一、紅外傳感器的工作原理
紅外傳(chuan)感器背(bei)后的(de)物(wu)理學由三個定(ding)律決定(ding):①普(pu)朗克輻(fu)射定(ding)律:溫(wen)度(du)(du)T不(bu)等于0 K的(de)每(mei)個物(wu)體(ti)(ti)都會發(fa)射輻(fu)射;②Stephan Boltzmann定(ding)律:黑體(ti)(ti)在(zai)所有(you)波長發(fa)射的(de)總能(neng)(neng)量與(yu)絕(jue)對溫(wen)度(du)(du)有(you)關;③Wein的(de)位移定(ding)律:不(bu)同溫(wen)度(du)(du)的(de)物(wu)體(ti)(ti)發(fa)出的(de)光(guang)譜在(zai)不(bu)同波長處(chu)達到(dao)峰(feng)值;所有(you)溫(wen)度(du)(du)大于絕(jue)對零度(du)(du)(0開爾文)的(de)物(wu)體(ti)(ti)都具有(you)熱(re)能(neng)(neng),因此是紅外輻(fu)射源。
紅外傳感器工作原理流程:
1、待(dai)側(ce)目標。根據待(dai)側(ce)目標的(de)(de)紅外(wai)輻(fu)射特性可進行紅外(wai)系統的(de)(de)設定(ding)。
2、大(da)(da)氣(qi)衰減。待測(ce)目標的(de)紅外(wai)輻射(she)通過地球(qiu)大(da)(da)氣(qi)層(ceng)時,由于(yu)氣(qi)體分子和(he)各(ge)種氣(qi)體以及各(ge)種溶膠粒的(de)散射(she)和(he)吸收,將使得紅外(wai)源發出的(de)紅外(wai)輻射(she)發生衰減。
3、光學(xue)接收(shou)器。它接收(shou)目標的部分紅(hong)外輻射并傳輸給紅(hong)外傳感(gan)器。相當于雷達天線,常用是物鏡(jing)。
4、輻(fu)射(she)(she)調(diao)制器。對來自待測目(mu)標的(de)輻(fu)射(she)(she)調(diao)制成交(jiao)變的(de)輻(fu)射(she)(she)光,提供目(mu)標方位信息,并(bing)可濾除(chu)大面積的(de)干擾信號(hao)。又稱調(diao)制盤和斬波器,它具有多種結構。
5、紅(hong)(hong)外(wai)(wai)探(tan)測(ce)器(qi)。這(zhe)是紅(hong)(hong)外(wai)(wai)系(xi)統(tong)的(de)(de)核心。它(ta)是利用(yong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)輻(fu)射與(yu)物質(zhi)相互(hu)(hu)作用(yong)所呈現(xian)出來的(de)(de)物理效(xiao)應(ying)探(tan)測(ce)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)輻(fu)射的(de)(de)傳感器(qi),多數情況下(xia)是利用(yong)這(zhe)種相互(hu)(hu)作用(yong)所呈現(xian)出來的(de)(de)電學效(xiao)應(ying)。此類探(tan)測(ce)器(qi)可分為光子(zi)探(tan)測(ce)器(qi)和(he)熱(re)敏感探(tan)測(ce)器(qi)兩大類型。
6、探測器制冷(leng)器。由于(yu)某些(xie)探測器必(bi)須(xu)要在低溫(wen)下工作,所以(yi)相應(ying)(ying)的(de)系統必(bi)須(xu)有(you)制冷(leng)設備。經過制冷(leng),設備可以(yi)縮短響應(ying)(ying)時間(jian),提高探測靈敏度。
7、信(xin)號(hao)處理系(xi)統(tong)。將探(tan)測的信(xin)號(hao)進行(xing)放大、濾波,并從這些信(xin)號(hao)中(zhong)提取出信(xin)息。然后將此類信(xin)息轉(zhuan)化(hua)成為所需要的格式,最后輸送(song)到(dao)控(kong)制設備(bei)或者顯示器中(zhong)。
8、顯示設(she)備(bei)。這是紅(hong)外設(she)備(bei)的終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)。常用的顯示器(qi)有示波器(qi)、顯象(xiang)管、紅(hong)外感光材料、指示儀器(qi)和記錄儀等。
依照上(shang)面的(de)流(liu)程,紅外(wai)系(xi)統就可以完(wan)成(cheng)相應的(de)物(wu)理量(liang)的(de)測量(liang)。
二、紅外傳感器有哪些類型
根據發(fa)出方式(shi)(shi)不(bu)同,紅(hong)外傳感器可分為主(zhu)動(dong)式(shi)(shi)和(he)被(bei)動(dong)式(shi)(shi)兩種(zhong)。
1、主動紅(hong)外(wai)傳感器的發射(she)機(ji)發出(chu)一(yi)束(shu)經調(diao)制的紅(hong)外(wai)光束(shu),被紅(hong)外(wai)接(jie)收(shou)機(ji)接(jie)收(shou),從而形成一(yi)條紅(hong)外(wai)光束(shu)組(zu)成的警(jing)戒線(xian)。當遇到樹葉、雨、小(xiao)動物、雪、沙(sha)塵、霧遮(zhe)擋則(ze)不應報警(jing),人或相當體積的物品遮(zhe)擋將發生(sheng)報警(jing)。
2、被動(dong)紅外(wai)傳(chuan)感(gan)器是靠探測(ce)人體發(fa)(fa)射的紅外(wai)線來進行工(gong)作的。傳(chuan)感(gan)器器收集(ji)外(wai)界的紅外(wai)輻射進而聚集(ji)到(dao)紅外(wai)傳(chuan)感(gan)器上。紅外(wai)傳(chuan)感(gan)器通常采用(yong)熱(re)釋電元件,這種元件在接收了紅外(wai)輻射溫度發(fa)(fa)出變(bian)化(hua)時(shi)就(jiu)會向外(wai)釋放電荷,檢測(ce)處理(li)后產生報警(jing)。