વર્ગીકરણ મુજબ, ઇન્ફ્રારેડ સેન્સરને થર્મલ સેન્સર અને ફોટોન સેન્સરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

થર્મલ સેન્સર

થર્મલ ડિટેક્ટર તાપમાનમાં વધારો કરવા માટે ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનને શોષવા માટે ડિટેક્શન એલિમેન્ટનો ઉપયોગ કરે છે, અને પછી ચોક્કસ ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર સાથે. આ ભૌતિક ગુણધર્મોમાં થતા ફેરફારોને માપવાથી તે શોષી લેતી ઊર્જા અથવા શક્તિને માપી શકે છે. ચોક્કસ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: તાપમાનમાં વધારો થવા માટે થર્મલ ડિટેક્ટર દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનને શોષવાનું પ્રથમ પગલું છે; બીજું પગલું એ છે કે તાપમાનના વધારાને વીજળીમાં ફેરફારમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થર્મલ ડિટેક્ટરની કેટલીક તાપમાન અસરોનો ઉપયોગ કરવો. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ભૌતિક ગુણધર્મમાં ચાર પ્રકારના ફેરફાર થાય છે: થર્મિસ્ટર પ્રકાર, થર્મોકોપલ પ્રકાર, પાયરોઇલેક્ટ્રિક પ્રકાર અને ગાઓલાઈ ન્યુમેટિક પ્રકાર.

# થર્મિસ્ટર પ્રકાર

ગરમી-સંવેદનશીલ સામગ્રી ઇન્ફ્રારેડ કિરણોત્સર્ગને શોષી લીધા પછી, તાપમાન વધે છે અને પ્રતિકાર મૂલ્ય બદલાય છે. પ્રતિકાર પરિવર્તનની તીવ્રતા શોષિત ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન ઊર્જાના પ્રમાણસર છે. પદાર્થ ઇન્ફ્રારેડ કિરણોત્સર્ગને શોષી લે પછી પ્રતિકાર બદલીને બનાવેલા ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટરને થર્મિસ્ટર્સ કહેવામાં આવે છે. થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ થર્મલ રેડિયેશન માપવા માટે થાય છે. ત્યાં બે પ્રકારના થર્મિસ્ટર્સ છે: મેટલ અને સેમિકન્ડક્ટર.

R(T)=AT−CeD/T

આર(ટી): પ્રતિકાર મૂલ્ય; ટી: તાપમાન; A, C, D: સ્થિરાંકો જે સામગ્રી સાથે બદલાય છે.

મેટલ થર્મિસ્ટરમાં પ્રતિકારનો હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક હોય છે, અને તેનું સંપૂર્ણ મૂલ્ય સેમિકન્ડક્ટર કરતા નાનું હોય છે. પ્રતિકાર અને તાપમાન વચ્ચેનો સંબંધ મૂળભૂત રીતે રેખીય છે, અને તે મજબૂત ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર ધરાવે છે. તે મોટે ભાગે તાપમાન સિમ્યુલેશન માપન માટે વપરાય છે;

સેમિકન્ડક્ટર થર્મિસ્ટર્સ તેનાથી વિપરીત છે, તેનો ઉપયોગ રેડિયેશન ડિટેક્શન માટે થાય છે, જેમ કે એલાર્મ, ફાયર પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ્સ અને થર્મલ રેડિએટર શોધ અને ટ્રેકિંગ.

# થર્મોકોપલ પ્રકાર

થર્મોકોપલ, જેને થર્મોકોપલ પણ કહેવાય છે, તે સૌથી પહેલું થર્મોઇલેક્ટ્રિક ડિટેક્શન ડિવાઇસ છે, અને તેનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત પાયરોઇલેક્ટ્રિક અસર છે. બે અલગ-અલગ વાહક પદાર્થોનું બનેલું જંકશન જંકશન પર ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ પેદા કરી શકે છે. કિરણોત્સર્ગ પ્રાપ્ત થર્મોકોલના છેડાને ગરમ છેડો કહેવામાં આવે છે, અને બીજા છેડાને કોલ્ડ એન્ડ કહેવામાં આવે છે. કહેવાતી થર્મોઇલેક્ટ્રિક અસર, એટલે કે, જો આ બે અલગ-અલગ વાહક સામગ્રી લૂપમાં જોડાયેલ હોય, જ્યારે બે સાંધા પરનું તાપમાન અલગ હોય, ત્યારે લૂપમાં કરંટ ઉત્પન્ન થશે.

