xətlərinin monitorinqi. Onlar müasir istehsal səmərəliliyinin əsasını təşkil edir.
• Təhlükəsizlik və Girişə Nəzarət:Avtomatik qapı sensorları, müdaxilənin aşkarlanması şüaları, insan sayma sistemləri.
• İstehlak Elektronikası:Smartfonun ətraf işığı sensorları, televizorun uzaqdan idarəetmə qəbulediciləri, optik siçanlar.
• Avtomobil:Avtomatik sileceklər üçün yağış sensorları, təhlükəsizlik sistemlərində maneələrin aşkarlanması, faraların idarə edilməsi.
• Səhiyyə:Kritik komponentlərtüstü detektorlarıhava nümunələrinin təhlili,nəbz oksimetrləriqan oksigeninin ölçülməsi, qabaqcıl CT skanerləri kimi tibbi görüntüləmə avadanlıqları.
• Əlaqələr:Fiber optik şəbəkələr işıq impulslarını elektrik məlumat siqnallarına çevirmək üçün fotodetektorlara əsaslanır.
• Enerji:Günəş işığını elektrik enerjisinə çevirən günəş batareyaları (bir növ fotovoltaik detektor).

Gələcək parlaqdır: Növbəti nə var?

Fotoelektrik detektor texnologiyası yerində dayanmır. Ən qabaqcıl irəliləyişlər sərhədləri aşır:

• Həddindən artıq miniatürləşdirmə:Hibrid nanoliflər və silikon nanotellər kimi nanomateriallardan istifadə edərək kiçik, rəngə həssas detektorların inkişafı.
• Təkmil Performans:2D/3D heterostruktur materialları (MoS2/GaAs, Graphene/Si kimi) ultra-yüksək sürətli, ultra həssas detektorları, hətta çətin UV işığı üçün də imkan verir.
• Daha Ağıllı Funksionallıq:Daha zəngin məlumat əldə etmək üçün daxili spektral analiz (hiperspektral görüntüləmə) və ya qütbləşmə həssaslığı olan detektorlar.
• Daha geniş tətbiqlər:Tibbi diaqnostika, ətraf mühitin monitorinqi, kvant hesablamaları və yeni nəsil displeylərdə yeni imkanların işə salınması.

Bazar bumu: Tələbin əks etdirilməsi

Avtomatlaşdırma və ağıllı texnologiyalarda sürətli artım birbaşa fotoelektrik detektor bazarını gücləndirir. Qiymətləndirilib2022-ci ildə 1,69 milyard dollar, onun heyrətamiz səviyyəyə yüksələcəyi proqnozlaşdırılır2032-ci ilə qədər 4,47 milyard ABŞ dolları, möhkəm 10,2% CAGR ilə böyüyəcək. TheAsiya-Sakit okean regionu, kütləvi istehsalın avtomatlaşdırılması və elektronika istehsalı ilə idarə olunan, bu yükün aparıcısıdır. Hamamatsu, OSRAM və LiteON kimi əsas oyunçular bu artan tələbi qarşılamaq üçün davamlı olaraq yeniliklər edir.