Hay muchas preguntas en su pregunta, y probablemente debería dividirse en múltiples preguntas diferentes. Sin embargo, no quiero esperar hasta que eso suceda, así que abordaré aquellos a los que conozco las respuestas.
- ¿Cómo se convierte el calor en una señal eléctrica (corriente o voltaje)?
Un microbolómetro es solo un caso especial de un bolómetro que contiene un material cuya resistencia es muy sensible a su temperatura. El cambio en la resistencia causado por el calentamiento de la radiación electromagnética (EM) incidente se lee en un circuito similar al que encontrará en un voltímetro. Estos dispositivos pueden diseñarse para ser sensibles a cantidades increíblemente bajas de energía y, en general, también tienen un alto rango dinámico. Los que he usado en la industria del láser son sensibles desde 10 mW hasta 100 W, un rango dinámico de 10 4 .
- ¿Cómo está tan bien definido el ancho de banda espectral de una cámara?
Los bolómetros son conocidos por tener anchos de banda espectrales increíblemente amplios. Dado que el dispositivo realmente mide el calor depositado por la radiación EM, el ancho de banda del material de detección en sí (generalmente silicio amorfo u óxido de vanadio ) está definido por las longitudes de onda a las que absorbe. Por lo tanto, el ancho de banda de los detectores de microbolómetro debe definirse con una óptica externa que rechace o absorba las otras longitudes de onda. Supongo que usarán un filtro de paso de banda IR absorbente frente a la superficie del detector.
- ¿Por qué las cámaras IR son mucho más caras que las cámaras de video en color? (Las cámaras a color tienen supresores de IR, ¿verdad?)
No lo sé exactamente, pero la capacidad de fabricar estas cosas en masa solo fue posible en los últimos años, mientras que los detectores de dispositivos acoplados por carga (CCD) han estado en producción en masa desde la década de 1980. Tiene razón en que los detectores CCD incorporan un filtro IR, pero los materiales subyacentes solo son sensibles hasta ~ 1-2 μm, por lo que no funcionan en el IR profundo como lo hacen los microbolómetros.
- ¿Cuál es la diferencia entre las cámaras IR que pueden detectar temperaturas de hasta, digamos 1000 ° C, en comparación con las cámaras IR que pueden detectar temperaturas de hasta 400 ° C?
Todos los cuerpos calientes emiten radiación en todo el rango del espectro EM. El contenido espectral de la radiación emitida a una longitud de onda dada está muy cerca de la curva de cuerpo negro de Plank (que se muestra a continuación). Una de las características clave de esta curva es que el pico de la radiación emitida se desplaza hacia longitudes de onda más largas con temperaturas más bajas. El pico de la radiación emitida viene dado por la ley de Wien que es
donde es la constante de Wien ( ) y la temperatura está en unidades de Kelvin. A partir de esto, puede calcular que las longitudes de onda máximas de las temperaturas que solicita son:
λmax=bT
bb=2.8977721⋅103m∗KTλ1000=2.3 μmy . Por lo tanto, los detectores que están diseñados para ser sensibles a esas diferentes temperaturas simplemente se sintonizan (probablemente ajustando el filtro de paso de banda en la parte delantera) para que sean más sensibles a las diferentes longitudes de onda máximas.
λ400=4.3 μm
