一、紅外傳感器的工作原理
紅外傳感器背后(hou)的(de)(de)(de)物(wu)理學由三(san)個(ge)定律(lv)(lv)決定:①普朗(lang)克(ke)輻(fu)(fu)射定律(lv)(lv):溫度(du)(du)T不等于0 K的(de)(de)(de)每個(ge)物(wu)體(ti)都會(hui)發射輻(fu)(fu)射;②Stephan Boltzmann定律(lv)(lv):黑(hei)體(ti)在所(suo)有波(bo)長發射的(de)(de)(de)總能(neng)量與絕對溫度(du)(du)有關;③Wein的(de)(de)(de)位移定律(lv)(lv):不同(tong)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)物(wu)體(ti)發出的(de)(de)(de)光(guang)譜在不同(tong)波(bo)長處達到(dao)峰值;所(suo)有溫度(du)(du)大于絕對零度(du)(du)(0開爾文)的(de)(de)(de)物(wu)體(ti)都具(ju)有熱能(neng),因(yin)此是紅外輻(fu)(fu)射源。
紅外傳感器工作原理流程:
1、待側目標(biao)。根據(ju)待側目標(biao)的紅外(wai)輻射(she)特(te)性(xing)可進行紅外(wai)系統的設定(ding)。
2、大(da)氣(qi)衰減(jian)。待測目標(biao)的(de)(de)紅外(wai)輻射通過(guo)地球(qiu)大(da)氣(qi)層(ceng)時,由(you)于氣(qi)體分子和(he)各種氣(qi)體以及(ji)各種溶膠粒(li)的(de)(de)散射和(he)吸收,將使得(de)紅外(wai)源發出的(de)(de)紅外(wai)輻射發生(sheng)衰減(jian)。
3、光學(xue)接收(shou)(shou)器(qi)。它接收(shou)(shou)目標(biao)的部(bu)分紅外輻射并傳輸給(gei)紅外傳感器(qi)。相當于(yu)雷達(da)天線,常用(yong)是(shi)物鏡。
4、輻射(she)調(diao)制器。對來自待測目標(biao)的輻射(she)調(diao)制成(cheng)交變的輻射(she)光(guang),提供目標(biao)方位(wei)信息,并可(ke)濾除大面積的干擾信號(hao)。又稱調(diao)制盤和斬波(bo)器,它(ta)具有多種(zhong)結構。
5、紅外(wai)(wai)探測器(qi)。這是(shi)紅外(wai)(wai)系統的(de)核(he)心。它是(shi)利(li)用紅外(wai)(wai)輻射與物(wu)(wu)質(zhi)相互作(zuo)用所呈現(xian)出(chu)(chu)來的(de)物(wu)(wu)理效應(ying)探測紅外(wai)(wai)輻射的(de)傳(chuan)感器(qi),多(duo)數情況下是(shi)利(li)用這種相互作(zuo)用所呈現(xian)出(chu)(chu)來的(de)電(dian)學效應(ying)。此(ci)類(lei)探測器(qi)可分為(wei)光子探測器(qi)和熱(re)敏感探測器(qi)兩大(da)類(lei)型。
6、探測器(qi)制冷器(qi)。由于某些(xie)探測器(qi)必(bi)須要(yao)在低溫(wen)下(xia)工作,所以(yi)相應(ying)的系統必(bi)須有(you)制冷設(she)備。經過制冷,設(she)備可以(yi)縮短響應(ying)時間,提高探測靈敏度。
7、信(xin)號處理系(xi)統。將探測的(de)信(xin)號進行放大、濾波(bo),并從這些信(xin)號中提取出信(xin)息(xi)。然后將此類信(xin)息(xi)轉化成(cheng)為所需要的(de)格式,最(zui)后輸(shu)送到(dao)控制(zhi)設備或(huo)者顯示器中。
8、顯示(shi)(shi)設備。這是紅(hong)外設備的(de)終(zhong)端設備。常用的(de)顯示(shi)(shi)器有示(shi)(shi)波器、顯象管、紅(hong)外感光材料(liao)、指示(shi)(shi)儀器和記(ji)錄儀等。
依(yi)照上面的流程,紅外(wai)系統就可以完(wan)成相應的物理量的測量。
二、紅外傳感器有哪些類型
根據發出方式(shi)不同,紅外(wai)傳感器(qi)可(ke)分為主動式(shi)和被動式(shi)兩種。
1、主動紅(hong)外(wai)傳感器的發(fa)射機(ji)發(fa)出(chu)一束(shu)經調制的紅(hong)外(wai)光束(shu),被紅(hong)外(wai)接(jie)(jie)收機(ji)接(jie)(jie)收,從(cong)而形成(cheng)一條紅(hong)外(wai)光束(shu)組成(cheng)的警戒線。當遇到樹葉、雨、小動物、雪、沙塵、霧遮擋則不應報警,人或相當體積的物品(pin)遮擋將發(fa)生報警。
2、被動(dong)紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)傳(chuan)感器(qi)(qi)是靠探測人體發射的(de)紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)線來進(jin)行工作的(de)。傳(chuan)感器(qi)(qi)器(qi)(qi)收集(ji)外(wai)(wai)(wai)界的(de)紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)輻射進(jin)而聚集(ji)到紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)傳(chuan)感器(qi)(qi)上(shang)。紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)傳(chuan)感器(qi)(qi)通常采用熱釋電(dian)元(yuan)(yuan)件,這種(zhong)元(yuan)(yuan)件在接收了(le)紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)輻射溫度發出變化(hua)時(shi)就會向外(wai)(wai)(wai)釋放電(dian)荷,檢測處理后產生報(bao)警。