Ангиллын дагуу хэт улаан туяаны мэдрэгчийг дулааны мэдрэгч ба фотон мэдрэгч гэж хувааж болно.

Дулааны мэдрэгч

Дулааны мэдрэгч нь илрүүлэх элементийг ашиглан хэт улаан туяаны цацрагийг шингээж, температурын өсөлтийг бий болгож, дараа нь тодорхой физик шинж чанарын өөрчлөлтийг дагалддаг. Эдгээр физик шинж чанаруудын өөрчлөлтийг хэмжих нь түүний шингээх энерги эсвэл хүчийг хэмжиж болно. Тодорхой үйл явц нь дараах байдалтай байна: Эхний алхам нь температурын өсөлтийг бий болгохын тулд дулаан мэдрэгчээр хэт улаан туяаны цацрагийг шингээх явдал юм; Хоёрдахь алхам бол температурын өсөлтийг цахилгаан эрчим хүчний өөрчлөлт болгон хувиргахын тулд дулааны мэдрэгчийн зарим температурын эффектийг ашиглах явдал юм. Термисторын төрөл, термопар төрөл, пироэлектрик төрөл, Гаолаи пневматик төрөл гэсэн дөрвөн төрлийн физик шинж чанарын өөрчлөлтийг түгээмэл ашигладаг.

# Термисторын төрөл

Халуунд мэдрэмтгий материал нь хэт улаан туяаг шингээсний дараа температур нэмэгдэж, эсэргүүцлийн утга өөрчлөгддөг. Эсэргүүцлийн өөрчлөлтийн хэмжээ нь шингээгдсэн хэт улаан туяаны цацрагийн энергитэй пропорциональ байна. Хэт улаан туяаны цацрагийг бодис шингээсний дараа эсэргүүцлийг өөрчлөх замаар хийсэн хэт улаан туяаны мэдрэгчийг термистор гэж нэрлэдэг. Термисторыг ихэвчлэн дулааны цацрагийг хэмжихэд ашигладаг. Металл ба хагас дамжуулагч гэсэн хоёр төрлийн термистор байдаг.

R(T)=AT−CeD/T

R(T): эсэргүүцлийн утга; T: температур; A, C, D: материалаас хамаарч өөрчлөгддөг тогтмолууд.

Металл термистор нь эсэргүүцлийн эерэг температурын коэффициенттэй бөгөөд түүний үнэмлэхүй утга нь хагас дамжуулагчийнхаас бага байна. Эсэргүүцэл ба температурын хоорондын хамаарал нь үндсэндээ шугаман бөгөөд өндөр температурт тэсвэртэй байдаг. Энэ нь ихэвчлэн температурын симуляцийн хэмжилтэд ашиглагддаг;

Хагас дамжуулагч термисторууд нь эсрэгээрээ бөгөөд дохиолол, галын хамгаалалтын систем, дулааны радиаторыг хайх, хянах зэрэг цацрагийг илрүүлэхэд ашигладаг.

# Термопар төрөл

Термопар буюу термопар нь хамгийн анхны дулаан цахилгаан илрүүлэх төхөөрөмж бөгөөд түүний ажиллах зарчим нь пироэлектрик эффект юм. Хоёр өөр дамжуулагч материалаас бүрдэх уулзвар нь уулзвар дээр цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг үүсгэж болно. Цацраг туяа хүлээн авах термопарын төгсгөлийг халуун төгсгөл, нөгөө үзүүрийг хүйтэн төгсгөл гэж нэрлэдэг. Дулааны цахилгаан эффект гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл эдгээр хоёр өөр дамжуулагч материалыг гогцоонд холбовол хоёр холболтын температур өөр байх үед гогцоонд гүйдэл үүснэ.

Шингээлтийн коэффициентийг сайжруулахын тулд халуун үзүүрт хар алтны тугалган цаас суурилуулсан бөгөөд энэ нь металл эсвэл хагас дамжуулагч байж болох термопарын материалыг үүсгэдэг. Бүтэц нь шугам эсвэл туузан хэлбэртэй объект эсвэл вакуум хуримтлуулах технологи эсвэл фотолитографийн технологиор хийсэн нимгэн хальс байж болно. Температурыг хэмжихэд объектын төрлийн термопарыг, харин нимгэн хальсан төрлийн термопарыг (цувралдаа олон тооны термопараас бүрдэх) ихэвчлэн цацрагийг хэмжихэд ашигладаг.

