ഒരു ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടർ എന്താണ് ചെയ്യുന്നത്?

ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടറുകൾ നമ്മുടെ അദൃശ്യ ലോകത്തെ എങ്ങനെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നു

നിങ്ങളുടെ സ്മാർട്ട്‌ഫോൺ എങ്ങനെ തെളിച്ചം യാന്ത്രികമായി ക്രമീകരിക്കുന്നു, ഫാക്ടറി മെഷീനുകൾ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ പറന്നുയരുന്നത് "കാണുന്നു", അല്ലെങ്കിൽ സുരക്ഷാ സംവിധാനങ്ങൾ ആരെങ്കിലും സമീപിക്കുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന് അറിയുന്നു എന്ന് എപ്പോഴെങ്കിലും ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ? ഈ നേട്ടങ്ങൾക്ക് പിന്നിലെ പാടിപ്പുകഴ്ത്താത്ത നായകൻ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടർ ആണ് - പ്രകാശത്തെ പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ബുദ്ധിശക്തിയാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു ഉപകരണം.

അതുകൊണ്ട്കൃത്യമായിഒരു ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടർ പ്രവർത്തിക്കുമോ?

അതിന്റെ കാമ്പിൽ, ഒരു ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടർ എന്നത് ഒരു ഉപകരണമാണ്, അത്പ്രകാശ സിഗ്നലുകളെ (ഫോട്ടോണുകൾ) വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളാക്കി (കറന്റ് അല്ലെങ്കിൽ വോൾട്ടേജ്) പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു.. പ്രകാശത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾ - ബീം തടയപ്പെടുകയോ, പ്രതിഫലിക്കപ്പെടുകയോ, അല്ലെങ്കിൽ അതിന്റെ തീവ്രത മാറുകയോ ചെയ്യുന്നുണ്ടോ - മനസ്സിലാക്കുന്ന ഒരു ചെറിയ വിവർത്തകനായി ഇതിനെ കരുതുക - ആ വിവരങ്ങൾ തൽക്ഷണം യന്ത്രങ്ങൾ, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവ മനസ്സിലാക്കാനും പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയുന്ന ഒരു വൈദ്യുത ഔട്ട്‌പുട്ടാക്കി മാറ്റുന്നു. ഈ അടിസ്ഥാന കഴിവ്, പ്രാഥമികമായി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളത്ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം(ചില വസ്തുക്കളിൽ പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ അഴിഞ്ഞുപോകുന്നു), എണ്ണമറ്റ പ്രയോഗങ്ങൾക്ക് അവയെ അവിശ്വസനീയമാംവിധം വൈവിധ്യമാർന്ന "കണ്ണുകൾ" ആക്കുന്നു.

ഈ "ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾ" യഥാർത്ഥത്തിൽ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

മിക്ക ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടറുകൾക്കും മൂന്ന് പ്രധാന ഭാഗങ്ങളുണ്ട്:

1. പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് (എമിറ്റർ):സാധാരണയായി ഒരു LED (ദൃശ്യമായ ചുവപ്പ്, പച്ച, അല്ലെങ്കിൽ ഇൻഫ്രാറെഡ്) അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ലേസർ ഡയോഡ്, ഫോക്കസ് ചെയ്ത ഒരു പ്രകാശകിരണം അയയ്ക്കുന്നു.
2. സ്വീകർത്താവ്:സാധാരണയായി ഒരു ഫോട്ടോഡയോഡ് അല്ലെങ്കിൽ ഫോട്ടോട്രാൻസിസ്റ്റർ, പുറത്തുവിടുന്ന പ്രകാശം കണ്ടെത്തുന്നതിനും അതിന്റെ സാന്നിധ്യം, അഭാവം അല്ലെങ്കിൽ തീവ്രതയിലെ മാറ്റം എന്നിവയെ വൈദ്യുത പ്രവാഹമാക്കി മാറ്റുന്നതിനും സൂക്ഷ്മമായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു.
3. ഡിറ്റക്ഷൻ സർക്യൂട്ട്:റിസീവറിന്റെ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്ന തലച്ചോറുകൾ, ശബ്ദം ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത് ശുദ്ധവും വിശ്വസനീയവുമായ ഒരു ഔട്ട്‌പുട്ട് (ഒരു സ്വിച്ച് ഓൺ/ഓഫ് ചെയ്യുകയോ ഡാറ്റ സിഗ്നൽ അയയ്ക്കുകയോ പോലുള്ളവ) പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്നു.

