Qualquer objeto com temperatura acima do zero absoluto irradia energia para o espaço exterior na forma de luz infravermelha. A tecnologia de sensoriamento que utiliza radiação infravermelha para medir grandezas físicas relevantes é chamada de tecnologia de sensoriamento infravermelho.
A tecnologia de sensores infravermelhos é uma das que mais crescem nos últimos anos, sendo amplamente utilizada em áreas como aeroespacial, astronomia, meteorologia, militar, industrial e civil, desempenhando um papel fundamental e insubstituível. O infravermelho, em essência, é um tipo de onda de radiação eletromagnética, com comprimento de onda na faixa de aproximadamente 0,78 m a 1000 m. Por estar localizado fora da faixa da luz visível, além da luz vermelha, é chamado de infravermelho. Qualquer objeto com temperatura acima do zero absoluto emite energia para o espaço na forma de luz infravermelha. A tecnologia de sensoriamento que utiliza a radiação infravermelha para medir grandezas físicas relevantes é chamada de tecnologia de sensoriamento por infravermelho.
Um sensor infravermelho fotônico é um tipo de sensor que funciona utilizando o efeito fotônico da radiação infravermelha. O chamado efeito fotônico refere-se ao fato de que, quando há incidência de radiação infravermelha em materiais semicondutores, o fluxo de fótons na radiação infravermelha interage com os elétrons no material semicondutor, alterando o estado de energia dos elétrons e resultando em diversos fenômenos elétricos. Ao medir as alterações nas propriedades eletrônicas dos materiais semicondutores, é possível determinar a intensidade da radiação infravermelha correspondente. Os principais tipos de detectores fotônicos são: fotodetectores internos, fotodetectores externos, detectores de portadores livres, detectores de poço quântico QWIP, entre outros. Os fotodetectores internos são subdivididos em fotocondutores, fotogeradores e fotomagnetoelétricos. As principais características do detector fotônico são alta sensibilidade, alta velocidade de resposta e alta frequência de resposta, mas a desvantagem é a faixa de detecção estreita e o funcionamento geralmente em baixas temperaturas (para manter a alta sensibilidade, nitrogênio líquido ou refrigeração termoelétrica são frequentemente utilizados para resfriar o detector fotônico a uma temperatura de operação mais baixa).
O instrumento de análise de componentes baseado na tecnologia de espectro infravermelho apresenta características como sustentabilidade, rapidez, não destrutividade e operação online, sendo uma das tecnologias analíticas de rápido desenvolvimento no campo da química analítica. Muitas moléculas gasosas, compostas por diatomáceas e poliatômicas assimétricas, possuem bandas de absorção correspondentes na faixa da radiação infravermelha. O comprimento de onda e a intensidade de absorção dessas bandas variam devido às diferentes moléculas presentes nos objetos analisados. A partir da distribuição das bandas de absorção de diversas moléculas gasosas e da intensidade da absorção, é possível identificar a composição e o teor de moléculas gasosas no objeto analisado. O analisador de gases por infravermelho irradia o meio analisado com luz infravermelha e, com base nas características de absorção infravermelha de diferentes moléculas, utiliza o espectro de absorção infravermelha do gás para, por meio de análise espectral, obter a análise da composição ou concentração do gás.
O espectro diagnóstico de hidroxila, água, carbonato, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH e outras ligações moleculares pode ser obtido por irradiação infravermelha do objeto alvo. Em seguida, a posição do comprimento de onda, a profundidade e a largura do espectro podem ser medidas e analisadas para determinar suas espécies, componentes e proporção dos principais elementos metálicos. Dessa forma, é possível realizar a análise da composição de meios sólidos.
Data da publicação: 04/07/2023