Cosa Sono i Rilevatori a Infrarossi?

Ogni oggetto emette luce infrarossa nello spettro elettromagnetico che non è visibile agli esseri umani in condizioni di illuminazione ordinarie. Più caldo è un oggetto, più radiazioni infrarosse emette. Rilevare e analizzare le radiazioni infrarosse emesse fornisce una grande quantità di dati su un oggetto che non possono essere determinati in altri modi o in altre aree dello spettro elettromagnetico. Le radiazioni infrarosse emesse possono essere lette quando vengono convertite da semplice radiazione in una forma che può essere misurata e convertita in un'immagine riconoscibile.

Lettura degli Infrarossi

Virtualmente tutte le applicazioni di rilevatori che leggono le radiazioni infrarosse dipendono dalla termografia. Utilizzando l'array del piano focale di una telecamera, che è un sensore ottico, l'infrarossi può essere letto da un telescopio, una telecamera o uno spettrometro. L'array del piano focale è sensibile a una specifica gamma di lunghezze d'onda e ogni pixel infrarosso sull'array è letto dal sensore ottico.

Funzionamento del Sensore

Il sensore è composto da un materiale cristallino che produce una carica elettrica quando esposto al calore generato dalle radiazioni infrarosse. Mentre le radiazioni a contatto con il cristallo cambiano, il sensore legge e misura i cambiamenti. Il sensore contiene un dispositivo altamente sensibile che interpreta le radiazioni su un'ampia gamma. Un filtro nel sensore elimina le radiazioni estranee, permettendo al sensore di concentrarsi sulle radiazioni infrarosse confinate a un intervallo specifico dello spettro elettromagnetico.

Tipi di Rilevatori

In generale, esistono due tipi di rilevatori a infrarossi: rilevatori a fotoni e rilevatori termici. Il rilevatore a fotoni misura una corrente elettrica in un semiconduttore creata dai fotoni che sono stati assorbiti. I rilevatori termici leggono anche i fotoni; tuttavia, invece di leggere le fotocorrenti elettriche, i rilevatori termici leggono gli aumenti di temperatura che risultano dall'assorbimento dei fotoni e da un cambiamento nelle proprietà specifiche del materiale.

Vantaggi e Svantaggi

I rilevatori a fotoni sono vantaggiosi perché hanno un alto tasso di rilevamento dell'infrarossi e possono essere facilmente calibrati per coprire l'intera area infrarossa dello spettro elettromagnetico. Rispondono rapidamente, forniscono eccellenti risultati teorici e sperimentali e le loro proprietà del materiale sono eccezionali. Tuttavia, i rilevatori a fotoni sono noti per avere difficoltà di elaborazione e alti costi operativi. I rilevatori termici offrono immagini a basso costo, un'ampia gamma di sensibilità all'infrarossi, portabilità, resistenza, affidabilità e sono facili da usare. Inoltre, i rilevatori termici hanno un tempo di risposta che è sufficiente per molti requisiti di imaging. Sfortunatamente, il loro tempo di risposta più lento può essere uno svantaggio, e non hanno una capacità di rilevamento dell'infrarossi altrettanto grande come i rilevatori a fotoni.

Applicazioni dei Rilevatori

Utilizzando i rilevatori a infrarossi, animali e persone sono facilmente individuabili nel buio completo, e quando le strutture vengono esaminate, difetti e guasti sono facilmente discernibili. In condizioni scarse come nebbia o fumo denso, i rilevatori a infrarossi migliorano notevolmente la visibilità. Forze dell'ordine, militari, vigili del fuoco e altri dispiegano regolarmente rilevatori a infrarossi nel corso del loro lavoro.