적외선이란? 적외선 센서의 원리 | 적외선 센서 이용방법

 

적외선(Infrared Ray)이란?

전자기파 스펙트럼 중 가시광선의 적색광보다 길고 마이크로파보다 짧은 파장, 즉 파장 0.75μm∼1mm의 복사선을 가리킵니다.

파장 범위가 700nm ~ 1mm인 빛으로서, 파장이 적색빛보다는 길고 극초단파보다는 짧은 전자기파의 총칭합니다. 햇빛에도 적외선이 많지만 우리 눈에는 보이지 않습니다.

적외선은 피부에 흡수되어 온열 효과를 내므로 피부를 통해 감지할 수 있습니다. 

적외선이 주로 사용되는 곳은?

적외선은 자외선, 가시광선 보다 파장이 긴 전자기파이다. 파장이 길다 보니 에너지가 낮고, 자외선처럼 해로운 화학적·생물학적 반응을 일으키지 않습니다. 또한 빛의 한 종류로 눈에 보이지 않으며, 직진하는 성질이 있고 물체에 닿으면 반사됩니다. ​ 적외선은 주로 발열이 있는 물체에서 방출되기 때문에 온도 측정 및 감시카메라, 열화상 카메라 등에 사용되고 있습니다.

적외선의 3가지 종류

이름	줄인 기호	파장 범위(μm)	빛알 에너지(meV)
근적외선	NIR	0.70-3.0	413-1,770
중적외선	MIR	3.0-50	24.8-413
원적외선	FIR	50-1,000	1.2-24.8

적외선 센서란?

적외선을 이용한 센서, 외부 물질로부터 방사된 적외선이 센서 내의 자발 분극을 갖는 물질의 분극을 변화시켜 외부 자유 전하를 발생시킴으로써 외부 물질을 감지합니다.

적외선 센서의 원리는?

출처 한국물리학회

양자형 센서

반도체 물질로 제조, 적외선이 입사 되었을 떄 분도체 물질 내의 전자-정공의 여기로 유발되는 전류, 전압의 변화를 감지합니다. 원거리 관특이 필요한 첨단 군사장비, 미세한 온도 변화를 감지하는 의료장비등에서 주로 사용합니다.

사용 열형 센서

목표물로부터 입사되는 적외선에 의해 물질의 온도가 상승함으로써 유발되는 물성의 변화(전도도, 대전량 등)를 감지하는 원리 이용합니다.

적외선 센서 이용방법

비교기 

수광부의 출력 전압을 기준 전압보다 큰 경우와 작은 경우로 나누어 신호를 구별할 수 있다. 이 방법이 흰색과 검은색을 검출하는데 유용하므로 라인트레이서 제작에 이용된다.

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아날로그-디지털 변환기(ADC) 

아날로그 값인 수광부의 출력 전압을 아날로그-디지털 변환기를 통해 디지털 값으로 변환시킨다. 비교기와 달리 반사되는 적외선의 양을 세분화할 수 있으므로 마우스 거리 탐지에 이용된다.