一、紅外傳感器的工作原理
紅外傳感器(qi)背后的(de)(de)物理學由三(san)個定(ding)律(lv)決定(ding):①普朗克輻射(she)(she)定(ding)律(lv):溫(wen)(wen)度(du)T不(bu)等于0 K的(de)(de)每個物體都會發射(she)(she)輻射(she)(she);②Stephan Boltzmann定(ding)律(lv):黑體在(zai)所有波長發射(she)(she)的(de)(de)總能量與絕(jue)對(dui)溫(wen)(wen)度(du)有關;③Wein的(de)(de)位移定(ding)律(lv):不(bu)同(tong)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)物體發出的(de)(de)光譜在(zai)不(bu)同(tong)波長處達到峰值;所有溫(wen)(wen)度(du)大(da)于絕(jue)對(dui)零度(du)(0開爾文)的(de)(de)物體都具有熱能,因此是紅外輻射(she)(she)源。
紅外傳感器工作原理流程:
1、待側(ce)目標。根(gen)據待側(ce)目標的紅(hong)外輻(fu)射特性可進(jin)行紅(hong)外系統的設定。
2、大(da)氣(qi)(qi)(qi)衰減。待測目標(biao)的紅外輻(fu)射通過地球大(da)氣(qi)(qi)(qi)層時,由于氣(qi)(qi)(qi)體(ti)分子(zi)和(he)各種氣(qi)(qi)(qi)體(ti)以及各種溶膠粒的散射和(he)吸(xi)收,將使得(de)紅外源發(fa)出的紅外輻(fu)射發(fa)生衰減。
3、光(guang)學接(jie)收器。它接(jie)收目標的部分(fen)紅外輻(fu)射(she)并(bing)傳輸(shu)給紅外傳感器。相當于雷達天(tian)線,常用是物(wu)鏡(jing)。
4、輻(fu)(fu)射調制(zhi)器(qi)。對來自待測目標的輻(fu)(fu)射調制(zhi)成交變的輻(fu)(fu)射光,提供目標方位信息,并(bing)可(ke)濾除(chu)大面積(ji)的干擾信號。又稱調制(zhi)盤(pan)和斬波器(qi),它具有多種結構。
5、紅(hong)外(wai)(wai)探(tan)測器(qi)。這(zhe)是紅(hong)外(wai)(wai)系統(tong)的核心。它(ta)是利用(yong)(yong)紅(hong)外(wai)(wai)輻射與物質相(xiang)互作用(yong)(yong)所(suo)呈(cheng)現出(chu)來(lai)的物理效應探(tan)測紅(hong)外(wai)(wai)輻射的傳感(gan)器(qi),多數情況(kuang)下是利用(yong)(yong)這(zhe)種(zhong)相(xiang)互作用(yong)(yong)所(suo)呈(cheng)現出(chu)來(lai)的電學效應。此類探(tan)測器(qi)可分為光子探(tan)測器(qi)和熱敏感(gan)探(tan)測器(qi)兩(liang)大類型(xing)。
6、探測器制(zhi)冷(leng)器。由于某些探測器必須要在低溫下工作(zuo),所以相應(ying)的(de)系統必須有制(zhi)冷(leng)設備。經過制(zhi)冷(leng),設備可(ke)以縮短(duan)響應(ying)時間,提(ti)高探測靈敏度。
7、信號(hao)處理系統。將(jiang)探測(ce)的信號(hao)進行(xing)放大、濾波(bo),并從這些(xie)信號(hao)中提(ti)取出信息。然(ran)后(hou)將(jiang)此類信息轉化(hua)成為所需要的格式(shi),最后(hou)輸送到控(kong)制設備或者顯示器中。
8、顯(xian)示(shi)設(she)備。這是紅(hong)外設(she)備的終(zhong)端設(she)備。常用的顯(xian)示(shi)器(qi)(qi)有示(shi)波器(qi)(qi)、顯(xian)象管(guan)、紅(hong)外感光材料、指示(shi)儀器(qi)(qi)和記錄儀等(deng)。
依照上面的(de)流程,紅外系(xi)統就可以完成相應的(de)物理量的(de)測量。
二、紅外傳感器有哪些類型
根(gen)據發(fa)出方式不同,紅外傳感(gan)器(qi)可分為主動(dong)式和被(bei)動(dong)式兩種(zhong)。
1、主動紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器的(de)發(fa)射機發(fa)出一(yi)束經(jing)調(diao)制的(de)紅(hong)外(wai)光(guang)束,被紅(hong)外(wai)接收(shou)機接收(shou),從而形成(cheng)一(yi)條紅(hong)外(wai)光(guang)束組成(cheng)的(de)警(jing)戒線。當(dang)遇到樹葉、雨、小動物(wu)、雪、沙塵、霧(wu)遮(zhe)擋(dang)則(ze)不應報警(jing),人(ren)或(huo)相當(dang)體積的(de)物(wu)品遮(zhe)擋(dang)將(jiang)發(fa)生報警(jing)。
2、被動紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)是靠探測人(ren)體(ti)發(fa)射(she)(she)的紅(hong)外(wai)線來進行工(gong)作(zuo)的。傳(chuan)感(gan)器(qi)器(qi)收(shou)集(ji)外(wai)界的紅(hong)外(wai)輻射(she)(she)進而聚集(ji)到紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)上。紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)通常(chang)采用熱釋電元件(jian),這種元件(jian)在接收(shou)了紅(hong)外(wai)輻射(she)(she)溫度發(fa)出變化(hua)時就(jiu)會向外(wai)釋放電荷,檢(jian)測處理后產生報警。