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紅外傳感器的工作原理

日期:2024-10-20 18:51
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紅外傳感器的工作原理

  紅外技術(shù)發(fā)展到現在,已經(jīng)為大家所熟知,這種技術(shù)已經(jīng)在現代科技、國防和工農業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應用。紅外傳感系統是用紅外線(xiàn)為介質(zhì)的測量系統,按照功能能夠分成五類(lèi):(1)輻射計,用于輻射和光譜測量;(2)搜索和跟蹤系統,用于搜索和跟蹤紅外目標,確定其空間位置并對它的運動(dòng)進(jìn)行跟蹤;(3)熱成像系統,可產(chǎn)生整個(gè)目標紅外輻射的分布圖像;(4)紅外測距和通信系統;(5)混合系統,是指以上各類(lèi)系統中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。

  紅外傳感器根據探測機理可分成為:光子探測器(基于光電效應)和熱探測器(基于熱效應)。

紅外傳感器工作原理

1)待測目標

  根據待側目標的紅外輻射特性可進(jìn)行紅外系統的設定。

2)大氣衰減

  待測目標的紅外輻射通過(guò)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

  它接收目標的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當于雷達天線(xiàn),常用是物鏡。

 ?。?/span>4)輻射調制器。對來(lái)自待測目標的輻射調制成交變的輻射光,提供目標方位信息,并可濾除大面積的干擾信號。又稱(chēng)調制盤(pán)和斬波器,它具有多種結構。

5)紅外探測器

  這是紅外系統的核心。它是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現出來(lái)的物理效應探測紅外輻射的傳感器,多數情況下是利用這種相互作用所呈現出的電學(xué)效應。此類(lèi)探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類(lèi)型。

6)探測器制冷器

  由于某些探測器必須要在低溫下工作,所以相應的系統必須有制冷設備。經(jīng)過(guò)制冷,設備可以縮短響應時(shí)間,提高探測靈敏度。

 ?。?/span>7信號處理系統。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(lèi)信息轉化成為所需要的格式,后輸送到控制設備或者顯示器中。

 ?。?/span>8)顯示設備。這是紅外設備的終端設備。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,紅外系統就可以完成相應的物理量的測量。紅外系統的核心是紅外探測器,按照探測的機理的不同,可以分為熱探測器和光子探測器兩大類(lèi)。下面以熱探測器為例子來(lái)分析探測器的原理。

  熱探測器是利用輻射熱效應,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(lài)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。多數情況下是通過(guò)熱電變化來(lái)探測輻射的。當元件接收輻射,引起非電量的物理變化時(shí),可以通過(guò)適當的變換后測量相應的電量變化。  

  紅外傳感器已經(jīng)在現代化的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著(zhù)它的巨大作用,隨著(zhù)探測設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。

 

 紅外傳感器的工作原理

 

 

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