红外传感器的原理

• 　　我们知道任何物体都会发出电磁辐射, 这种电磁辐射能被红外温度传感器测 量.当物体温度变化时,其辐射出的电磁波的波长也会随之变化,红外传感器能 将这种波长的变化转换成温度的变化,从而实现监控,测温的目的.

  　　红外线传感器包括光学系统,检测元件和转换电路.光学系统按结构不同可 分为透射式和反射式两类. 检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测 元件.热敏元件应用最多的是热敏电阻.热敏电阻受到红外线辐射时温度升高, 电阻发生变化, 通过转换电路变成电信号输出. 光电检测元件常用的是光敏元件, 通常由硫化铅,硒化铅,砷化铟,砷化锑,碲镉汞三元合金,锗及硅掺杂等材料 制成.

  　　同样,红外传感器的工作原理不复杂,一个典型的传感器系统各部分的实体 分别是:

  　　1,待测目标.根据待测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 1 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,显像 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. 红外系统的 核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两 大类.