一、紅外傳感器的工作原理
紅(hong)外傳感器背后的(de)(de)物(wu)(wu)理學由(you)三個(ge)定(ding)(ding)律決(jue)定(ding)(ding):①普朗克(ke)輻(fu)射定(ding)(ding)律:溫(wen)度(du)T不(bu)等(deng)于(yu)0 K的(de)(de)每(mei)個(ge)物(wu)(wu)體都(dou)會(hui)發射輻(fu)射;②Stephan Boltzmann定(ding)(ding)律:黑體在(zai)所(suo)(suo)有(you)波長發射的(de)(de)總能量與絕對溫(wen)度(du)有(you)關;③Wein的(de)(de)位移定(ding)(ding)律:不(bu)同溫(wen)度(du)的(de)(de)物(wu)(wu)體發出(chu)的(de)(de)光(guang)譜在(zai)不(bu)同波長處達到峰值(zhi);所(suo)(suo)有(you)溫(wen)度(du)大于(yu)絕對零度(du)(0開爾(er)文)的(de)(de)物(wu)(wu)體都(dou)具有(you)熱能,因此是紅(hong)外輻(fu)射源。
紅外傳感器工作原理流程:
1、待(dai)側(ce)目(mu)標(biao)。根據待(dai)側(ce)目(mu)標(biao)的(de)紅(hong)(hong)外輻(fu)射(she)特性可進行紅(hong)(hong)外系統的(de)設定(ding)。
2、大氣(qi)(qi)衰減。待測目標的紅(hong)(hong)外輻(fu)射通(tong)過(guo)地球大氣(qi)(qi)層時,由于氣(qi)(qi)體分子(zi)和各種氣(qi)(qi)體以及各種溶膠(jiao)粒(li)的散射和吸收(shou),將使得紅(hong)(hong)外源(yuan)發出的紅(hong)(hong)外輻(fu)射發生衰減。
3、光(guang)學接(jie)(jie)收器。它接(jie)(jie)收目標的(de)部(bu)分紅外輻(fu)射并傳輸給紅外傳感器。相當于雷(lei)達天線,常用(yong)是物鏡。
4、輻(fu)射(she)調制(zhi)器(qi)(qi)。對來(lai)自待測目(mu)標的輻(fu)射(she)調制(zhi)成交變的輻(fu)射(she)光,提供(gong)目(mu)標方位(wei)信息(xi),并可濾除大面(mian)積(ji)的干擾(rao)信號。又稱調制(zhi)盤和(he)斬波器(qi)(qi),它具有多種結構(gou)。
5、紅外(wai)探(tan)(tan)測(ce)器。這是(shi)紅外(wai)系(xi)統的(de)(de)核心。它是(shi)利用(yong)紅外(wai)輻(fu)射(she)與物質相(xiang)互(hu)作用(yong)所(suo)呈現(xian)出來(lai)的(de)(de)物理(li)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)探(tan)(tan)測(ce)紅外(wai)輻(fu)射(she)的(de)(de)傳感器,多數情況(kuang)下是(shi)利用(yong)這種相(xiang)互(hu)作用(yong)所(suo)呈現(xian)出來(lai)的(de)(de)電學效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)。此類(lei)探(tan)(tan)測(ce)器可分為(wei)光子探(tan)(tan)測(ce)器和(he)熱敏感探(tan)(tan)測(ce)器兩大類(lei)型。
6、探測器制冷器。由于某些探測器必須要(yao)在低溫(wen)下工作,所以(yi)相(xiang)應的(de)系統必須有制冷設備。經過(guo)制冷,設備可以(yi)縮短響應時間(jian),提高探測靈敏度(du)。
7、信號(hao)處(chu)理系統。將探測(ce)的信號(hao)進行放大(da)、濾波(bo),并從(cong)這些信號(hao)中提取出信息(xi)。然(ran)后(hou)將此類信息(xi)轉化成為(wei)所需(xu)要(yao)的格式,最后(hou)輸送(song)到控制設備或者(zhe)顯(xian)示器中。
8、顯示(shi)(shi)設備(bei)。這是紅(hong)外設備(bei)的終端設備(bei)。常用的顯示(shi)(shi)器(qi)有(you)示(shi)(shi)波器(qi)、顯象管(guan)、紅(hong)外感光材料(liao)、指示(shi)(shi)儀器(qi)和記(ji)錄儀等(deng)。
依照上(shang)面的流(liu)程,紅外系統(tong)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
根據發出方式(shi)(shi)不(bu)同,紅外傳感器可(ke)分(fen)為主動式(shi)(shi)和被動式(shi)(shi)兩(liang)種(zhong)。
1、主動紅(hong)外(wai)傳感器的(de)(de)發(fa)射機(ji)發(fa)出一(yi)束(shu)經(jing)調制的(de)(de)紅(hong)外(wai)光束(shu),被紅(hong)外(wai)接(jie)收(shou)機(ji)接(jie)收(shou),從而形(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)條紅(hong)外(wai)光束(shu)組成(cheng)(cheng)的(de)(de)警(jing)戒線。當遇到(dao)樹葉、雨、小動物、雪、沙塵(chen)、霧(wu)遮擋(dang)則不應報警(jing),人或相(xiang)當體積的(de)(de)物品遮擋(dang)將(jiang)發(fa)生報警(jing)。
2、被動紅(hong)(hong)外(wai)傳感(gan)(gan)器(qi)是靠探(tan)測(ce)人體(ti)發射的紅(hong)(hong)外(wai)線(xian)來進行工作的。傳感(gan)(gan)器(qi)器(qi)收集外(wai)界的紅(hong)(hong)外(wai)輻射進而(er)聚集到紅(hong)(hong)外(wai)傳感(gan)(gan)器(qi)上。紅(hong)(hong)外(wai)傳感(gan)(gan)器(qi)通常采(cai)用熱(re)釋電(dian)(dian)元件,這種元件在(zai)接收了紅(hong)(hong)外(wai)輻射溫度(du)發出變化時(shi)就會向(xiang)外(wai)釋放電(dian)(dian)荷(he),檢測(ce)處理后產生(sheng)報警。