红外线传感器

《红外线传感器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红外线传感器（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、、红外线传感器的定义:利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、 散射、干涉、吸收等性质。红外线传感器是利用物体产生红外辐射的特性，实现自动检测的 传感器。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，任何物质，只要它本身具有一定的温 度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而 不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。A二、红外线传感器的组成与分类：1组成：红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。2分类：光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检 测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是

2、热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度 升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通 常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。红外线传感器依动作可分为：（1）将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。（2）利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN接合之光电动势效果的量子 型。热型的现象俗称为焦热效应，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确 定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布 图象

3、；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以各类系统中的两个或者多个的组 合。三、红外传感器工作原理：（1）待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。（2）大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各 种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。（3）光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常 用是物镜。（4）辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可 滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。（5）红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与

4、物质相互作用所呈现出来的 物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。 此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。（6）探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设 备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。（7）信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将 此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。(8) 显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显象管、红外感光材 料、指示仪器和记录仪等。四、红外线传感器的应用:红外线传感器常用于无接触温度测量

5、，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间 技术和环境工程等领域得到广泛应用。1在医学上的应用：采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，应用电路： 人体焦耳式体温感测2 Kt20+-E4QKV0焦耳式体温传感器，由于静电效应输出阻抗很高，因此基板之一侧连接一 FET作 为阻抗匹配的电压随耦器，工作时需加直流于D极和S极。当人体接近感知器时，在源极(S)端感应一脉冲信号，送至运算放大器做一正向 放大 器。调整VR1MQ，可改变输出的放大倍数。可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗；例：人体热释电红外传感器和应 用介绍被动式热释电红外探头的工作原理及特性：一般人体都有恒定的体温，

6、一般在37度, 所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM 左右的红外线而进行工作的。2在空间技术上的应用：利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现 大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。3在军事上的应用：A遥感的用途大致有：首先是对目标国家和地区的资源状况的监 视。通过有效地监视资源及其变化，可以帮助确定战略的目标。其次，监视对方军事部署和 大规模的军事移动。许多军事部署的位置信息可以通过高精度的卫星遥感获得，大规模的军 事移动也容易在遥感器上留下痕迹，这些都对于对应国家采取相应的措施提供了快速而有效

7、的信息。其次，在具体的作战当中，遥感可以帮助分析局部的地形、资源状况，从而帮助己 方进行战术行动的方案判断。微波遥感用在大气的各项数据的测量上，在海洋学、油污探测、 融雪测定等方面都有应用。4环境工程上的应用：微波遥感用在大气的各项数据的测量上，在海洋学、油污探测、 融雪测定等方面都有应用。可见，传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。 人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力。而现代科学技术突 飞猛进则提供了坚强的后盾。二十一世纪，人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能； 一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能，制造

8、出更多的传感 器.而红外线传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展五、红外线传感器的成就：1红外探测器： 红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光 子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使 探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化，便可探测出辐 射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射，引起非电量的 物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。2无线红外传感器无线红外传感器又名无线红外探测器RDPIR-WL01无线智能幕帘/广角红外探测器

9、采用美国军用红外传感器进行信号采集探测与摩 托罗拉芯片组合集成单片机智能技术控制，自动温度补偿，微电流省耗，无误报， 无漏报，探测距离远，工作稳定，性能可靠，外形精巧，美观大方。机内设置电 源外拨开关，外出设防可以接通电源，达到更加省电的效果。它是根据人体红外光谱而工作，当人体在其接收范围内活动时，探测器输出报警 信号，广泛用于银行、仓库和家庭等场所的安全防范。它是目前可靠性较高的产品，红外探测部分采用报警器用传感器和红外专用处理 IC。高频发射部分采用最新声表面(SAW)稳频技术，配合成熟的外围电路， 使得产品具有红外探测灵敏度好、误报率低、高频发射频率稳定、发射功率大的 特点。工作原理：红外广角型探头的防范区域是以其透镜始点，向前散发120度，长 12米的圆锥形的探测区域，在这区域内，只要是热能动物在区域内活动，其散 发的红外热能将被吸收。幕帘型探头工作原理：红外幕帘型探头的防范区域是以其透镜始点，向前散发 120度，长12米的圆锥形的探测区域，在这区域内，只要是热能动物在区域内 活动，其散发的红外热能将被吸收。3热电型红外线传感器系接受检知对象物所发出的红外线，因此是被动型请参 照图2(a),由于不是图(b)所示的主动型，所以并不需要校对投光器、受光器 之 光轴等烦琐的作业。