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深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理

發(fā)布時(shí)間:2019-02-25 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】在科技高度發(fā)達(dá)的今天,自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測在人們的日常生活和工業(yè)控制所占的比例也越來越重,使人們的生活越來越舒適,工業(yè)生產(chǎn)的效率越來越高。
 
而傳感器是自動(dòng)控制中的重要組成部件,是信息采集系統(tǒng)的重要部件,通過傳感器將感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適合輸送或檢測的信號(一般為電信號),再利用計(jì)算機(jī)或者電路設(shè)備對傳感器輸出的信號進(jìn)行處理從而達(dá)到自動(dòng)控制的功能,由于傳感器的響應(yīng)時(shí)間一般都比較短,所以可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
紅外傳感器是傳感器中常見的一類,由于紅外傳感器是檢測紅外輻射的一類傳感器,而自然界中任何物體只要其穩(wěn)定高于絕對零度都將對外輻射紅外能量,所以紅外傳感器稱為非常實(shí)用的一類傳感器,利用紅外傳感器可以設(shè)計(jì)出很多實(shí)用的傳感器模塊,如紅外測溫儀,紅外成像儀,紅外人體探測報(bào)警器,自動(dòng)門控制系統(tǒng)等。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
宇宙間的任何物體只要其溫度超過零度就能產(chǎn)生紅外輻射,事實(shí)上同可見光一樣,其輻射能夠進(jìn)行折射和反射,這樣便產(chǎn)生了紅外技術(shù),利用紅外光探測器因其獨(dú)有的優(yōu)越性而得到廣泛的重視,并在軍事和民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。軍事上,紅外探測用于制導(dǎo)、火控跟蹤、警戒、目標(biāo)偵查、武器熱瞄準(zhǔn)器、艦船導(dǎo)航等;在民用領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用與工業(yè)設(shè)備監(jiān)控、安全監(jiān)視、救災(zāi)、遙感、交通管理以及醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)等。
 
紅外傳感器定義
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
紅外線傳感器是用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的傳感器。紅外線又稱紅外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。它是一種不可見光,其光譜位于可見光中紅色以外,所以稱紅外線。
 
工程上把紅外線占據(jù)在電磁波譜中的位置(波段)分為:近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四個(gè)波段。任何物質(zhì),只要它本身具有一定的溫度(高于絕對零度),都能輻射紅外線。
 
紅外傳感器的測量基礎(chǔ)原理
 
首先了解一下紅外光。紅外光是太陽光譜的一部分,紅外光的最大特點(diǎn)就是具有光熱效應(yīng),輻射熱量,它是光譜中最大光熱效應(yīng)區(qū)。紅外光一種不可見光,與所有電磁波一樣,具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。紅外光在真空中的傳播速度為300000Km/s。紅外光在介質(zhì)中傳播會(huì)產(chǎn)生衰減,在金屬中傳播衰減很大,但紅外輻射能透過大部分半導(dǎo)體和一些塑料,大部分液體對紅外輻射吸收非常大。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
不同的氣體對其吸收程度各不相同,大氣層對不同波長的紅外光存在不同的吸收帶。研究分析表明,對于波長為1——5μm、 8——14μm區(qū)域的紅外光具有比較大的“透明度”。即這些波長的紅外光能較好地穿透大氣層。自然界中任何物體,只要其溫度在絕對零度之上,都能產(chǎn)生紅外光輻射。紅外光的光熱效應(yīng)對不同的物體是各不相同的,熱能強(qiáng)度也不一樣。例如,黑體(能全部吸收投射到其表面的紅外輻射的物體)、鏡體(能全部反射紅外輻射的物體)、透明體(能全部穿透紅外輻射的物體)和灰體(能部分反射或吸收紅外輻射的物體)將產(chǎn)生不同的光熱效應(yīng)。
 
嚴(yán)格來講,自然界并不存在黑體、鏡體和透明體,而絕大部分物體都屬于灰體。上述這些特性就是把紅外光輻射技術(shù)用于衛(wèi)星遙感遙測、紅外跟蹤等軍事和科學(xué)研究項(xiàng)目的重要理論依據(jù)。
 
紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。物體的溫度越高,輻射出來的紅外線越多,紅外輻射的能量就越強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn),太陽光譜各種單色光的熱效應(yīng)從紫色光到紅色光是逐漸增大的,而且最大的熱效應(yīng)出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍內(nèi),因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或熱射線。
 
紅外輻射的基本定律
 
基爾霍夫定律:在一定溫度下,地物單位面積上的輻射通量W和吸收率之比,對于任何物體都是一個(gè)常數(shù),并等于該溫度下同面積黑體輻射通量W。在給定的溫度下,物體的發(fā)射率=吸收率(同一波段);吸收率越大,發(fā)射率也越大。
 
地物的熱輻射強(qiáng)度與溫度的四次方成正比,所以,地物微小的溫度差異就會(huì)引起紅外輻射能量的明顯變化。這種特征構(gòu)成了紅外遙感的理論基礎(chǔ)。
 
玻耳茲曼定律:即黑體總輻射通量隨溫度的增加而迅速增加,它與溫度的四次方成正比。因此,溫度的微小變化,就會(huì)引起輻射通量密度很大的變化。是紅外裝置測定溫度的理論基礎(chǔ)。
 
維恩位移定律:隨著溫度的升高,輻射最大值對應(yīng)的峰值波長向短波方向移動(dòng)。
 
紅外傳感器的工作原理并不復(fù)雜,一個(gè)典型的傳感器系統(tǒng)各部分的實(shí)體分別是:
 
1、待測目標(biāo):根據(jù)待測目標(biāo)的紅外輻射特性可進(jìn)行紅外系統(tǒng)的設(shè)定。
 
2、大氣衰減:待測目標(biāo)的紅外輻射通過地球大氣層時(shí),由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收,將使得紅外源發(fā)出的紅外輻射發(fā)生衰減。
 
3、光學(xué)接收器:它接收目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當(dāng)于雷達(dá)天線,常用是物鏡。
 
4、輻射調(diào)制器:對來自待測目標(biāo)的輻射調(diào)制成交變的輻射光,提供目標(biāo)方位信息,并可濾除大面積的干擾信號。又稱調(diào)制盤和斬波器,它具有多種結(jié)構(gòu)。
 
5、紅外探測器:這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應(yīng)探測紅外輻射的傳感器,多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出來的電學(xué)效應(yīng)。此類探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類型。
 
6、探測器制冷器:由于某些探測器必須要在低溫下工作,所以相應(yīng)的系統(tǒng)必須有制冷設(shè)備。經(jīng)過制冷,設(shè)備可以縮短響應(yīng)時(shí)間,提高探測靈敏度。
 
7、信號處理系統(tǒng):將探測的信號進(jìn)行放大、濾波,并從這些信號中提取出信息。然后將此類信息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式,最后輸送到控制設(shè)備或者顯示器中。
 
8、顯示設(shè)備:這是紅外設(shè)備的終端設(shè)備。常用的顯示器有示波器、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。
 
依照上面的流程,紅外系統(tǒng)就可以完成相應(yīng)的物理量的測量。紅外系統(tǒng)的核心是紅外探測器,按照探測的機(jī)理的不同,可以分為熱探測器和光子探測器兩大類。
 
熱探測器對入射的各種波長的輻射能量全部吸收,它是一種對紅外光波無選擇的紅外傳感器。光子探測器常用的光子效應(yīng)有外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)(光生伏特效應(yīng)、光電導(dǎo)效應(yīng))和光電磁效應(yīng)。熱探測器是利用輻射熱效應(yīng),使探測元件接收到輻射能后引起溫度升高,進(jìn)而使探測器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化,便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過熱電變化來探測輻射的。當(dāng)元件接收輻射,引起非電量的物理變化時(shí),可以通過適當(dāng)?shù)淖儞Q后測量相應(yīng)的電量變化。
 
熱敏探測器對紅外輻射的響應(yīng)時(shí)間比光電探測器的響應(yīng)時(shí)間要長得多。前者的響應(yīng)時(shí)間一般在ms以上,而后者只有ns量級。熱探測器不需要冷卻,光子探測器多數(shù)要冷卻。
 
