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[红外线]红外线传感器工作原理及应用讲解

日期:2021-12-16

红外传感器是一种用于检测红外辐射的传感器。它主要有电压响应、响应波长范围、噪声等效功率(NEP)、探测率、比探测率和时间常数6个性能参数。通常有两种类型的红外传感器,热传感器和光子传感器。这两种类型具有特定的工作原理,但它们都基于红外辐射的基本规律。并且根据应用功能和场所,红外传感器主要用于辐射和光谱测量、搜索和跟踪系统以及热成像系统。


φ5半圆PD.jpg


红外线一、信号控制处理

宇宙中任何物体只要其温度超过零度,都可以产生红外线辐射。事实上,它的辐射和可见光一样,可以折射和反射,这让红外线技术应运而生。在科技发展的今天,自动控制和检测 在工业控制和人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,传感器是自动控制和信息采集系统中的重要组成部分。传感器将被测对象转换为适合传输或检测的信号(一般为电信号),然后利用计算机或电路设备对传感器输出的信号进行处理,实现自动控制。


红外线二、常见类型

所述红外线传感器是传感器的常见类型。红外传感器用于探测,自然界中任何物体只要在绝对零以上,都会向外辐射红外能量,因此非常实用。此外,还可以基于红外传感器设计许多实用的传感器模块,如红外测温仪、红外成像仪、红外报警器、自动门控制系统等。红外线传感器利用红外线的物理特性进行测量。红外线具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性。它是不可见光,其光谱在可见光中的红色之外,故称为红外光。


红外线三、热传感器

热探测器吸收各种波长的所有入射辐射能量。它利用辐射的热效应引起温度升高,从而改变检测器的温度相关的特性。通过检测这些特性之一的变化,我们还可以检测到辐射。热传感器的主要类型有热敏传感器型,热电偶型。红外传感器可分为热传感器和光子传感器。 


φ5平头PD.jpg

 

红外线四、热敏电阻传感器

所述热敏电阻器是烧结后制成锰,镍和钴的混合氧化物。热敏电阻一般做成薄片。当红外线照射在热敏电阻上时,其温度升高,电阻值降低。通过测量,热敏电阻的阻值变化,我们可以得到入射红外辐射的强度,从而确定物体的温度。


红外线五、热电偶传感器

热电偶由两种热电功率差异很大的材料组成。当红外线辐射到这两种金属材料形成的闭合电路的结点时,结点的温度就会升高。没有被红外辐射照射的另一个结处于较低的温度。同时,电路中会产生热电流和热电势。热电流的大小反映了接触吸收的红外辐射的强度。利用热电力现象制成的红外传感器称为热电偶型红外传感器。由于其时间常数大,动态特性差,调制频率应限制在10Hz以下。


红外线六、戈莱细胞

当气体吸收红外辐射时,其温度升高,体积增大。利用气体的这一特性,Golay 电池可以反射红外辐射的强度。Golay 电池有一个 ,通过一根小管子连接到一块柔性板。板材远离管道的一侧是一面镜子。气室前部贴有吸收膜,为低热容量的薄膜。红外线通过窗口辐射到吸收膜上,吸收膜将吸收的热能传递给气体,使气体的温度和气压升高,从而移动 柔性反射镜。在腔室的另一侧,一束可见光通过网格状光阑聚焦在柔性反射镜上,柔性反射镜反射的网格状图像通过膜片投射到光电管上。当柔性镜因压力变化而移动时,,网格状图像与网格状光束之间会发生相对位移。从而使落在光电管上的光量发生变化,光电管的输出信号也随之发生变化。变化。这种变化反映了入射红外辐射的强度。


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