一、紅外傳感器的工作原理
紅(hong)外傳感器背后的(de)(de)物(wu)(wu)理學由三個(ge)定(ding)(ding)律(lv)(lv)決定(ding)(ding):①普朗克輻射(she)定(ding)(ding)律(lv)(lv):溫(wen)度(du)T不等于0 K的(de)(de)每個(ge)物(wu)(wu)體都會發射(she)輻射(she);②Stephan Boltzmann定(ding)(ding)律(lv)(lv):黑(hei)體在所有(you)(you)(you)波長發射(she)的(de)(de)總能量與(yu)絕對(dui)溫(wen)度(du)有(you)(you)(you)關;③Wein的(de)(de)位移定(ding)(ding)律(lv)(lv):不同溫(wen)度(du)的(de)(de)物(wu)(wu)體發出(chu)的(de)(de)光(guang)譜在不同波長處(chu)達到峰值;所有(you)(you)(you)溫(wen)度(du)大于絕對(dui)零度(du)(0開爾文)的(de)(de)物(wu)(wu)體都具(ju)有(you)(you)(you)熱(re)能,因此是紅(hong)外輻射(she)源。
紅外傳感器工作原理流程:
1、待(dai)(dai)側(ce)目(mu)標。根據待(dai)(dai)側(ce)目(mu)標的紅外輻射(she)特(te)性可進行紅外系統的設(she)定。
2、大氣衰減(jian)。待測目標的紅(hong)(hong)外輻射(she)通過地球大氣層時,由(you)于氣體分子和各(ge)種氣體以及各(ge)種溶膠粒的散射(she)和吸收,將使得紅(hong)(hong)外源發(fa)出(chu)的紅(hong)(hong)外輻射(she)發(fa)生衰減(jian)。
3、光學接收器。它接收目標的(de)部分紅(hong)外輻射并傳(chuan)輸給紅(hong)外傳(chuan)感器。相當于雷達天線,常用是物鏡。
4、輻(fu)射(she)調(diao)(diao)制(zhi)器(qi)。對來自待測目(mu)標的(de)輻(fu)射(she)調(diao)(diao)制(zhi)成(cheng)交變的(de)輻(fu)射(she)光,提(ti)供目(mu)標方位信息,并(bing)可(ke)濾除大面積的(de)干擾信號。又稱調(diao)(diao)制(zhi)盤和斬波器(qi),它(ta)具有多(duo)種結(jie)構(gou)。
5、紅(hong)(hong)外探(tan)測(ce)器(qi)。這是(shi)紅(hong)(hong)外系統的(de)(de)核心。它(ta)是(shi)利用(yong)紅(hong)(hong)外輻射(she)(she)與(yu)物質相(xiang)互作(zuo)用(yong)所(suo)呈現(xian)出來的(de)(de)物理效應(ying)探(tan)測(ce)紅(hong)(hong)外輻射(she)(she)的(de)(de)傳(chuan)感器(qi),多數情況下是(shi)利用(yong)這種相(xiang)互作(zuo)用(yong)所(suo)呈現(xian)出來的(de)(de)電學(xue)效應(ying)。此類探(tan)測(ce)器(qi)可分(fen)為光子(zi)探(tan)測(ce)器(qi)和熱敏感探(tan)測(ce)器(qi)兩大類型。
6、探(tan)測器制冷器。由于某(mou)些探(tan)測器必須(xu)要在低溫下(xia)工(gong)作(zuo),所以相應的系統必須(xu)有制冷設備。經(jing)過制冷,設備可以縮(suo)短(duan)響應時間,提(ti)高探(tan)測靈敏度。
7、信號(hao)(hao)處(chu)理(li)系(xi)統。將探測的(de)信號(hao)(hao)進行放(fang)大(da)、濾波,并從這(zhe)些信號(hao)(hao)中提取出信息。然(ran)后(hou)將此類信息轉化成為所(suo)需要(yao)的(de)格式,最后(hou)輸送(song)到控制設備或者顯(xian)示器中。
8、顯(xian)示設(she)(she)備(bei)(bei)。這是紅外設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)終端設(she)(she)備(bei)(bei)。常用(yong)的(de)顯(xian)示器有示波器、顯(xian)象管(guan)、紅外感光材料、指示儀(yi)(yi)器和記錄儀(yi)(yi)等。
依(yi)照上面的流程,紅外(wai)系統就可(ke)以完成相(xiang)應的物理量的測量。
二、紅外傳感器有哪些類型
根(gen)據(ju)發出方式(shi)(shi)不同,紅外(wai)傳感器可(ke)分為主動式(shi)(shi)和(he)被動式(shi)(shi)兩種。
1、主動紅(hong)外(wai)傳感器的(de)發射機發出一束經調制(zhi)的(de)紅(hong)外(wai)光束,被紅(hong)外(wai)接收機接收,從而形成一條紅(hong)外(wai)光束組成的(de)警戒線(xian)。當(dang)遇(yu)到樹葉、雨、小動物、雪、沙塵(chen)、霧遮擋則不應報警,人或相當(dang)體積的(de)物品遮擋將發生報警。
2、被動紅(hong)(hong)外(wai)傳感(gan)器(qi)是靠探測(ce)人(ren)體發射(she)的紅(hong)(hong)外(wai)線來進行工作(zuo)的。傳感(gan)器(qi)器(qi)收集外(wai)界的紅(hong)(hong)外(wai)輻(fu)射(she)進而(er)聚(ju)集到紅(hong)(hong)外(wai)傳感(gan)器(qi)上。紅(hong)(hong)外(wai)傳感(gan)器(qi)通常采用熱釋電元件(jian),這種(zhong)元件(jian)在接(jie)收了紅(hong)(hong)外(wai)輻(fu)射(she)溫度(du)發出變化時就會向(xiang)外(wai)釋放電荷,檢測(ce)處理后產生報(bao)警。