紅外線傳感器的分類
 
常見紅外傳感器可分為熱傳感器和光子傳感器。
 
熱傳感器
 
熱傳感器是利用入射紅外輻射引起傳感器的溫度變化,進(jìn)而使有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化,通過測量有關(guān)物理參數(shù)的變化來確定紅外傳感器所吸收的紅外輻射。
 
熱探測器的主要優(yōu)點(diǎn)是相應(yīng)波段寬,可以在室溫下工作,使用簡單。但是,熱傳感器相應(yīng)時(shí)間較長,靈敏度較低,一般用于低頻調(diào)制的場合。
 
熱傳感器主要類型有:熱敏傳感器型,熱電偶型,高萊氣動(dòng)型和熱釋放電型四種。
 
1、熱敏電阻型傳感器
 
熱敏電阻是由錳、鎳、鈷的氧化物混合后燒解而成的,熱敏電阻一般制成薄片狀,當(dāng)紅外輻射照射在熱敏電阻上,其溫度升高,電阻值減少。測量熱敏電阻值變化的大小,即可得知入射的紅外輻射的強(qiáng)弱,從而可以判斷產(chǎn)生紅外輻射物體的溫度。
 
2、熱電偶型傳感器
 
熱電偶是由熱電功率差別較大的兩種材料構(gòu)成。當(dāng)紅外輻射到這兩種金屬材料構(gòu)成的閉合回路的接點(diǎn)上時(shí),該接點(diǎn)溫度升高。而另一個(gè)沒有被紅外輻射輻照的接點(diǎn)處于較低的溫度,此時(shí),在閉合回路中將產(chǎn)生溫差電流。同時(shí)回路中產(chǎn)生溫差電勢,溫差電勢的大小,反映了接點(diǎn)吸收紅外輻射的強(qiáng)弱。利用溫差電勢現(xiàn)象制成的紅外傳感器稱為熱電偶型紅外傳感器,因其時(shí)間常數(shù)較大,相應(yīng)時(shí)間較長,動(dòng)態(tài)特性較差,調(diào)制頻率應(yīng)限制在10HZ以下。
 
3、萊氣動(dòng)型傳感器
 
高萊氣動(dòng)型傳感器是利用氣體吸收紅外輻射后,溫度升高,體積增大的特性,來反映紅外輻射的強(qiáng)弱。它有一個(gè)氣室,以一個(gè)小管道與一塊柔性薄片相連。薄片的背向管道一面是反射鏡。氣室的前面附有吸收模,它是低熱容量的薄膜。紅外輻射通過窗口入射到吸收模上,吸收模將吸收的熱能傳給氣體,使氣體溫度升高,氣壓增大,從而使柔鏡移動(dòng)。在室的另一邊,一束可見光通過柵狀光欄聚焦在柔鏡上,經(jīng)柔鏡反射回來的柵狀圖像又經(jīng)過柵狀光欄投射到光電管上。當(dāng)柔鏡因壓力變化而移動(dòng)時(shí),柵狀圖像與柵狀光欄發(fā)生相對位移,使落到光電管上的光量發(fā)生改變,光電管的輸出信號也發(fā)生變化,這個(gè)變化量就反映出入射紅外輻射的強(qiáng)弱。這種傳感器的特點(diǎn)是靈敏度高,性能穩(wěn)定。但響應(yīng)時(shí)間性長,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,強(qiáng)度較差,只適合于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用。
 
4、熱釋電型傳感器
 
熱釋電型傳感器是一種具有極化現(xiàn)象的熱晶體或稱“鐵電體”。鐵電體的極化強(qiáng)度(單位面積上的電荷)與溫度有關(guān)。當(dāng)紅外線輻射照射到已經(jīng)極化的鐵電體薄片表面上時(shí),引起薄片溫度升高,使其極化強(qiáng)度降低,表面電荷減少,這相當(dāng)于釋放一部分電荷,所以叫做熱釋電型傳感器。如果將負(fù)載電阻與鐵電體薄片相連,則負(fù)載電阻上便產(chǎn)生一個(gè)電信號輸出。輸出信號的大小,取決于薄片溫度變化的快慢,從而反映入射的紅外輻射的強(qiáng)弱。由此可見,熱釋電型紅外傳感器的電壓響應(yīng)率正比于入射輻射變化的速率。當(dāng)恒定的紅外輻射照射在熱釋電傳感器上時(shí),傳感器沒有電信號輸出。只有鐵電體溫度處于變化過程中,才有電信號輸出。所以,必須對紅外輻射進(jìn)行調(diào)制(或稱斬光),使恒定的輻射變成交變輻射,不斷的引起傳感器的溫度變化,才能導(dǎo)致熱釋電產(chǎn)生,并輸出交變的信號。
 
