Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Detektory podczerwieni a możliwości diagnozowania urządzeń i instalacji elektrycznych przy zastosowaniu kamer termowizyjnych

mgr inż. Karol Kuczyński  |  elektro.info 11/2012  |  27.11.2012  |  5
Matryca składająca się z 4 detektorów podczerwieni o rozdzielczości 2048x2048 pikseli systemu HAWK-I (High Acuity Wide field K-band Imager) zainstalowana w Yepun, czwartej jednostce teleskopu VLT (Very Large Telescope) znajdującego się na pustyni Atakama
Matryca składająca się z 4 detektorów podczerwieni o rozdzielczości 2048x2048 pikseli systemu HAWK-I (High Acuity Wide field K-band Imager) zainstalowana w Yepun, czwartej jednostce teleskopu VLT (Very Large Telescope) znajdującego się na pustyni Atakama
ESO
Ciąg dalszy artykułu...

W detektorach fotonowych pochłanianie promieniowania termicznego jest rezultatem kwantowych oddziaływań fotonów z elektronami. Detektory te reagują nie tyle na energię padającego promieniowania, co na strumień fotonów. W odróżnieniu od detektorów termicznych, ich czułość zależy od długości fali padającego promieniowania. Charakteryzują się one także krótszymi czasami odpowiedzi. Wszystkie fotonowe detektory wykonuje się z półprzewodników, w których absorpcja fotonu powoduje uwolnienie lub przesunięcie nośnika ładunku. Ich opracowanie stało się możliwe dzięki prawom fizyki kwantowej.

Ponieważ energia fotonu (kwant energii) jest odwrotnie proporcjonalna do przyporządkowanej mu długości fali, to zakres widmowy detektorów fotonowych zależy od szerokości przerwy energetycznej półprzewodnika i jest tym szerszy, im ta szerokość jest mniejsza. Jednak mniejsza przerwa sprzyja większej liczbie nośników ładunku generowanych termicznie, co podnosi poziom szumu, a więc pogarsza detekcyjność przetwornika. Dlatego detektory fotonowe wymagają chłodzenia. Chłodzenie zwiększa przerwę energetyczną, a tym samym zmniejsza krytyczną długość fali. Rozróżnia się trzy typy detektorów fotonowych: detektory fotoprzewodzące (fotorezystory), fotowoltaiczne i detektory na studniach kwantowych [4].

Absorpcja fotonu powoduje przesunięcie elektronu z pasma podstawowego do pasma przewodnictwa, powodując spadek oporności detektora i w konsekwencji zmianę natężenia prądu elektrycznego w jego obwodzie. Detektory fotoprzewodzące nazywane są bolometrami, ponieważ, podobnie jak w niektórych detektorach termicznych, wielkością zależną od temperatury jest oporność elektryczna aktywnego elementu detektora. W detektorach fotowoltaicznych wygenerowane, w wyniku absorpcji fotonu, nośniki ładunku zwiększają różnicę potencjałów na złączu p-n, tworząc na wyjściu detektora, sygnał napięciowy. Najważniejszymi materiałami do konstrukcji fotonowych detektorów podczerwieni są: antymonek indu – InSb, o zakresie widmowym od około 2 do 5,5 mm oraz telurek kadmowo-rtęciowy – HgCdTe o zakresie do 20 mm.

Do oddzielnej grupy detektorów fotonowych zaliczają się tzw. detektory na studniach kwantowych, QWIP (od ang. Quantum Well Infrared Photodetector), czyli detektory wykonane z półprzewodników zawierających studnie kwantowe. Studnia kwantowa jest to cienka warstwa materiału, wewnątrz której energia potencjalna nośników ładunku jest niższa niż poza warstwą. Ruch elektronów w kierunku prostopadłym do warstwy jest więc skwantowany. Zaawansowana technologia domieszkowania półprzewodników umożliwia uzyskiwanie studni kwantowych zawierających tylko dwa poziomy energetyczne: poziom podstawowy i poziom przewodnictwa. Absorpcja fotonu sprawia, że elektron z poziomu podstawowego przeskakuje na poziom przewodnictwa, by następnie, w wyniku przyłożonego zewnętrznego napięcia, wygenerować sygnał w postaci zmiany natężenia prądu w obwodzie detektora.

Ponadto, różnicę energii między poziomem podstawowym i poziomem przewodnictwa można dopasować do konkretnej energii fotonu. Wytwarzając strukturę szeregu studni kwantowych o odpowiednich różnicach pomiędzy wspomnianymi poziomami energetycznymi mamy możliwość skonstruowania detektorów podczerwieni, czułych w stosunkowo szerokim paśmie długości fali od 3 do 25 mm. W praktyce pasmo to pokrywa nie jeden, ale kilka detektorów QWIP. Są to obecnie najczulsze detektory o temperaturowej zdolności rozdzielczej wynoszącej (20–40) mK, które znalazły stosowane w badaniach naukowych. W nowoczesnych kamerach termograficznych znalazły zastosowanie chłodziarki termoelektryczne zamiast dotychczas stosowanego ciekłego azotu. Dzięki czemu użytkownik może nie zdawać sobie sprawy z problemu chłodzenia [4].

bierna termografia podczerwieni

Wykrycie nadmiernie nagrzanych obszarów w urządzeniach rozdzielni energii elektrycznej może wskazywać na nieprawidłowy montaż elementów lub ich uszkodzenie (fot. 2). Trzeba jednak zdawać sobie sprawę z tego, że na podstawie obrazu termicznego badanego fragmentu rozdzielni łatwo jest wyciągnąć także błędne wnioski, jeśli nie zostanie uwzględniony fakt, iż moc emitowanego promieniowania przez daną powierzchnię zależy nie tylko od temperatury, ale także od innych składników emisyjności [3].
Przeczytaj następną stronę tego artykułu» Niekiedy pojawiają się trudności w przyporządkowaniu gorących punktów, widocznych na obrazie termicznym...

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 11/2012

Komentarze

(2)
Kriasu | 18.08.2019, 22:25
Jak szybko uzysuję się pomiar przy użyciu takich matryc?
Rer | 19.08.2019, 17:58
W zależności od produktu ale raczej są to pomiary w czasie rzeczywistym
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Gdzie szukać pomocy przy doborze właściwego źródła zasilania »

Dobór źródła zasilania

Optymalne rozwiązania na każdym etapie, zarówno dystrybucji, jak i tworzenia dedykowanych pakietów zasilania. Wszystko po to, aby zapewnić jak najwyższą jakość ... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Łączniki i gniazda instalacyjne - jakie wybrać?

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Przewodnik po złączach - znajdż idealne rozwiązanie dla siebie »

automatyka przemysłowa Przewodnik po złączach
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

ograniczniki bezpanelowa energia słoneczna
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Zobacz jak robot testuje bankomaty?

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Około 30 sekund zajmuje średnio wypłacenie pieniędzy z wielofunkcyjnego bankomatu ATM. Urządzenia, które są dostępne „za rogiem” w większości miast, zmieniły nasze podejście ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Przewdonik "Eliminuj błędy
i usprawnij instalacje przewodów" »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

SEP świętuje 100 lat!

Jak co roku targom ENERGETAB towarzyszą konferencje organizowane przez izby i stowarzyszenia patronujące. Z okazji obchodzonego w tym roku 100-lecia Stowarzyszenia Elektryków Polskich...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
.steute Polska .steute Polska
steute jest międzynarodowym przedsiębiorstwem specjalizującym się w projektowaniu oraz produkcji bezpiecznej, niezawodnej aparatury...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl