红外传感器工作原理_红外传感器的应用

　　红外传感器工作原理

　　先来说红外传感器背后的物理学由三个定律决定：

　　普朗克辐射定律：温度T不等于0 K的每个物体都会发射辐射；

　　Stephan Boltzmann定律：黑体在所有波长发射的总能量与绝对温度有关；

　　Wein的位移定律：不同温度的物体发出的光谱在不同波长处达到峰值；

　　所有温度大于绝对零度（0开尔文）的物体都具有热能，因此是红外辐射源。

　　红外传感器工作原理流程：

　　（1 ）待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。

　　（2 ）大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。

　　（3 ）光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。

　　（4 ）辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。

　　（5 ）红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。

　　（6 ）探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。

　　（7 ）信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。

　　（8 ）显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显象管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。

　　依照上面的流程，红外系统就可以完成相应的物理量的测量。

　　红外传感器的种类

　　红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。所有高于绝对零度即-273℃的物质都可以产生红外线。

　　根据发出方式不同，红外传感器可分为主动式和被动式两种。

　　主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。

　　被动红外传感器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。传感器器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。

　　红外传感器的应用

　　1、 在医学上的应用

　　采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗；例：人体热释电红外传感器和应用介绍被动式热释电红外探头的工作原理及特性：一般人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。

　　2、在空间技术上的应用

　　利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。

　　3、在军事上的应用

　　遥感就是用装在平台上的传感器来收集（测定）由对象辐射或（和）反射来的电磁波，再通过对这些数据进行分析和处理，获得对象信息的技术。遥感中可以使用可见光和近红外区的电磁波进行遥感，不仅如此，另外有两类技术也在遥感中大显身手。其一是使用热红外和热成像技术，主要是利用了物体的辐射特性。其二是利用微波遥感器进行遥感。微波遥感分为被动式和主动式。主动式的微波遥感器主要是侧视雷达。

　　遥感在军事科学上的应用是显然的，因为可以远距离地观察目标，而且可以获得相对宏观的分析数据。在军事上，遥感的用途大致有：首先是对目标国家和地区的资源状况的监视。通过有效地监视资源及其变化，可以帮助确定战略的目标。其次，监视对方军事部署和大规模的军事移动。许多军事部署的位置信息可以通过高精度的卫星遥感获得，大规模的军事移动也容易在遥感器上留下痕迹，这些都对于对应国家采取相应的措施提供了快速而有效的信息。其次，在具体的作战当中，遥感可以帮助分析局部的地形、资源状况，从而帮助己方进行战术行动的方案判断。各种军用卫星的发射，也为全方位地监视目标提供了基础。现代战争作为数字化的战争，信息在战争中是至关重要的，遥感作为一项能够大范围、高精度、快速获得信息的技术，必然能够在未来的战争中获得更多的应用。

　　4、环境工程上的应用

　　微波遥感用在大气的各项数据的测量上，在海洋学、油污探测、融雪测定等方面都有应用。