Фотоэлектрик мэдрэгч юу хийдэг вэ?

Фотоэлектрик илрүүлэгч бидний үл үзэгдэх ертөнцийг хэрхэн хүчирхэгжүүлдэг

Таны ухаалаг гар утас хэрхэн гэрлийг автоматаар тохируулдаг, үйлдвэрийн машинууд хажуугаар өнгөрч буй бүтээгдэхүүнийг "хардаг" эсвэл хамгаалалтын систем нь хэн нэгэн ойртож байгааг мэдэж байгааг та бодож байсан уу? Эдгээр эр зоригийн ард үл мэдэгдэх баатар бол гэрэл гэгээг үйлдэх боломжтой оюун ухаан болгон хувиргах төхөөрөмж болох фотоэлектрик илрүүлэгч юм.

Тэгэхээр, юуЯгФотоэлектрик илрүүлэгч ажилладаг уу?

Үндсэндээ фотоэлектрик мэдрэгч нь ийм төхөөрөмж юмгэрлийн дохиог (фотон) цахилгаан дохио (гүйдэл эсвэл хүчдэл) болгон хувиргадаг.. Үүнийг жижигхэн орчуулагч гэж бодоод, гэрлийн өөрчлөлтийг – туяа хаагдсан, туссан, эрч хүч нь шилжиж байгаа эсэхээс үл хамааран мэдэрч, тэрхүү мэдээллийг машин, компьютер, удирдлагын систем ойлгож, ажиллах боломжтой цахилгаан гаралт болгон хувиргадаг. Энэ үндсэн чадвар нь үндсэндээ дээр суурилсанфотоэлектрик эффект(зарим материалд туссан гэрэл электроныг сулруулдаг) нь тэдгээрийг тоо томшгүй олон хэрэглээнд ашиглах гайхалтай уян хатан "нүд" болгодог.

Эдгээр "Гэрлийн мэдрэгч" хэрхэн ажилладаг вэ?

Ихэнх фотоэлектрик мэдрэгч нь гурван үндсэн хэсэгтэй:

1. Гэрлийн эх үүсвэр (ялгаруулагч):Ихэвчлэн LED (харагдах улаан, ногоон эсвэл хэт улаан туяа) эсвэл лазер диод нь төвлөрсөн гэрлийн цацрагийг илгээдэг.
2. Хүлээн авагч:Ихэнхдээ фотодиод эсвэл фототранзистор нь ялгарч буй гэрлийг илрүүлж, түүний оршихуй, байхгүй эсвэл эрчимжилтийн өөрчлөлтийг цахилгаан гүйдэл болгон хувиргах зориулалттай.
3. Илрүүлэх хэлхээ:Хүлээн авагчийн дохиог боловсруулж, дуу чимээг шүүж, цэвэр, найдвартай гаралтыг өдөөдөг тархи (шилжүүлэгчийг асаах/унтраах эсвэл өгөгдлийн дохио илгээх гэх мэт).

Тэд янз бүрийн "харах" аргуудыг ашиглан объект эсвэл өөрчлөлтийг илрүүлдэг.

• Дамжуулах (дамжуулах):Ялгаруулагч ба хүлээн авагч нь бие биентэйгээ тулгардаг. Объект илэрсэн үедблокуудгэрлийн туяа. Хамгийн урт зай (10+ метр) ба хамгийн найдвартай байдлыг санал болгодог.
• Эргэдэг:Ялгаруулагч ба хүлээн авагч нь тусгай тусгалтай тулгарсан нэг нэгжид байрладаг. Объект илэрсэн үедзавсарлагатуссан туяа. Гялалзсан туяанаас илүү хялбар тэгшлэх боловч маш гялалзсан зүйлд хууртагдах боломжтой.
• Сарнисан тусгал:Ялгаруулагч ба хүлээн авагч нь зорилтот тал руу чиглэсэн нэг нэгжид байрладаг. Тухайн объектыг илрүүлэх үедтусгасанялгарсан гэрлийг хүлээн авагч руу буцаана. Тусдаа тусгагч шаардлагагүй, гэхдээ илрүүлэх нь тухайн объектын гадаргуугаас хамаарна.
• Арын дэвсгэрийг дарах (BGS):Илүү ухаалаг сарнисан төрөл. Гурвалжингийн тусламжтайгаар үүнийгзөвхөнТодорхой, урьдчилан тогтоосон зайн хязгаарт байгаа объектуудыг илрүүлж, түүнээс цааш эсвэл байны ард хэт ойрхон байгаа зүйлийг үл тоомсорлодог.

