عدسة فرينل المستخدمة في نظام استشعار الأشعة تحت الحمراء
يمكن تقسيم أنظمة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء إلى خمس فئات حسب وظائفها. وهي أنظمة قياس تستخدم الأشعة تحت الحمراء كوسط. ووفقًا لآلية الكشف، يمكن تقسيمها إلى كاشفات فوتونية وكواشف حرارية. وقد استُخدمت تقنية الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا الحديثة، والدفاع الوطني، والصناعة، والزراعة، وغيرها.
لقد تطورت تقنية الأشعة تحت الحمراء حتى يومنا هذا وهي معروفة جيدًا للجميع. وقد تم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع في التكنولوجيا الحديثة وتكنولوجيا الدفاع الوطني والتكنولوجيا الصناعية والزراعية وغيرها من المجالات. نظام استشعار الأشعة تحت الحمراء هو نظام قياس باستخدام الأشعة تحت الحمراء كوسيلة، والتي يمكن تقسيمها إلى خمس فئات من الوظائف: (1) مقياس الإشعاع، المستخدم لقياس الإشعاع والطيف؛ (2) نظام البحث والتتبع، المستخدم للبحث عن هدف الأشعة تحت الحمراء وتتبعه وتحديد موقعه المكاني وتتبع حركته؛ (3) نظام التصوير الحراري، يمكنه إنتاج صورة توزيع الإشعاع تحت الأحمر للهدف بأكمله؛ (4) نظام تحديد المدى والاتصالات بالأشعة تحت الحمراء؛ (5) يشير النظام الهجين إلى مزيج من اثنين أو أكثر من الأنظمة المختلفة المذكورة أعلاه.
نظام استشعار الأشعة تحت الحمراء
إنه مصنوع بشكل أساسي من مادة ذات معامل حراري عالي، مثل سيراميك تيتانات الزركونيوم الرصاصي، وتانتالات الليثيوم، وكبريتات التيتانيوم الثلاثية، وما إلى ذلك. يتم تصنيع عنصر الكشف بحجم 2 × 1 مم. يتم تثبيت واحد أو اثنين في كل كاشف. يتم توصيل عنصر الكشف على التوالي مع عنصري الكشف في القطبية العكسية لقمع التداخل الناتج عن ارتفاع درجة حرارته. يحول عنصر الكشف الأشعة تحت الحمراء المكتشفة والمستقبلة إلى إشارة جهد ضعيفة، والتي يتم تثبيتها في المسبار. يتم تضخيم أنبوب تأثير المجال وإخراجه للخارج. من أجل تحسين حساسية الكشف للكاشف وزيادة مسافة الكشف، يتم تثبيت عدسة فرينل بشكل عام أمام الكاشف. العدسة مصنوعة من البلاستيك الشفاف. يُقسّم كلٌّ من الجزأين إلى عدة أجزاء متساوية لتكوين عدسة بنظام بصري خاص، يتعاون مع دائرة التضخيم لتضخيم الإشارة بأكثر من 70 ديسيبل، ما يسمح بقياس حركة الأشخاص ضمن نطاق يتراوح بين 10 و20 مترًا. يُستخدم نظام استشعار الأشعة تحت الحمراء المزود بعدسات فرينل على نطاق واسع في العديد من المجالات، مثل: استشعار درجة حرارة جسم الإنسان، وأنظمة المنازل الذكية، ومجالات الذكاء الاصطناعي للروبوتات، وغيرها من مجالات استشعار الأشعة تحت الحمراء البشرية.
يتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية الأخرى بواسطة عدسة فرينل
يتراوح الطول الموجي المركزي للأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جسم الإنسان بين 9 و10 ميكرومتر، وحساسية الطول الموجي لعنصر الكشف مستقرة تقريبًا في نطاق 0.20 ميكرومتر. توجد نافذة مزودة بعدسة فرينل في الجزء العلوي من المستشعر، والتي يمكن لعدسة فرينل أن تمر عبرها. يتراوح نطاق الطول الموجي للضوء الذي يمكن لعدسة الأطفال تمريره بين 7 و10 ميكرومتر، وهو مناسب تمامًا للكشف عن الأشعة تحت الحمراء البشرية، بينما تمتص عدسة فرينل الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية الأخرى، مما يشكل غرضًا خاصًا للكشف عن الإشعاع البشري.
