一、紅外傳感器的工作原理
紅外傳感器背后的物理學由三個定律決定:①普朗克輻射定律:溫度T不等于0 K的每個物體都會發(fā)射輻射;②Stephan Boltzmann定律:黑體在所有波長發(fā)射的總能量與絕對溫度有關;③Wein的位移定律:不同溫度的物體發(fā)出的光譜在不同波長處達到峰值;所有溫度大于絕對零度(0開爾文)的物體都具有熱能,因此是紅外輻射源。
紅外傳感器工作原理流程:
1、待側目標。根據(jù)待側目標的紅外輻射特性可進行紅外系統(tǒng)的設定。
2、大氣衰減。待測目標的紅外輻射通過地球大氣層時,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,常用是物鏡。
4、輻射調制器。對來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。又稱調制盤和斬波器,它具有多種結構。
5、紅外探測器。這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應探測紅外輻射的傳感器,多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出來的電學效應。此類探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類型。
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(tǒng)必須有制冷設備。經(jīng)過制冷,設備可以縮短響應時間,提高探測靈敏度。
7、信號處理系統(tǒng)。將探測的信號進行放大、濾波,并從這些信號中提取出信息。然后將此類信息轉化成為所需要的格式,最后輸送到控制設備或者顯示器中。
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、顯象管、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(tǒng)就可以完成相應的物理量的測量。
二、紅外傳感器有哪些類型
根據(jù)發(fā)出方式不同,紅外傳感器可分為主動式和被動式兩種。
1、主動紅外傳感器的發(fā)射機發(fā)出一束經(jīng)調制的紅外光束,被紅外接收機接收,從而形成一條紅外光束組成的警戒線。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遮擋將發(fā)生報警。
2、被動紅外傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線來進行工作的。傳感器器收集外界的紅外輻射進而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件,這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時就會向外釋放電荷,檢測處理后產(chǎn)生報警。