શોષણ ગુણાંકને સુધારવા માટે, ગરમ છેડા પર કાળા સોનાના વરખને થર્મોકોપલની સામગ્રી બનાવવા માટે સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જે મેટલ અથવા સેમિકન્ડક્ટર હોઈ શકે છે. માળખું કાં તો રેખા અથવા સ્ટ્રીપ આકારની એન્ટિટી અથવા વેક્યૂમ ડિપોઝિશન ટેક્નોલોજી અથવા ફોટોલિથોગ્રાફી ટેક્નોલોજી દ્વારા બનેલી પાતળી ફિલ્મ હોઈ શકે છે. એન્ટિટી પ્રકારના થર્મોકોપલ્સનો ઉપયોગ મોટે ભાગે તાપમાન માપવા માટે થાય છે, અને પાતળા-ફિલ્મ પ્રકારના થર્મોકોપલ્સ (શ્રેણીમાં ઘણા થર્મોકોપલ્સનો સમાવેશ થાય છે) મોટે ભાગે રેડિયેશન માપવા માટે વપરાય છે.

થર્મોકોપલ પ્રકારના ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટરનો સમય સ્થિરતા પ્રમાણમાં મોટો છે, તેથી પ્રતિભાવ સમય પ્રમાણમાં લાંબો છે, અને ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ પ્રમાણમાં નબળી છે. ઉત્તર બાજુએ કિરણોત્સર્ગ પરિવર્તનની આવર્તન સામાન્ય રીતે 10HZ ની નીચે હોવી જોઈએ. પ્રાયોગિક એપ્લિકેશનમાં, ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનની તીવ્રતા શોધવા માટે થર્મોપાઇલ બનાવવા માટે ઘણા થર્મોકોપલ્સ ઘણીવાર શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે.

# પાયરોઇલેક્ટ્રિક પ્રકાર

પાયરોઇલેક્ટ્રિક ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટર્સ ધ્રુવીકરણ સાથે પાયરોઇલેક્ટ્રિક સ્ફટિકો અથવા "ફેરોઇલેક્ટ્રિક્સ" ના બનેલા છે. પાયરોઇલેક્ટ્રિક ક્રિસ્ટલ એ એક પ્રકારનું પીઝોઇલેક્ટ્રિક ક્રિસ્ટલ છે, જે બિન-સેન્ટ્રોસિમેટ્રિક માળખું ધરાવે છે. કુદરતી સ્થિતિમાં, હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જ કેન્દ્રો ચોક્કસ દિશાઓમાં એકરૂપ થતા નથી, અને સ્ફટિકની સપાટી પર ચોક્કસ માત્રામાં ધ્રુવીકૃત ચાર્જ રચાય છે, જેને સ્વયંસ્ફુરિત ધ્રુવીકરણ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે સ્ફટિકનું તાપમાન બદલાય છે, ત્યારે તે ક્રિસ્ટલના હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જનું કેન્દ્ર સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે, તેથી સપાટી પરના ધ્રુવીકરણ ચાર્જ તે મુજબ બદલાય છે. સામાન્ય રીતે તેની સપાટી વાતાવરણમાં તરતા ચાર્જને પકડી લે છે અને વિદ્યુત સંતુલન સ્થિતિ જાળવી રાખે છે. જ્યારે ફેરોઇલેક્ટ્રિકની સપાટી વિદ્યુત સમતુલામાં હોય છે, જ્યારે તેની સપાટી પર ઇન્ફ્રારેડ કિરણો ઇરેડિયેટ થાય છે, ત્યારે ફેરોઇલેક્ટ્રિક (શીટ)નું તાપમાન ઝડપથી વધે છે, ધ્રુવીકરણની તીવ્રતા ઝડપથી ઘટી જાય છે, અને બાઉન્ડ ચાર્જ ઝડપથી ઘટે છે; જ્યારે સપાટી પર ફ્લોટિંગ ચાર્જ ધીમે ધીમે બદલાય છે. આંતરિક ફેરોઇલેક્ટ્રિક બોડીમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.