Термопар төрлийн хэт улаан туяаны детекторын цагийн тогтмол нь харьцангуй том тул хариу өгөх хугацаа нь харьцангуй урт, динамик шинж чанар нь харьцангуй муу байдаг. Хойд талын цацрагийн өөрчлөлтийн давтамж ерөнхийдөө 10Гц-ээс бага байх ёстой. Практик хэрэглээнд хэд хэдэн термопарыг ихэвчлэн цувралаар холбож, хэт улаан туяаны цацрагийн эрчмийг илрүүлэх термопил үүсгэдэг.

# Пироэлектрик төрөл

Пироэлектрик хэт улаан туяаны детекторууд нь пироэлектрик талстууд эсвэл туйлшрал бүхий "төмөр цахилгаан" -аар хийгдсэн байдаг. Пироэлектрик болор нь нэг төрлийн пьезоэлектрик болор бөгөөд төв тэгш хэмт бус бүтэцтэй. Байгалийн төлөвт эерэг ба сөрөг цэнэгийн төвүүд тодорхой чиглэлд давхцдаггүй бөгөөд болор гадаргуу дээр тодорхой хэмжээний туйлширсан цэнэгүүд үүсдэг бөгөөд үүнийг аяндаа туйлшрал гэж нэрлэдэг. Кристалын температур өөрчлөгдөхөд болорын эерэг ба сөрөг цэнэгийн төвийг шилжүүлэхэд хүргэдэг тул гадаргуу дээрх туйлшралын цэнэг өөрчлөгддөг. Ихэвчлэн түүний гадаргуу нь агаар мандалд хөвөгч цэнэгийг барьж, цахилгаан тэнцвэрийн төлөвийг хадгалж байдаг. Төмрийн цахилгааны гадаргуу нь цахилгаан тэнцвэрт байдалд байх үед түүний гадаргуу дээр хэт улаан туяаны цацраг туяарах үед төмөр цахилгааны (хуудас) температур хурдан нэмэгдэж, туйлшралын эрчим хурдан буурч, холбогдсон цэнэг огцом буурдаг; харин гадаргуу дээрх хөвөгч цэнэг аажмаар өөрчлөгддөг. Дотоод төмөр цахилгаан биед ямар ч өөрчлөлт ороогүй байна.

Температурын өөрчлөлтөөс үүссэн туйлшралын эрчмийг өөрчлөхөөс эхлээд гадарга дээрх цахилгаан тэнцвэрт байдал руу дахин ороход маш богино хугацаанд төмөр цахилгааны гадаргуу дээр илүүдэл хөвөгч цэнэгүүд гарч ирдэг бөгөөд энэ нь цэнэгийн нэг хэсгийг суллахтай тэнцүү юм. Энэ үзэгдлийг пироэлектрик эффект гэж нэрлэдэг. Чөлөөт цэнэг нь гадарга дээрх хязгаарлагдмал цэнэгийг саармагжуулахад удаан хугацаа шаардагдах тул хэдхэн секундээс илүү хугацаа шаардагдах бөгөөд болорын аяндаа туйлшралын сулрах хугацаа маш богино буюу 10-12 секунд орчим байдаг тул Пироэлектрик болор нь температурын огцом өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай.

# Гаолаи пневматик төрөл

Тодорхой эзэлхүүнийг хадгалах нөхцөлд хий нь хэт улаан туяаны цацрагийг шингээх үед температур нэмэгдэж, даралт нэмэгдэнэ. Даралтын өсөлтийн хэмжээ нь шингээгдсэн хэт улаан туяаны цацрагийн чадалтай пропорциональ байдаг тул шингээгдсэн хэт улаан туяаны цацрагийн хүчийг хэмжиж болно. Дээрх зарчмаар хийгдсэн хэт улаан туяаны мэдрэгчийг хийн мэдрэгч гэж нэрлэдэг бөгөөд Гао Лай хоолой нь ердийн хийн мэдрэгч юм.

