Détecteur de présence

Plan ¤ Introduction ¤ Partie I : L'Infrarouge, qu'est ce que c'est exactement ? ¤ Bref historique ¤ Spectre Electromagnétique ¤ Les trois différents sous groupe de l'IR ¤ Partie II : Les méthodes de détections ¤ Les détecteurs de rayonnements en général ¤ Détecteurs Thermiques et Quantiques ¤ Exemples de détecteurs ¤ Applications et conclusion

Introduction : corps noir Il s'agit d'un corps qui absorbe toute l'énergie qu'il recoit, et qui émet un rayonnement en fonction de sa température. Spectre du corps noir

Φ = δ * T4 Φ : le flux en W/m-2, δ : constante de Stefan-Boltzman, T : température en Kelvin En dérivant cette expression, on obtient le flux d'énergie : dΦ/dλ = (2π * h * c²) / (λ5 (e hc/λkt -1 )) Le flux d'énergie émit par le corps noir est donné par la loi de Stefan-Boltzman :

On obtient alors la loi de Wien, pour le maximum de ce spectre : Λmax = hc/4,965*KT = 0,003/T avec T en K

Partie I : l'Infrarouge Historique : 1800 : Découverte d'un rayonnement thermique en dehors du spectre de la lumière visible par Sir William HERCHEL. 1830 : Naissance des premiers détecteurs infrarouges 1880 : Apparition des matériaux photorésistants, i.e. matériau dont la résistance électrique varie en fonction de la température. 1870 à 1920 : Apparition des premiers détecteurs quantiques. 1930 à 1944 : Apparition des détecteurs de sulfure de plomb ( PbS). 1940 à 1950 : Apparition des détecteurs à l"Antimoniure d'Indium (InSb). 1960 : Détecteurs de Tellurure, Cadmium Mercure (Te Cd Hg). 1970 à 1990 : Développement des caméras thermiques. 1990 à nos jours : Amélioration de ces caméras infrarouges...

Il y a donc trois grands types d'infrarouge Il y a donc trois grands types d'infrarouge. Chacun de ces trois types ne peut etre mesuré qu'avec des détecteurs bien particuliers. Infrarouge proche : décelé par les émulsions électromagnétiques; par les cellules photovoltaiques et par des détecteurs photoconducteurs. Infrarouge moyen : détecteurs thermiques, photoconducteurs, photovoltaiques. Infrarouge lointain : détecteurs thermiques.

Partie II : Les détecteurs Un détecteur de rayonnement transforme un signal optique incident dépendant de l'espace et du temps en un signal électrique. ¤ di = (di/dF).dF + (di/dv).dv ¤ dv = (dv/dF).dF + (dv/di).di i, l'intendité depend du flux F et de la tension v v, la tension, dépend du flux F et de l'intensité i

on pose Si, Sv et Z tel que : ¤ di = Si.dF + (1/Z).dv ¤ dv = Sv.dF + Z.di Avec Z, l'impédence, défini par dv/di. Si et Sv sont respectivement la sensibilité du flux optique F en intensité et en tension. Sv en volt/watt, Si en Ampere/watt. Il y a essentiellement deux grands groupes de détecteurs : les détecteurs thermiques et les détecteurs quantiques.

Les détecteurs thermiques C'est un récepteur qui transforme le flux lumineux en chaleur par absorption. On mesure alors la variation de la température. dU/dt = C dT/dt = Ws + Wa – Wd Ws : énergie due au signal Wa : énergie due à la température ambiante Wd : énergie rayonnée par le détecteur

On retiendra également que la sensibilité d'un capteur thermique peut s'exprimer sous la forme : S = ΛT / F = 1/ (4*A*δ*T 3) = 1/K K conductance thermique du détecteur.

Les différents types de détecteurs thermiques ¤ Les bolomètres ¤ Les détecteurs pyroélectriques ¤ Les thermopiles ¤ Les détecteurs pneumatiques

Les détecteurs quantiques Le signal recupéré est la mesure de l'excitation du rayonnement sur le capteur. Il existe principalement deux types de détecteurs quantiques : ¤ Détecteurs photoémissifs ¤ Détecteurs photovoltaïques

Applications et conclusion Quelques applications : Dans la vie quotidienne, utilisé par des appareils de surveillances

Dans le domaine médical :

Imagerie infrarouge :

Sources bibliographiques Internet : http://media4.obspm.fr/ http://fr.wikipedia.org/wiki/Accueil www.theses.ulaval.ca www.sciences.ch Livre : La thermographie infrarouge par G. Gaumorguer