ફરીથી સપાટી પર વિદ્યુત સંતુલન સ્થિતિમાં તાપમાનના ફેરફારને કારણે ધ્રુવીકરણની તીવ્રતામાં ફેરફારથી ખૂબ જ ટૂંકા સમયમાં, ફેરોઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પર અધિક ફ્લોટિંગ ચાર્જ દેખાય છે, જે ચાર્જના એક ભાગને મુક્ત કરવા સમાન છે. આ ઘટનાને પાયરોઇલેક્ટ્રિક અસર કહેવામાં આવે છે. મુક્ત ચાર્જને સપાટી પરના બાઉન્ડ ચાર્જને નિષ્ક્રિય કરવામાં લાંબો સમય લાગે છે, તેથી તે થોડી સેકંડથી વધુ લે છે, અને સ્ફટિકના સ્વયંસ્ફુરિત ધ્રુવીકરણનો આરામનો સમય ખૂબ જ ટૂંકો છે, લગભગ 10-12 સેકંડ, તેથી પાયરોઇલેક્ટ્રિક ક્રિસ્ટલ તાપમાનના ઝડપી ફેરફારોને પ્રતિસાદ આપી શકે છે.

# ગાઓલાઈ ન્યુમેટિક પ્રકાર

જ્યારે ગેસ ચોક્કસ વોલ્યુમ જાળવવાની શરત હેઠળ ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનને શોષી લે છે, ત્યારે તાપમાન વધશે અને દબાણ વધશે. દબાણ વધવાની તીવ્રતા શોષિત ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન પાવરના પ્રમાણસર છે, તેથી શોષિત ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન પાવરને માપી શકાય છે. ઉપરોક્ત સિદ્ધાંતો દ્વારા બનાવવામાં આવેલ ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટરને ગેસ ડિટેક્ટર કહેવામાં આવે છે, અને ગાઓ લાઈ ટ્યુબ એ એક લાક્ષણિક ગેસ ડિટેક્ટર છે.

ફોટોન સેન્સર

ફોટોન ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટર્સ સામગ્રીના વિદ્યુત ગુણધર્મોને બદલવા માટે ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનના ઇરેડિયેશન હેઠળ ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરો પેદા કરવા માટે અમુક સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે. વિદ્યુત ગુણધર્મોમાં ફેરફારોને માપવાથી, ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનની તીવ્રતા નક્કી કરી શકાય છે. ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર દ્વારા બનાવવામાં આવેલા ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટરને સામૂહિક રીતે ફોટોન ડિટેક્ટર કહેવામાં આવે છે. મુખ્ય લક્ષણો ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા, ઝડપી પ્રતિભાવ ગતિ અને ઉચ્ચ પ્રતિભાવ આવર્તન છે. પરંતુ તે સામાન્ય રીતે નીચા તાપમાને કામ કરવાની જરૂર છે, અને તપાસ બેન્ડ પ્રમાણમાં સાંકડી છે.