വ്യത്യസ്ത "കാഴ്ച" രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് അവർ വസ്തുക്കളെയോ മാറ്റങ്ങളെയോ കണ്ടെത്തുന്നു:

• ത്രൂ-ബീം (ട്രാൻസ്മിഷൻ):എമിറ്ററും റിസീവറും പരസ്പരം അഭിമുഖീകരിക്കുന്നു. ഒരു വസ്തു കണ്ടെത്തുമ്പോൾ അത്ബ്ലോക്കുകൾലൈറ്റ് ബീം. ഏറ്റവും ദൈർഘ്യമേറിയ ദൂരപരിധിയും (10+ മീറ്ററുകൾ) ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയും നൽകുന്നു.
• റിട്രോഫ്ലെക്റ്റീവ്:എമിറ്ററും റിസീവറും ഒരേ യൂണിറ്റിലാണ്, ഒരു പ്രത്യേക റിഫ്ലക്ടറിന് അഭിമുഖമായി. ഒരു വസ്തു കണ്ടെത്തുമ്പോൾ അത്ബ്രേക്കുകൾപ്രതിഫലിക്കുന്ന ബീം. ത്രൂ-ബീമിനേക്കാൾ എളുപ്പമുള്ള വിന്യാസം, പക്ഷേ വളരെ തിളക്കമുള്ള വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് കബളിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.
• ഡിഫ്യൂസ് റിഫ്ലെക്റ്റീവ്:എമിറ്ററും റിസീവറും ഒരേ യൂണിറ്റിലാണ്, ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് വിരൽ ചൂണ്ടുന്നു. വസ്തു കണ്ടെത്തുന്നത് അത്പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നുപുറത്തുവിടുന്ന പ്രകാശം റിസീവറിലേക്ക് തിരികെ നൽകുന്നു. പ്രത്യേക പ്രതിഫലനത്തിന്റെ ആവശ്യമില്ല, പക്ഷേ കണ്ടെത്തൽ വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
• പശ്ചാത്തല അടിച്ചമർത്തൽ (BGS):ഒരു മികച്ച ഡിഫ്യൂസ് തരം. ത്രികോണം ഉപയോഗിച്ച്, അത്മാത്രംഒരു നിശ്ചിത ദൂരപരിധിക്കുള്ളിലുള്ള വസ്തുക്കളെ കണ്ടെത്തുന്നു, അതിനപ്പുറമുള്ളതോ ലക്ഷ്യത്തിന് വളരെ പിന്നിലുള്ളതോ ആയ ഒന്നും അവഗണിക്കുന്നു.

എന്തുകൊണ്ടാണ് അവ എല്ലായിടത്തും ഉള്ളത്? പ്രധാന നേട്ടങ്ങൾ:

ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടറുകൾ പല സെൻസിംഗ് ജോലികളിലും ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നു, കാരണം അവ സവിശേഷമായ നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു:

• നോൺ-കോൺടാക്റ്റ് സെൻസിംഗ്:അവർക്ക് വസ്തുവിൽ തൊടേണ്ടതില്ല, ഇത് സെൻസറിന്റെയും അതിലോലമായ വസ്തുക്കളുടെയും തേയ്മാനം തടയുന്നു.
• ദൈർഘ്യമേറിയ കണ്ടെത്തൽ ശ്രേണികൾ:പ്രത്യേകിച്ച് ത്രൂ-ബീം തരങ്ങൾ, ഇൻഡക്റ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ കപ്പാസിറ്റീവ് സെൻസറുകളെക്കാൾ വളരെ മികച്ചത്.
• മിന്നൽ വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണം:ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ മൈക്രോസെക്കൻഡുകളിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതിവേഗ ഉൽ‌പാദന ലൈനുകൾക്ക് ഇത് അനുയോജ്യമാണ്.
• മെറ്റീരിയൽ അഗ്നോസ്റ്റിക്:വെർച്വലായി കണ്ടെത്തുകഎന്തും- ലോഹം, പ്ലാസ്റ്റിക്, ഗ്ലാസ്, മരം, ദ്രാവകം, കാർഡ്ബോർഡ് - ലോഹത്തെ മാത്രം മനസ്സിലാക്കുന്ന ഇൻഡക്റ്റീവ് സെൻസറുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി.
• ചെറിയ വസ്തു കണ്ടെത്തലും ഉയർന്ന റെസല്യൂഷനും:ചെറിയ ഭാഗങ്ങളോ കൃത്യമായ സ്ഥാനങ്ങളോ മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും.
• വർണ്ണ, ദൃശ്യതീവ്രത വിവേചനം:പ്രത്യേക തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശത്തെ എങ്ങനെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി വസ്തുക്കളെ വേർതിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും.

അവ പ്രവർത്തനത്തിൽ നിങ്ങൾക്ക് എവിടെ കണ്ടെത്താനാകും (യഥാർത്ഥ ലോക സ്വാധീനം):

ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വളരെ വലുതാണ്, മിക്കവാറും എല്ലാ വ്യവസായങ്ങളെയും ഇത് ബാധിക്കുന്നു:

• വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ (പവർഹൗസ്):കൺവെയറുകളിൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ എണ്ണൽ, കുപ്പി മൂടികൾ ഓണാണോ എന്ന് പരിശോധിക്കൽ, ലേബലുകൾ കണ്ടെത്തൽ, റോബോട്ടിക് ആയുധങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കൽ, പാക്കേജിംഗ് നിറഞ്ഞിട്ടുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കൽ, അസംബ്ലി ലൈനുകൾ നിരീക്ഷിക്കൽ. ആധുനിക നിർമ്മാണ കാര്യക്ഷമതയ്ക്ക് അവ അടിസ്ഥാനപരമാണ്.
• സുരക്ഷയും ആക്‌സസ് നിയന്ത്രണവും:ഓട്ടോമാറ്റിക് ഡോർ സെൻസറുകൾ, നുഴഞ്ഞുകയറ്റം കണ്ടെത്തൽ ബീമുകൾ, ആളുകളെ എണ്ണുന്ന സംവിധാനങ്ങൾ.
• കൺസ്യൂമർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്:സ്മാർട്ട്‌ഫോൺ ആംബിയന്റ് ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾ, ടിവി റിമോട്ട് കൺട്രോൾ റിസീവറുകൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ മൗസ്.
• ഓട്ടോമോട്ടീവ്:ഓട്ടോമാറ്റിക് വൈപ്പറുകളിൽ മഴ സെൻസറുകൾ, സുരക്ഷാ സംവിധാനങ്ങളിൽ തടസ്സം കണ്ടെത്തൽ, ഹെഡ്‌ലൈറ്റ് നിയന്ത്രണം.
• ആരോഗ്യ പരിരക്ഷ:പ്രധാന ഘടകങ്ങൾപുക കണ്ടെത്തൽ ഉപകരണങ്ങൾവായു സാമ്പിളുകൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നു,പൾസ് ഓക്സിമീറ്ററുകൾരക്തത്തിലെ ഓക്സിജൻ അളക്കൽ, നൂതന സിടി സ്കാനറുകൾ പോലുള്ള മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ.
• ആശയവിനിമയങ്ങൾ:പ്രകാശ പൾസുകളെ തിരികെ വൈദ്യുത ഡാറ്റ സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിന് ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളെ ആശ്രയിക്കുന്നു.
• ഊർജ്ജം:സൂര്യപ്രകാശത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്ന സോളാർ സെല്ലുകൾ (ഒരു തരം ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഡിറ്റക്ടർ).

ഭാവി ശോഭനമാണ്: അടുത്തത് എന്താണ്?

ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യ ഇപ്പോഴും നിൽക്കുന്നില്ല. നൂതനമായ പുരോഗതികൾ അതിരുകൾ കടക്കുന്നു:

• അങ്ങേയറ്റം മിനിയേച്ചറൈസേഷൻ:ഹൈബ്രിഡ് നാനോഫൈബറുകൾ, സിലിക്കൺ നാനോവയറുകൾ തുടങ്ങിയ നാനോമെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ചെറുതും വർണ്ണ സെൻസിറ്റീവുമായ ഡിറ്റക്ടറുകളുടെ വികസനം.
• മെച്ചപ്പെടുത്തിയ പ്രകടനം:2D/3D ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകൾ (MoS2/GaAs, ഗ്രാഫീൻ/Si പോലുള്ളവ) അൾട്രാ-ഹൈ-സ്പീഡ്, അൾട്രാ-സെൻസിറ്റീവ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞ UV പ്രകാശത്തിനുപോലും.
• മികച്ച പ്രവർത്തനം:സമ്പന്നമായ വിവരങ്ങൾ പിടിച്ചെടുക്കുന്നതിനായി ബിൽറ്റ്-ഇൻ സ്പെക്ട്രൽ വിശകലനം (ഹൈപ്പർസ്പെക്ട്രൽ ഇമേജിംഗ്) അല്ലെങ്കിൽ പോളറൈസേഷൻ സെൻസിറ്റിവിറ്റി ഉള്ള ഡിറ്റക്ടറുകൾ.
• വിശാലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ:മെഡിക്കൽ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ്, പരിസ്ഥിതി നിരീക്ഷണം, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, അടുത്ത തലമുറ ഡിസ്പ്ലേകൾ എന്നിവയിൽ പുതിയ സാധ്യതകൾ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

വിപണിയിലെ കുതിപ്പ്: ആവശ്യകതയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു

ഓട്ടോമേഷനിലും സ്മാർട്ട് സാങ്കേതികവിദ്യകളിലുമുള്ള സ്ഫോടനാത്മകമായ വളർച്ച ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ടർ വിപണിയെ നേരിട്ട് ഇന്ധനമാക്കുന്നു.2022ൽ 1.69 ബില്യൺ യുഎസ് ഡോളർ, അത് അമ്പരപ്പിക്കുന്ന തരത്തിലേക്ക് ഉയരുമെന്ന് പ്രവചിക്കപ്പെടുന്നു2032 ആകുമ്പോഴേക്കും 4.47 ബില്യൺ യുഎസ് ഡോളർ, 10.2% സംയോജിത വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്കിൽ വളർച്ച.ദിഏഷ്യ-പസഫിക് മേഖലവൻതോതിലുള്ള നിർമ്മാണ ഓട്ടോമേഷനും ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഉൽപ്പാദനവും നയിക്കുന്ന δικανή, ഈ കുതിച്ചുയരുന്ന ആവശ്യം നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഹമാമത്സു, ഒഎസ്ആർഎഎം, ലൈറ്റ്ഒഎൻ തുടങ്ങിയ പ്രമുഖ കമ്പനികൾ തുടർച്ചയായി നവീകരിക്കുന്നു.