مع التقدم المستمر للمستوى البؤري للأشعة تحت الحمراء غير المبردة، تطور سوق التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء بسرعة. يمكن تلخيص التطبيقات التقنية لمنتجات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء غير المبردة في ثلاثة اتجاهات رئيسية: التحسين البصري، وقياس درجة الحرارة غير المتصلة، والكشف الوقائي.
يتكون مستشعر التصوير بالأشعة تحت الحمراء غير المبردة من العديد من بكسلات هيكل الجسر الصغير MEMS مرتبة بشكل متكرر في بعدين على المستوى البؤري، كل بكسل يقيس الإشعاع الحراري عند زاوية سقوط محددة، مبدأه الأساسي هو كما يلي:
(1) يتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة طبقة امتصاص الأشعة تحت الحمراء في البكسل، مما يتسبب في تغيرات في درجة الحرارة، مما يؤدي بدوره إلى تغيير مقاومة الثرمستور السيليكون غير المتبلور؛
(2) يتم دعم الثرمستور السيليكوني غير المتبلور على ركيزة السيليكون من خلال الجسر الصغير المعزول بـ MEMS، ويتم توصيله بدائرة COMS المستقلة المنتجة على ركيزة السيليكون من خلال هيكل الدعم؛
(3) تقوم دائرة CMOS بتحويل تغير مقاومة الثرمستور إلى تيار تفاضلي وتقوم بإجراء تضخيم متكامل، وبعد أخذ العينات، يتم الحصول على القيمة الرمادية لبكسل واحد في الصورة الحرارية بالأشعة تحت الحمراء.
من أجل تحسين معدل استجابة وحساسية الكاشف، يجب أن يتمتع الجسر الصغير لوحدة بكسل الكاشف بعزل حراري جيد، وفي الوقت نفسه، من أجل ضمان معدل إطار التصوير بالأشعة تحت الحمراء، يجب الحفاظ على السعة الحرارية للبكسل صغيرة قدر الإمكان لضمان ثابت زمني حراري صغير بما فيه الكفاية، لذلك تم تصميم وحدات البكسل MEMS عمومًا بهيكل كما هو موضح في الشكل. يتم استخدام دعامات شعاع ناتئة رفيعة لتحسين أداء العزل الحراري، كما يتم تصنيع مواد حساسة للحرارة على سطح الجسر، كما أن سطح الجسر خفيف ورقيق قدر الإمكان لتقليل الكتلة الحرارية. يتم عمل طبقة عاكسة على الركيزة لتشكيل تجويف رنين بين الركيزة وسطح الجسر لتحسين كفاءة امتصاص الأشعة تحت الحمراء. يتم توصيل الجسر الصغير للبكسل بدائرة قراءة CMOS في الركيزة من خلال طرفي الحزمة الكابولية. ولذلك، فإن كاشف المستوى البؤري بالأشعة تحت الحمراء غير المبرد عبارة عن جهاز صفيف كبير متكامل مع CMOS-MEMS.
تتمتع أجهزة استشعار التصوير بالأشعة تحت الحمراء غير المبردة بمجموعة واسعة من التطبيقات في المجالات العسكرية والتجارية:
(1) المجال العسكري
كما هو موضح في الشكل، يتم استخدامه للرؤية الحرارية للأسلحة، وتعزيز الرؤية المحمولة، وتعزيز الرؤية المثبتة على المركبات، ومحطات الأسلحة عن بعد، والطائرات بدون طيار، والمركبات الأرضية بدون طيار، ومركبات المراقبة والقيادة، ومكافحة الحرائق، والتوجيه، وما إلى ذلك.
(2) قياس درجة الحرارة بالتصوير الحراري
يتم استخدامه للكشف الوقائي، مثل الكشف عن مناطق التسخين غير الطبيعية من خلال كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء على خطوط نقل الطاقة، ومعدات توليد الطاقة، والمعدات الميكانيكية، وما إلى ذلك، والتي يمكن أن تمنع عمليات إيقاف التشغيل والحوادث الكبرى. في البناء، يتم استخدامه للكشف عن تأثير العزل للمنازل، واجهات الجدران، التجاويف، تسرب المياه، العفن الفطري، إلخ. وتشمل المجالات الأخرى بحث وتطوير المنتجات، والتصنيع الإلكتروني، وقياس الحرارة الطبي، والاختبارات الطبية، والتحكم في العمليات، وما إلى ذلك.
(3) التحسين البصري التجاري
تشمل التطبيقات الرئيسية الحالية الإنقاذ من الحرائق، ومراقبة الأمن، وتعزيز الرؤية بالأشعة تحت الحمراء المثبتة على المركبات، والمثبتة على السفن، وما إلى ذلك. يستخدم بشكل أساسي مزايا التصوير بالأشعة تحت الحمراء، الذي لا يتطلب مصادر إضاءة خارجية، وله قدرة قوية على اختراق الدخان، وله مسافة تشغيل طويلة، وله تباين قوي في التصوير، لتكملة الرؤية البشرية بشكل فعال.
(4) الالكترونيات الاستهلاكية
نظرًا للتطبيق الواسع ومعدل الاختراق المرتفع للغاية لأجهزة استشعار صور الضوء المرئي في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية مثل الهواتف المحمولة، فإن الناس لديهم توقعات عالية لتطبيق التصوير بالأشعة تحت الحمراء في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. إن التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية محدود حاليًا بشكل أساسي بالتكلفة والحجم. كما أنه يجعل الناس يتطلعون إلى المزيد من تطبيقات أجهزة استشعار التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية.
اذهب إلى الأعلى
Gen 2+/3 الرؤية الليلية
التصوير الحراري غير المبرد
التصوير الحراري المبرد
جهاز تحديد المدى بالليزر