เลนส์เฟรสเนลที่ใช้ในระบบเซ็นเซอร์อินฟราเรด
ระบบตรวจวัดด้วยอินฟราเรดสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภทตามหน้าที่การทำงาน โดยเป็นระบบวัดที่ใช้รังสีอินฟราเรดเป็นตัวกลาง และแบ่งตามกลไกการตรวจจับได้เป็นเครื่องตรวจจับโฟตอนและเครื่องตรวจจับความร้อน เทคโนโลยีการตรวจวัดด้วยอินฟราเรดถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ การป้องกันประเทศ อุตสาหกรรม และการเกษตร เป็นต้น
เทคโนโลยีอินฟราเรดได้รับการพัฒนามาจนถึงปัจจุบันและเป็นที่รู้จักกันดีแล้ว เทคโนโลยีนี้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในเทคโนโลยีสมัยใหม่ เทคโนโลยีการป้องกันประเทศ เทคโนโลยีอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม และสาขาอื่นๆ ระบบตรวจจับอินฟราเรดเป็นระบบการวัดที่ใช้อินฟราเรดเป็นสื่อกลาง ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 5 ประเภทตามหน้าที่ ได้แก่ (1) เครื่องวัดรังสี ใช้สำหรับวัดรังสีและสเปกตรัม (2) ระบบค้นหาและติดตาม ใช้ในการค้นหาและติดตามเป้าหมายอินฟราเรด กำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่ และติดตามการเคลื่อนไหว (3) ระบบสร้างภาพความร้อน สามารถสร้างภาพการกระจายของรังสีอินฟราเรดของเป้าหมายทั้งหมด (4) ระบบวัดระยะและสื่อสารด้วยอินฟราเรด (5) ระบบไฮบริด หมายถึง การรวมกันของระบบต่างๆ ข้างต้นตั้งแต่สองระบบขึ้นไป
ระบบเซ็นเซอร์อินฟราเรด
โดยส่วนใหญ่แล้ว ตัวตรวจจับจะทำจากวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์ไพโรอิเล็กทริกสูง เช่น เซรามิกตะกั่วเซอร์โคเนตไททาเนต ลิเธียมแทนทาเลต ไตรกลีเซอริลไททาเนียมซัลเฟต เป็นต้น ส่วนประกอบตรวจจับมีขนาด 2*1 มม. ติดตั้งหนึ่งหรือสองตัวในแต่ละตัวตรวจจับ ส่วนประกอบตรวจจับจะต่ออนุกรมกับส่วนประกอบตรวจจับสองตัวในขั้วตรงข้ามเพื่อลดการรบกวนที่เกิดจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นของตัวมันเอง ส่วนประกอบตรวจจับจะแปลงรังสีอินฟราเรดที่ตรวจจับได้และรับมาเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าอ่อนๆ ซึ่งติดตั้งอยู่ในโพรบ จากนั้นจะขยายสัญญาณผ่านหลอดสนามแม่เหล็กและส่งออกไปภายนอก เพื่อเพิ่มความไวในการตรวจจับและเพิ่มระยะการตรวจจับ โดยทั่วไปจะติดตั้งเลนส์เฟรสเนลไว้ด้านหน้าตัวตรวจจับ เลนส์ทำจากพลาสติกใส แต่ละส่วนแบ่งออกเป็นหลายส่วนเท่าๆ กันเพื่อสร้างเลนส์ที่มีระบบออปติคอลพิเศษ ซึ่งทำงานร่วมกับวงจรขยายสัญญาณเพื่อขยายสัญญาณให้มากกว่า 70 เดซิเบล ทำให้สามารถวัดการเคลื่อนไหวของคนในระยะ 10 ถึง 20 เมตรได้ ปัจจุบันระบบเซ็นเซอร์อินฟราเรดที่มีเลนส์เฟรสเนลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น การตรวจวัดอุณหภูมิร่างกายมนุษย์ ระบบบ้านอัจฉริยะ ปัญญาประดิษฐ์ในหุ่นยนต์ และสาขาการตรวจจับอินฟราเรดต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์
รังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นอื่นๆ จะถูกดูดซับโดยเลนส์เฟรสเนล
ความยาวคลื่นกลางของรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากร่างกายมนุษย์คือ 9-10 ไมโครเมตร และความไวต่อความยาวคลื่นขององค์ประกอบตรวจจับนั้นค่อนข้างคงที่ในช่วง 0.20 ไมโครเมตร เซ็นเซอร์นี้มีช่องเปิดที่ติดตั้งเลนส์เฟรสเนลอยู่ด้านบน ช่วงความยาวคลื่นของแสงที่เลนส์เฟรสเนลสามารถผ่านได้คือ 7-10 ไมโครเมตร ซึ่งเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับรังสีอินฟราเรดจากร่างกายมนุษย์ ส่วนรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นอื่นๆ จะถูกเลนส์เฟรสเนลดูดซับไว้ จึงทำให้เกิดเซ็นเซอร์อินฟราเรดที่มีวัตถุประสงค์พิเศษในการตรวจจับรังสีจากร่างกายมนุษย์
