Todo objeto con una temperatura superior al cero absoluto irradia energía al espacio exterior en forma de luz infrarroja. La tecnología de detección que utiliza la radiación infrarroja para medir magnitudes físicas relevantes se denomina tecnología de detección infrarroja.
La tecnología de sensores infrarrojos es una de las tecnologías de más rápido desarrollo en los últimos años. Los sensores infrarrojos se utilizan ampliamente en la industria aeroespacial, la astronomía, la meteorología, el sector militar, la industria, el sector civil y otros campos, desempeñando un papel fundamental e insustituible. El infrarrojo, en esencia, es un tipo de onda de radiación electromagnética, con un rango de longitud de onda de aproximadamente 0,78 m a 1000 m. Se denomina infrarrojo porque se encuentra en el espectro visible, más allá del rojo. Cualquier objeto con una temperatura superior al cero absoluto emite energía al espacio exterior en forma de luz infrarroja. La tecnología de detección que utiliza la radiación infrarroja para medir magnitudes físicas relevantes se denomina tecnología de detección infrarroja.
Un sensor infrarrojo fotónico es un tipo de sensor que funciona mediante el efecto fotónico de la radiación infrarroja. Este efecto se produce cuando, al incidir radiación infrarroja sobre un material semiconductor, el flujo de fotones interactúa con los electrones del material, modificando su estado energético y dando lugar a diversos fenómenos eléctricos. Al medir estos cambios en las propiedades electrónicas del semiconductor, se puede determinar la intensidad de la radiación infrarroja. Los principales tipos de detectores de fotones son: fotodetectores internos, fotodetectores externos, detectores de portadores libres y detectores de pozo cuántico QWIP, entre otros. Los fotodetectores internos se subdividen en fotoconductivos, fotovoltaicos y fotomagnetoeléctricos. Sus principales características son la alta sensibilidad, la rápida velocidad de respuesta y la alta frecuencia de respuesta. Sin embargo, presentan la desventaja de un ancho de banda de detección estrecho y, generalmente, operan a bajas temperaturas (para mantener una alta sensibilidad, se suele utilizar nitrógeno líquido o refrigeración termoeléctrica para enfriar el detector a una temperatura de funcionamiento más baja).
El instrumento de análisis de componentes basado en tecnología de espectro infrarrojo se caracteriza por ser ecológico, rápido, no destructivo y de análisis en línea, y representa uno de los avances tecnológicos de alta tecnología en el campo de la química analítica. Numerosas moléculas de gas, compuestas por átomos asimétricos (diatómicos y poliatómicos), presentan bandas de absorción correspondientes en el espectro infrarrojo. La longitud de onda y la intensidad de absorción de estas bandas varían según las diferentes moléculas presentes en la muestra analizada. A partir de la distribución y la intensidad de absorción de las bandas de absorción de las distintas moléculas de gas, se puede determinar la composición y la concentración de las moléculas de gas en la muestra. El analizador de gases infrarrojo irradia la muestra con luz infrarroja y, mediante el análisis espectral de las características de absorción infrarroja de los distintos medios moleculares, determina la composición o concentración del gas.
El espectro diagnóstico de hidroxilo, agua, carbonato, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH y otros enlaces moleculares se puede obtener mediante irradiación infrarroja del objeto de estudio. Posteriormente, se pueden medir y analizar la longitud de onda, la profundidad y el ancho del espectro para determinar sus especies, componentes y la proporción de los principales elementos metálicos. De esta manera, se puede realizar el análisis de la composición de medios sólidos.
Fecha de publicación: 4 de julio de 2023