ફોટોન ડિટેક્ટરના કાર્યકારી સિદ્ધાંત અનુસાર, તેને સામાન્ય રીતે બાહ્ય ફોટોડિટેક્ટર અને આંતરિક ફોટોડિટેક્ટરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. આંતરિક ફોટોડિટેક્ટરને ફોટોકન્ડક્ટિવ ડિટેક્ટર, ફોટોવોલ્ટેઇક ડિટેક્ટર અને ફોટોમેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ડિટેક્ટરમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

# બાહ્ય ફોટોડિટેક્ટર (PE ઉપકરણ)

જ્યારે પ્રકાશ અમુક ધાતુઓ, ધાતુના ઓક્સાઇડ અથવા સેમિકન્ડક્ટર્સની સપાટી પર બને છે, જો ફોટોન ઊર્જા પૂરતી મોટી હોય, તો સપાટી ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન કરી શકે છે. આ ઘટનાને સામૂહિક રીતે ફોટોઈલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે બાહ્ય ફોટોઈલેક્ટ્રીક અસરથી સંબંધિત છે. ફોટોટ્યુબ અને ફોટોમલ્ટિપ્લાયર ટ્યુબ આ પ્રકારના ફોટોન ડિટેક્ટરથી સંબંધિત છે. પ્રતિભાવ ગતિ ઝડપી છે, અને તે જ સમયે, ફોટોમલ્ટિપ્લાયર ટ્યુબ ઉત્પાદનમાં ખૂબ જ ઊંચો ગેઇન છે, જેનો ઉપયોગ સિંગલ ફોટોન માપન માટે થઈ શકે છે, પરંતુ તરંગલંબાઇ શ્રેણી પ્રમાણમાં સાંકડી છે, અને સૌથી લાંબી માત્ર 1700nm છે.

# ફોટોકન્ડક્ટિવ ડિટેક્ટર

જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર ઘટના ફોટોનને શોષી લે છે, ત્યારે સેમિકન્ડક્ટરમાં કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો બિન-વાહક સ્થિતિમાંથી મુક્ત સ્થિતિમાં બદલાય છે જે વીજળીનું સંચાલન કરી શકે છે, જેનાથી સેમિકન્ડક્ટરની વાહકતા વધે છે. આ ઘટનાને ફોટોકન્ડક્ટિવિટી અસર કહેવામાં આવે છે. સેમિકન્ડક્ટર્સની ફોટોકન્ડક્ટિવ અસરથી બનેલા ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટરને ફોટોકન્ડક્ટિવ ડિટેક્ટર કહેવામાં આવે છે. હાલમાં, તે ફોટોન ડિટેક્ટરનો સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતો પ્રકાર છે.

# ફોટોવોલ્ટેઇક ડિટેક્ટર (PU ઉપકરણ)

જ્યારે ઇન્ફ્રારેડ કિરણોત્સર્ગ ચોક્કસ સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલ સ્ટ્રક્ચર્સના PN જંકશન પર ઇરેડિયેટ થાય છે, ત્યારે PN જંકશનમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ક્રિયા હેઠળ, P વિસ્તારમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન N વિસ્તારમાં જાય છે, અને N વિસ્તારમાં છિદ્રો ખસે છે. પી વિસ્તાર. જો PN જંકશન ખુલ્લું હોય, તો PN જંકશનના બંને છેડે વધારાની ઈલેક્ટ્રિક સંભવિત પેદા થાય છે જેને ફોટો ઈલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ કહેવાય છે. ફોટો ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ઇફેક્ટનો ઉપયોગ કરીને બનાવેલા ડિટેક્ટરને ફોટોવોલ્ટેઇક ડિટેક્ટર અથવા જંકશન ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટર કહેવામાં આવે છે.

# ઓપ્ટિકલ મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ડિટેક્ટર

નમૂના પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર બાજુથી લાગુ પડે છે. જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર સપાટી ફોટોનને શોષી લે છે, ત્યારે ઉત્પન્ન થતા ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો શરીરમાં ફેલાય છે. પ્રસરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન, બાજુના ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસરને કારણે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો નમૂનાના બંને છેડે સરભર થાય છે. બંને છેડા વચ્ચે સંભવિત તફાવત છે. આ ઘટનાને ઓપ્ટો-મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક અસર કહેવામાં આવે છે. ફોટો-મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટથી બનેલા ડિટેક્ટરને ફોટો-મેગ્નેટો-ઇલેક્ટ્રિક ડિટેક્ટર કહેવામાં આવે છે (જેને PEM ડિવાઇસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે).