Lentille de Fresnel utilisée dans un système de capteur infrarouge
Les systèmes de détection infrarouge se répartissent en cinq catégories selon leurs fonctions. Ce sont des systèmes de mesure utilisant l'infrarouge comme milieu. Selon leur mécanisme de détection, on distingue les détecteurs de photons et les détecteurs thermiques. La technologie de détection infrarouge est largement utilisée dans de nombreux domaines : sciences et technologies modernes, défense nationale, industrie, agriculture, etc.
La technologie infrarouge s'est considérablement développée et est aujourd'hui largement répandue. Elle est employée dans de nombreux domaines, notamment les technologies modernes, la défense nationale, l'industrie, l'agriculture et bien d'autres. Un système de détection infrarouge est un système de mesure utilisant l'infrarouge comme médium. Ses fonctions se répartissent en cinq catégories : (1) le radiomètre, utilisé pour la mesure du rayonnement et du spectre ; (2) le système de recherche et de poursuite, utilisé pour rechercher et suivre une cible infrarouge, déterminer sa position spatiale et suivre ses mouvements ; (3) le système d'imagerie thermique, capable de produire une image de la distribution du rayonnement infrarouge de la cible ; (4) le système de télémétrie et de communication infrarouge ; (5) le système hybride, qui combine deux ou plusieurs des systèmes précédents.
Système de capteur infrarouge
Il est principalement composé d'un matériau à coefficient pyroélectrique élevé, tel que la céramique de titanate de zirconate de plomb, le tantalate de lithium, le sulfate de titane triglycérylé, etc. L'élément de détection, de dimensions 2 x 1 mm, est intégré. Un ou deux éléments de détection sont installés dans chaque détecteur. Ces éléments sont connectés en série avec deux autres éléments de détection, en polarité inverse, afin de supprimer les interférences dues à leur propre échauffement. L'élément de détection convertit le rayonnement infrarouge détecté et reçu en un faible signal de tension, lequel est amplifié par le tube à effet de champ intégré à la sonde et transmis à l'extérieur. Afin d'améliorer la sensibilité du détecteur et d'augmenter sa portée, une lentille de Fresnel est généralement installée en amont. Cette lentille est en plastique transparent. Chacune de ses deux parties est divisée en plusieurs segments égaux, formant ainsi une lentille dotée d'un système optique spécifique. Ce système, associé à un circuit d'amplification, amplifie le signal de plus de 70 décibels, permettant ainsi de détecter les mouvements de personnes dans un rayon de 10 à 20 mètres. Aujourd'hui, le système de capteur infrarouge avec lentille de Fresnel est largement utilisé dans de nombreux domaines, tels que : la détection de la température corporelle humaine, les systèmes domotiques, le domaine de l'IA robotique et divers domaines de détection infrarouge humaine.
Les rayons infrarouges d'autres longueurs d'onde sont absorbés par la lentille de Fresnel.
La longueur d'onde centrale du rayonnement infrarouge émis par le corps humain se situe entre 9 et 10 µm, et la sensibilité spectrale de l'élément de détection est quasi stable autour de 0,20 µm. Une fenêtre équipée d'une lentille de Fresnel est placée au-dessus du capteur. La gamme de longueurs d'onde que cette lentille laisse passer est de 7 à 10 µm, ce qui est précisément adapté à la détection du rayonnement infrarouge humain. Les rayonnements infrarouges de longueurs d'onde supérieures sont absorbés par la lentille de Fresnel, ce qui confère au capteur une vocation spécifique à la détection du rayonnement infrarouge humain.