光子傳感器
 
光子傳感器是利用某些半導(dǎo)體材料在入射光的照射下,產(chǎn)生光子效應(yīng),使材料電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。通過測量電學(xué)性質(zhì)的變化,可以知道紅外輻射的強(qiáng)弱。利用光子效應(yīng)所制成的紅外傳感器。統(tǒng)稱光子傳感器。光子傳感器的主要特點(diǎn)靈敏度高,響應(yīng)速度快,具有較高的響應(yīng)頻率。但其一般須在低溫下工作,探測波段較窄。
 
按照光子傳感器的工作原理,一般可分為內(nèi)光電和外光電傳感器兩種,后者又分為光電導(dǎo)傳感器、光生伏特傳感器和光磁電傳感器等三種。
 
1、外光電傳感器
 
當(dāng)光輻射在某些材料的表面上時(shí),若入射光的光子能量足夠大時(shí),就能使材料的電子逸出表面,這種現(xiàn)象叫外光電效應(yīng)或光電子發(fā)射效應(yīng)。光電二極管、光電倍增管等便屬于這種類型的電子傳感器。它的響應(yīng)速度比較快,一般只需幾個(gè)毫微秒。但電子逸出需要較大的光子能量,只適宜于近紅外輻射或可見光范圍內(nèi)使用。
 
2、光電導(dǎo)傳感器
 
當(dāng)紅外輻射照射在某些半導(dǎo)體材料表面上時(shí),半導(dǎo)體材料中有些電子和空穴可以從原來不導(dǎo)電的束縛狀態(tài)變?yōu)槟軐?dǎo)電的自由狀態(tài),使半導(dǎo)體的導(dǎo)電率增加,這種現(xiàn)象叫光電導(dǎo)現(xiàn)象。利用光電導(dǎo)現(xiàn)象制成的傳感器稱為光導(dǎo)傳感器,如硫化鉛、硒化鉛、銻化銦、碲隔汞等材料都可制光電導(dǎo)傳感器。使用光電導(dǎo)傳感器時(shí),需要制冷和加一定的偏壓,否則會(huì)使響應(yīng)率降低,噪聲大,響應(yīng)波段窄,以致使紅外線傳感器損壞。
 
3、光生伏特傳感器
 
當(dāng)紅外輻射照射在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)上時(shí),在結(jié)內(nèi)電場的作用下,自由電子移向N區(qū),如果PN結(jié)開路,則在PN結(jié)兩端便產(chǎn)生一個(gè)附加電勢,稱為光生電動(dòng)勢。利用這個(gè)效應(yīng)制成的傳感器或PN結(jié)傳感器。常用的材料為砷化銦、銻化銦、碲化汞、碲錫鉛等幾種。
 
4、光磁電傳感器
 
當(dāng)紅外輻射照射在某些半導(dǎo)體材料表面上時(shí),半導(dǎo)體材料中有些電子和空穴將向內(nèi)部擴(kuò)散,在擴(kuò)散中若受強(qiáng)磁場的作用,電子與空穴則各偏向一方,因而產(chǎn)生開路電壓,這種現(xiàn)象稱為光磁電效應(yīng)。利用此效應(yīng)制成的紅外傳感器,叫做光磁電傳感器。
 
光磁電傳感器不需致冷,響應(yīng)波段可達(dá)7μM左右,時(shí)間常數(shù)小,響應(yīng)速度快,不用加偏壓,內(nèi)阻極低,噪聲小,有良好的穩(wěn)定性和可靠性。但其靈敏度低,低噪聲前置放大器制作困難,因而影響了使用。
 
紅外傳感器結(jié)構(gòu)及測量原理
 
紅外輻射測溫儀結(jié)構(gòu)
 
它由光學(xué)系統(tǒng)、調(diào)制器、紅外傳感器、放大器和指示器等部分組成;
 
