傳感器及檢測(cè)技術(shù)（第四版）課件 17.紅外傳感器

……………紅外傳感器傳感器技術(shù)與應(yīng)用武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院

熊曉倩課程內(nèi)容CONTENTS紅外傳感器的類(lèi)型02紅外傳感器的應(yīng)用03什么是紅外線01一、什么是紅外線

光線是一種電磁波，可見(jiàn)光范圍是從380nm（紫光）到780nm（紅光），而紅外光是位于紅光之外、波長(zhǎng)為760nm到1mm之間的光線。紅外光譜根據(jù)其波長(zhǎng)分為三個(gè)區(qū)域，即近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外。近紅外

–0.75μm至3μm中紅外

–3μm至6μm遠(yuǎn)紅外–>6μm一、什么是紅外線

紅外線是一種不可見(jiàn)光，由于是位于可見(jiàn)光中紅色光以外的光線，同時(shí)紅外線還具有非常顯著的熱效應(yīng)。所有高于絕對(duì)零度即－273℃的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。因此，簡(jiǎn)單地說(shuō)，紅外線傳感器就是能感受物體的紅外能量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元器件。二、紅外傳感器的類(lèi)型紅外傳感器可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種：

主動(dòng)紅外技術(shù)是由紅外設(shè)備主動(dòng)發(fā)射紅外信號(hào)，再用接收器感知直射或反射回來(lái)的紅外光。主動(dòng)紅外傳感器的構(gòu)成發(fā)射機(jī)接收機(jī)電源發(fā)光源光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)光電傳感器放大器信號(hào)處理器等自找二、紅外傳感器的類(lèi)型主動(dòng)式紅外傳感器：

由發(fā)射機(jī)發(fā)射出的紅外線經(jīng)過(guò)防范區(qū)到達(dá)接收機(jī)，構(gòu)成了一條警戒線。正常情況下，接收機(jī)收到的是一個(gè)穩(wěn)定的光信號(hào)，當(dāng)有人入侵該警戒線時(shí)，紅外光束被遮擋，接收機(jī)收到的紅外信號(hào)發(fā)生變化，提取這一變化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。紅外傳感器可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種：二、紅外傳感器的類(lèi)型紅外傳感器可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種：主動(dòng)式:一般應(yīng)用在周界防范，最大的優(yōu)點(diǎn)就是防范距離遠(yuǎn)?，F(xiàn)在已經(jīng)從最初的單光束發(fā)展到多光束，最大限度地降低誤報(bào)率，從而增強(qiáng)該產(chǎn)品的穩(wěn)定性，可靠性。由于紅外線對(duì)于環(huán)境中的聲響、雷電、振動(dòng)、各類(lèi)人工光源及電磁干擾源，具有良好的不相干性，所以屬于環(huán)境因素不相干性良好的探測(cè)介質(zhì)，我們常見(jiàn)的主動(dòng)紅外傳感器包括安防監(jiān)控紅外攝像頭，紅外線報(bào)警柵欄等。二、紅外傳感器的類(lèi)型被動(dòng)式:自身不發(fā)射紅外信號(hào)，而是紅外設(shè)備去被動(dòng)感知環(huán)境中的紅外信號(hào)再做出反應(yīng)。人體都有恒定的體溫，一般在37度左右，會(huì)發(fā)出波長(zhǎng)10μm左右的紅外線。被動(dòng)紅外探測(cè)器通常采用熱釋電元件，對(duì)人體發(fā)射的10μm左右的紅外輻射敏感，在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷。熱釋電傳感器一般包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元件。紅外傳感器可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種：二、紅外傳感器的類(lèi)型被動(dòng)式:而且制成的兩個(gè)電極極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋電元幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。一旦入侵人進(jìn)入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)透鏡聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。由于熱釋電可在室溫下使用，靈敏度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，所以應(yīng)用領(lǐng)域很廣，比如紅外體溫篩查告警系統(tǒng)、額溫槍、紅外感應(yīng)門(mén)等。紅外傳感器可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種：三、紅外傳感器的應(yīng)用1.氣體檢測(cè)

紅外光學(xué)原理的氣體傳感器是一種基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度關(guān)系(朗伯-比爾Lambert-Beer定律)鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。三、紅外傳感器的應(yīng)用

使用紅外傳感器，可以獲得如圖所示的紅外分析圖譜，不同原子組成的分子在相同頻率的紅外線的照射下，會(huì)發(fā)生紅外吸收，從而引起紅外光強(qiáng)的變化，根據(jù)不同的波峰，可以判斷混合氣體中所含氣體的種類(lèi)。1.氣體檢測(cè)三、紅外傳感器的應(yīng)用2.紅外測(cè)距

紅外測(cè)距傳感器是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍廣，響應(yīng)時(shí)間短，主要應(yīng)用于現(xiàn)代科技，國(guó)防和工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。三、紅外傳感器的應(yīng)用2.紅外測(cè)距

紅外測(cè)距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，利用紅外線為介質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。

紅外測(cè)距傳感器測(cè)量距離遠(yuǎn)，且具有很高的頻率響應(yīng)，適合于惡劣的工業(yè)環(huán)境中。三、紅外傳感器的應(yīng)用3.紅外熱成像儀

紅外熱像儀是無(wú)源傳感器，可捕獲溫度高于絕對(duì)零值的所有物體發(fā)出的紅外輻射。

熱像儀用途最初是作為軍事監(jiān)視和夜視工具開(kāi)發(fā)的，但隨著大量的使用，價(jià)格下降了，從而大大開(kāi)拓了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。三、紅外傳感器的應(yīng)用4.紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)

紅外感應(yīng)開(kāi)