Фотон мэдрэгч

Фотоны хэт улаан туяаны мэдрэгч нь материалын цахилгаан шинж чанарыг өөрчлөхийн тулд хэт улаан туяаны цацрагийн дор фотоэлектрик эффект үүсгэхийн тулд тодорхой хагас дамжуулагч материалыг ашигладаг. Цахилгаан шинж чанарын өөрчлөлтийг хэмжих замаар хэт улаан туяаны цацрагийн эрчмийг тодорхойлж болно. Фотоэлектрик эффектээр хийсэн хэт улаан туяаны мэдрэгчийг фотон илрүүлэгч гэж нэрлэдэг. Гол онцлог нь өндөр мэдрэмжтэй, хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх хурд, өндөр давтамжтай байдаг. Гэхдээ энэ нь ерөнхийдөө бага температурт ажиллах шаардлагатай бөгөөд илрүүлэх зурвас нь харьцангуй нарийн байдаг.

Фотон илрүүлэгчийн ажиллах зарчмын дагуу ерөнхийд нь гадаад фото илрүүлэгч ба дотоод фото илрүүлэгч гэж хувааж болно. Дотоод фото илрүүлэгч нь фото дамжуулагч мэдрэгч, фотоволтайк мэдрэгч, фото соронзон цахилгаан мэдрэгч гэж хуваагддаг.

# Гадаад фото илрүүлэгч (PE төхөөрөмж)

Зарим металл, металл исэл эсвэл хагас дамжуулагчийн гадаргуу дээр гэрэл тусах үед фотоны энерги хангалттай том бол гадаргуу нь электрон ялгаруулж болно. Энэ үзэгдлийг хамтдаа фотоэлектроны ялгарал гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь гадаад фотоэлектрик эффектэд хамаардаг. Фото хоолой ба фото үржүүлэгч хоолой нь энэ төрлийн фотон илрүүлэгчд хамаарна. Хариу өгөх хурд нь хурдан бөгөөд үүний зэрэгцээ фото үржүүлэгч хоолойн бүтээгдэхүүн нь маш өндөр ашиг тустай бөгөөд үүнийг нэг фотоныг хэмжихэд ашиглах боломжтой боловч долгионы уртын хүрээ харьцангуй нарийхан, хамгийн урт нь ердөө 1700 нм юм.

# Фото дамжуулагч илрүүлэгч

Хагас дамжуулагч ослын фотоныг шингээх үед хагас дамжуулагчийн зарим электрон ба нүхнүүд цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадваргүй төлөвөөс цахилгаан дамжуулах чадвартай чөлөөт төлөвт шилжиж, улмаар хагас дамжуулагчийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлдэг. Энэ үзэгдлийг фото дамжуулалтын эффект гэж нэрлэдэг. Хагас дамжуулагчийн фото дамжуулагч нөлөөгөөр хийгдсэн хэт улаан туяаны мэдрэгчийг фото дамжуулагч мэдрэгч гэж нэрлэдэг. Одоогийн байдлаар энэ нь фотон илрүүлэгчийн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг төрөл юм.

# Фотоволтайк илрүүлэгч (PU төхөөрөмж)

Хагас дамжуулагч материалын тодорхой байгууламжийн PN уулзвар дээр хэт улаан туяаны цацраг туяарах үед PN уулзвар дахь цахилгаан талбайн үйлчлэлээр P хэсгийн чөлөөт электронууд N хэсэг рүү, N хэсгийн нүхнүүд шилжинэ. P талбай. Хэрэв PN уулзвар нээлттэй байвал PN уулзварын хоёр төгсгөлд фото цахилгаан хөдөлгөгч хүч гэж нэрлэгддэг нэмэлт цахилгаан потенциал үүсдэг. Фото цахилгаан хөдөлгөгч хүчний эффект ашиглан хийсэн илрүүлэгчийг фотоволтайк мэдрэгч буюу уулзвар хэт улаан туяаны мэдрэгч гэж нэрлэдэг.

# Оптик соронзон цахилгаан илрүүлэгч

Соронзон орон нь дээжинд хажуу тийшээ үйлчилнэ. Хагас дамжуулагч гадаргуу нь фотоныг шингээх үед үүссэн электронууд болон нүхнүүд нь биед тархдаг. Тархалтын процессын явцад хажуугийн соронзон орны нөлөөгөөр электронууд болон нүхнүүд дээжийн хоёр төгсгөлд шилжинэ. Хоёр төгсгөлийн хооронд боломжит ялгаа бий. Энэ үзэгдлийг опто-соронзон цахилгаан эффект гэж нэрлэдэг. Фото-соронзон цахилгаан детекторыг фото-соронзон цахилгаан детектор (PEM төхөөрөмж гэж нэрлэдэг) гэж нэрлэдэг.