光學(xué)系統(tǒng)可以是透射式的、也可以是反射式的。透射式光學(xué)系統(tǒng)的部件是用紅外光學(xué)材料制成的。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
紅外測溫儀方框圖:
 
高溫(700℃以上)測量儀器,有用波段主要在0.76-3μm的近紅外區(qū),可選用一般光學(xué)玻璃或石英等材料。
 
中溫(100-700℃)測量儀器,有用波段主要在3-5μm的中紅外區(qū),多采用氟化鎂、氧化鎂等熱壓光學(xué)材料。
 
測量低溫(100℃以下)儀器,有用波段主要在5-14μm的中遠(yuǎn)紅外波段,多采用鍺、硅、熱壓硫化鋅等材料。
 
調(diào)制器就是把紅外輻射調(diào)制成交變輻射的裝置。一般是用微電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)齒輪盤或等距離孔盤,通過齒輪盤或帶孔盤旋轉(zhuǎn),切割入射輻射而使投射到紅外傳感器上的輻射信號成交變的。因?yàn)橄到y(tǒng)對交變信號處理比較容易,并能取得較高的信噪比。
 
高萊氣動(dòng)型傳感器結(jié)構(gòu)
 
它有一個(gè)氣室,以一個(gè)小管道與一塊柔性薄片相連。薄片的背向管道一面是反射鏡。氣室的前面附有吸收膜,它是低熱容量的薄膜。
 
在室的另一邊,一束可見光通過柵狀光闌聚焦在柔鏡上,經(jīng)柔鏡反射回來的柵狀圖像又經(jīng)過柵狀光闌投射到光電管上。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
高萊氣動(dòng)型傳感器是利用氣體吸收紅外輻射后,溫度升高,體積增大的特性,來反映紅外輻射的強(qiáng)弱。
 
紅外輻射通過窗口入射到吸收膜上,吸收膜將吸收的熱能傳給氣體,使氣體溫度升高氣壓增大,從而使柔鏡移動(dòng)。
 
在室的另一邊,一束可見光通過柵狀光闌聚焦在柔鏡上,經(jīng)柔鏡反射回來的柵狀圖像又經(jīng)過柵狀光闌投射到光電管上。
 
當(dāng)柔鏡因壓力變化而移動(dòng)時(shí),柵狀圖像與柵狀光欄發(fā)生相對位移,使落到光電管上的光量發(fā)生改變,光電管的輸出信號也發(fā)生改變。這個(gè)變化量就反映出入射紅外輻射的強(qiáng)弱。這種傳感器的恃點(diǎn)是靈敏度高,性能穩(wěn)定。但響應(yīng)時(shí)間長,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度較差,只適合于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用。
 
紅外傳感器的性能參數(shù)
 
1、電壓響應(yīng)
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
當(dāng)(經(jīng)過調(diào)制的)紅外輻射照射到傳感器的敏感面上時(shí),傳感器的輸出電壓與輸入紅外輻射功率之比,叫做傳感器的電壓響應(yīng)率,記作 RV。
 
式中:
 
US:紅外傳感器的輸出電壓
 
P0:投射到紅外敏感元件單位面積上的功率
 
A:紅外傳感器敏感元件的面積
 
2、響應(yīng)波長范圍:
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
曲線1:熱電傳感器的電壓響應(yīng)率曲(與波長無關(guān))。
 
曲線2:光子傳感器的電壓響應(yīng)率曲線。
 
(1)響應(yīng)波長范圍(或稱光譜響應(yīng))是表示傳感器的電壓響應(yīng)率與入射的紅外輻射波長之間的關(guān)系,一般用曲線表示(見上圖)。
 
(2)一般將響應(yīng)率最大值所對應(yīng)的波長稱為峰值波長。
 
(3)把響應(yīng)率下降到響應(yīng)值的一半所對應(yīng)的波長稱為截止波長,它表示著紅外傳感器使用的波長范圍。
 
3、噪聲等效功率
 
如果投射到紅外傳感器敏感元件上的輻射功率所產(chǎn)生的輸出電壓,正好等于傳感器本身的噪聲電壓,則這個(gè)輻射功率就叫做“噪聲等效功率”。通常用符號“NEP”表示。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
其中:Us為紅外探測器的輸出電壓;P0為投射到紅外敏感元件單位面積上的功率;A0為紅外敏感元面積;UN為紅外探測器的綜合噪聲電壓;RV為紅外探測器的電壓響應(yīng)率。
 