Тэд яагаад хаа сайгүй байдаг вэ? Гол давуу талууд:

Фотоэлектрик мэдрэгч нь мэдрэхүйн олон ажлыг давамгайлдаг, учир нь тэдгээр нь өвөрмөц давуу талтай байдаг:

• Холбоо барихгүй мэдрэгч:Тэд мэдрэгч болон нарийн эд зүйлсийг элэгдэлд оруулахаас сэргийлж объектод хүрэх шаардлагагүй.
• Урт илрүүлэх хүрээ:Ялангуяа индуктив эсвэл багтаамжтай мэдрэгчээс хол давсан цацрагийн төрлүүд.
• Аянга хурдан хариу үйлдэл:Цахим бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь микросекундэд хариу үйлдэл үзүүлдэг бөгөөд өндөр хурдны үйлдвэрлэлийн шугамд төгс тохирно.
• Материалыг үл таних:Виртуал байдлаар илрүүлэхюу ч- металл, хуванцар, шил, мод, шингэн, картон - зөвхөн металлыг мэдэрдэг индуктив мэдрэгчээс ялгаатай.
• Жижиг объект илрүүлэх ба өндөр нарийвчлал:Жижиг хэсгүүд эсвэл нарийн байрлалыг мэдрэх боломжтой.
• Өнгө ба тодосгогчийг ялгах:Тодорхой гэрлийн долгионы уртыг хэрхэн тусгаж, шингээж байгаагаар нь объектуудыг ялгаж чаддаг.

Та тэдгээрийг үйл ажиллагаандаа хаанаас олох вэ (Бодит ертөнцөд үзүүлэх нөлөө):

Аппликейшн нь өргөн цар хүрээтэй бөгөөд бараг бүх салбарыг хамардаг:

• Аж үйлдвэрийн автоматжуулалт (Цахилгаан станц):Конвейер дээрх бүтээгдэхүүнийг тоолох, лонхны таг байгаа эсэхийг шалгах, шошгыг илрүүлэх, робот гарыг байрлуулах, сав баглаа боодол дүүрсэн эсэхийг шалгах, угсрах шугамыг хянах. Эдгээр нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн үр ашгийн үндэс юм.
• Аюулгүй байдал ба хандалтын хяналт:Автомат хаалга мэдрэгч, халдлага илрүүлэх цацраг, хүн тоолох систем.
• Хэрэглээний электрон бараа:Ухаалаг гар утасны орчны гэрэл мэдрэгч, ТВ-ийн алсын удирдлага хүлээн авагч, оптик хулгана.
• Автомашин:Автомат арчигчдад зориулсан борооны мэдрэгч, аюулгүй байдлын систем дэх саад тотгорыг илрүүлэх, гэрлийн хяналт.
• Эрүүл мэнд:Чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдутаа мэдрэгчагаарын дээжийг шинжлэх,импульсийн оксиметрүүдцусны хүчилтөрөгчийг хэмжих, дэвшилтэт CT сканнер гэх мэт эмнэлгийн дүрслэлийн тоног төхөөрөмж.
• Харилцаа холбоо:Шилэн кабелийн сүлжээ нь гэрлийн импульсийг цахилгаан өгөгдлийн дохио болгон хувиргах фотодетектор дээр тулгуурладаг.
• Эрчим хүч:Нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргадаг нарны зай (фотоволтайк мэдрэгчийн нэг төрөл).

Ирээдүй гэрэлт байна: Дараа нь юу байх вэ?

Фотоэлектрик илрүүлэгч технологи нь зогсохгүй байна. Хамгийн сүүлийн үеийн дэвшил нь хил хязгаарыг давж байна:

• Хэт жижигрүүлэх:Эрлийз нано фибр болон цахиурын нано утас зэрэг наноматериал ашиглан өнгөт мэдрэмтгий жижиг мэдрэгчийг хөгжүүлэх.
• Сайжруулсан гүйцэтгэл:2D/3D гетероструктурын материал (MoS2/GaAs, Graphene/Si гэх мэт) нь хэт өндөр хурдтай, хэт мэдрэмтгий детекторуудыг, тэр ч байтугай хэт ягаан туяаны туяаг эсэргүүцэх боломжийг олгодог.
• Илүү ухаалаг функц:Илүү баялаг мэдээлэл авахын тулд суурилуулсан спектрийн шинжилгээ (гиперспектр дүрслэл) эсвэл туйлшралын мэдрэмжтэй детекторууд.
• Өргөн хэрэглээний програмууд:Эмнэлгийн оношлогоо, хүрээлэн буй орчны хяналт, квант тооцоолол, дараагийн үеийн дэлгэцийн шинэ боломжуудыг идэвхжүүлж байна.

Зах зээлийн өсөлт: эрэлтийг тусгах

Автоматжуулалт, ухаалаг технологийн огцом өсөлт нь фотоэлектрик илрүүлэгчийн зах зээлд шууд түлхэц өгч байна. -д үнэлэгдсэн2022 онд 1.69 тэрбум ам.доллар, энэ нь гайхалтай болж өсөх төлөвтэй байна2032 он гэхэд 4.47 тэрбум ам.доллар, CAGR 10.2%-ийн хүчтэй өснө. TheАзи Номхон далайн бүс нутаг, асар их үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт болон электроникийн үйлдвэрлэлд тулгуурласан, энэ төлбөрийг тэргүүлж байна. Хамамацу, OSRAM, LiteON зэрэг томоохон тоглогчид энэхүү өсөн нэмэгдэж буй эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд тасралтгүй шинэчлэл хийж байна.