紅外線傳感器原理

導(dǎo)讀：紅外線想必大家都很熟悉了，紅外線傳感器就是利用紅外線的某些原理制成的，但是紅外線傳感器是如何工作的呢?下面就隨小編一起學(xué)習(xí)一下紅外線傳感器原理吧。

首先明確一個(gè)概念，什么是紅外線：在光譜中波長(zhǎng)自0.76至400微米的一段稱為紅外線，紅外線是不可見(jiàn)光線，所有高于絕對(duì)零度(-273.15℃)的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。紅外線感應(yīng)器是通過(guò)紅外線反射原理，當(dāng)人體的某一部分在紅外線區(qū)域內(nèi)，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人體摭擋反射到紅外線接收管，通過(guò)集成線路將信號(hào)發(fā)送給脈沖電磁閥，電磁閥接受信號(hào)后按指定的指令控制閥芯。

紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路三大部分。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式。檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏檢測(cè)元件中最常見(jiàn)的就是熱敏電阻，熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。

熱電型紅外線傳感器系利用熱電效果，其材料則使用強(qiáng)介質(zhì)陶瓷體、鉭酸鋰等單結(jié)晶及PVDF 等有機(jī)材料，熱電型紅外線傳感器具有下列幾項(xiàng)特征：

(1) 系檢知從物體放射出出來(lái)的紅外線，不必直接接觸就能夠感知物體表面的溫度，所以能以非接觸之方式測(cè)得溫度。

(2) 熱電型紅外線傳感器系接受檢知對(duì)象物所發(fā)出的紅外線，屬于被動(dòng)型，不需要校對(duì)投光器、受光器之光軸等煩瑣的作業(yè)。

(3) 熱電效果是溫度變化而產(chǎn)生的，只能接受因溫度變化之能量，而熱電型紅外線傳感器將電壓微分而輸出之。

如下圖所示，感知組件系使用PZT強(qiáng)介質(zhì)陶瓷體，在感知組件施加高壓電而分極之，組件表面顯現(xiàn)的正負(fù)電荷會(huì)和空氣中相反之電荷結(jié)合而呈電氣中和狀。當(dāng)組件的表面溫度變化時(shí)，感知組件分極的大小會(huì)隨著溫度變化而變化，因此穩(wěn)定時(shí)之電荷中和狀態(tài)就崩潰，而感知組件表面電荷與吸著雜散電荷的緩和時(shí)間不同，所以會(huì)形成電氣上的不平衡，而產(chǎn)生沒(méi)有配對(duì)的電荷，如圖(b)所示。

紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量，氣體成分分析和無(wú)損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖，利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視，采用紅外線傳感器可檢測(cè)飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)熱情況等。

拓展閱讀：

1.紅外線傳感器的工作原理

2.紅外線溫度傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.利用紅外線傳感器實(shí)現(xiàn)接近感應(yīng)應(yīng)用

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