4、探測率
 
探測率是噪聲等效功率的倒數(shù),即:
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
紅外傳感器的探測率越高,表明傳感器所能探測到的最小輻射功率越小,傳感器就越靈敏。
 
5、比探測率
 
比探測率又叫歸一化探測率,或者叫探測靈敏度。實(shí)質(zhì)上就是當(dāng)傳感器的敏感元件面積為單位面積,放大器的帶寬△f為1Hz時(shí),單位功率的輻射所獲得的信號電壓與噪聲電壓之比。通常用符號D*表示。
 
D* 的物理量綱:cmHz1/2W-1 (300 K)
 
6、時(shí)間常數(shù)
 
時(shí)間常數(shù)表示紅外傳感器的輸出信號隨紅外輻射變化的速率。
 
輸出信號滯后于紅外輻射的時(shí)間,稱為傳感器的時(shí)間常數(shù),在數(shù)值上為:
 
τ=1/2πfc
 
式中fc為響應(yīng)率下降到最大值的0.707(3dB)時(shí)的調(diào)制頻率。
 
熱傳感器的熱慣性和RC參數(shù)較大,其時(shí)間常數(shù)大于光子傳感器,一般為毫秒級或更長;而光子傳感器的時(shí)間常數(shù)一般為微秒級。
 
紅外傳感器的應(yīng)用及前景
 
紅外傳感器的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
 
1、紅外輻射計(jì):用于輻射和光譜輻射測量。
 
2、搜索和跟蹤系統(tǒng):用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo),確定其空間位置并對其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤。
 
3、熱成像系統(tǒng):能形成整個(gè)目標(biāo)的紅外輻射分布圖像。
 
4、紅外測距系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)物體間距離的測量。(利用的是紅外線傳播時(shí)的不擴(kuò)散原理,因?yàn)榧t外線在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小,所以長距離的測距儀都會(huì)考慮紅外線)
 
5、通訊系統(tǒng):紅外線通信作為無線通信的一種方式。
 
6、混合系統(tǒng):是指以上各類系統(tǒng)中的兩個(gè)活多個(gè)組合。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
紅外傳感器應(yīng)用可以用于非接觸式的溫度測量,氣體成分分析,無損探傷,熱像檢測,紅外遙感以及軍事目標(biāo)的偵察、搜索、跟蹤和通信等。紅外傳感器的應(yīng)用前景隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,將會(huì)更加廣闊。在將來的發(fā)展中,主要在紅外傳感器的性能和靈敏度將會(huì)二較大的提高。
 
發(fā)展趨勢主要有:
 
1、智能化:目前的紅外傳感器主要結(jié)合外圍設(shè)備來使用,而智能傳感器內(nèi)置微處理器,能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器與控制單元的雙向通信,具有小型化、數(shù)字通信、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn),能夠單獨(dú)作為一個(gè)模塊獨(dú)立工作。
 
2、微型化:傳感器微型化一個(gè)必然趨勢?,F(xiàn)在應(yīng)用中,由于紅外傳感器的體積問題,導(dǎo)致其使用程度遠(yuǎn)不如熱電隅來的好。所以紅外傳感器微型化便攜與否對其發(fā)展前途的影響是不可忽略的。
 
3、高靈敏度及高性能:在醫(yī)學(xué)上,人體體溫測試方面,紅外傳感器因測量的快速性而得到了相當(dāng)?shù)膽?yīng)用,但局限于其準(zhǔn)確度不高而沒辦法取代現(xiàn)有的體溫測量方法。因此,紅外傳感器高靈敏度及高性是其未來發(fā)展的必然趨勢。
 
深度解析紅外傳感器檢測紅外輻射的原理
 
雖然現(xiàn)階段的紅外傳感器還有很多的不足,但紅外傳感器已經(jīng)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著它的巨大作用,隨著探測設(shè)備和其他部分的技術(shù)的提高,紅外傳感器能夠擁有更多的性能和更好的靈敏度,也將有更廣闊的應(yīng)用范圍。
 
 
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