红外线传感器包括光学系统
浅析我国红外传感器的发展与应用论文
浅析我国红外传感器的发展与应用学院：信息科学与工程学院专业：物联网工程班级： 15xx班学号：**********xx姓名：gllh摘要：红外传感器是一种能感应红外电磁波信号并将其转换为电学输出信号的传感器，由红外传感器组成的红外焦平面阵列（IRFPA）是红外热成像技术的核心器件。
[5]随着红外传感器技术不断发展，我国在对红外传感器的利用方向也有着不断的进步，红外传感器由于诸多特点在军用和民用领域都取得了广泛的应用，尤其是红外探测、红外成像、红外制导等方面，但还是与世界水平有所差距，本文简述国内外红外传感器的应用，围绕红外传感器测量的意义、目前红外传感器测量的原理、红外传感测量的现状、不同红外传感器的对比和结论展开讨论。
关键字：红外传感器、应用、原理、对比、现状目录：一．摘要 (2)二．目录 (3)三．红外传感器测量的意义 (4)四．目前红外传感器种类及测量方法 (4)1．被动红外传感器 (4)2．红外点传感器 (4)3．不分光红外传感器 (4)五．红外传感器应用现状 (5)1．热成像相机 (5)2．红外制导 (6)3．红外运动探测 (7)六．红外传感器原理与方法对比 (8)七．结论 (12)八．参考文献 (14)一．红外传感器测量的意义利用红外传感器进行测量时具有测量速度快、灵敏高的特点，红外传感器可以不直接接触被测物体而进行测量工作，对于无接触温度测量，无损探伤以及分析气体成分等方面的检测工作而言，其常需要用红外线传感器来进行操作，比如测量体温、测量物体运动等，任何自身具有一定的温度的物质都能辐射红外线，因此利用红外线的反射与折射等物理性能即可进行测量工作。
红外传感技术是近几十年来新兴的一门技术,经过多年的研究发展,它己在科技、军事、生产、生活等各个方面得到广泛的应用。
其应用主体现在以下方面:(1)红外福射计:用于福射和光谱福射测量;(2)査找与跟踪系统:运用红外原理查找和跟踪目标物,并确定其空间位置并对其动作进行跟踪;(3)热成像系统:呈现所有的分布图像;(4)红外测距系统:实现物体间距离的测量;(5)通讯系统:建立无线通信方式;(6)混合系统:以上各类系统中的两个以上的组合。
红外线摄像头原理
红外线摄像头原理
红外线摄像头是一种可以感知远红外线辐射并将其转化为可见光信号的设备。
它基于红外线辐射的物理特性来工作，利用红外线传感器和光学系统将红外辐射转换为电信号，并通过信号处理系统将其转化为可见图像或视频。
该摄像头的核心部件是红外传感器。
红外传感器由导电材料制成，可以感知红外线辐射。
当红外线辐射照射到传感器表面时，传感器内的电子受到激发，形成电信号。
这些电信号被放大并转换为可处理的电信号。
光学系统是红外线摄像头的另一个重要组成部分。
它负责收集红外辐射并将其聚焦到红外传感器上。
光学系统通常包括透镜、滤光片和镜头等部件。
透镜用于聚集远红外线辐射，并将其聚焦至传感器的有效区域。
滤光片则用于滤除非红外线辐射，以减少噪声干扰。
信号处理系统是红外线摄像头的核心，它负责将红外辐射转化为可见图像或视频。
这个系统将传感器输出的电信号经过放大、滤波和数字化处理，最终转换为可视化的图像或视频信号。
在信号处理过程中，可以根据需要对图像进行调整和增强，以提高可视性。
红外线摄像头具有许多应用。
它可以在暗光环境下进行监控和拍摄，提供高质量的图像和视频，适用于安防、无人机、夜视仪等领域。
此外，红外线摄像头还可以用于生物医学、火灾检
测和红外线成像等领域。
通过利用红外线辐射，红外线摄像头可以提供更多的信息和视觉能力，扩展了人类的感知范围。
红外对射模块和人体红外传感器的工作原理
红外对射模块和人体红外传感器的工作原理摘要：本文详细探讨了红外对射模块和人体红外传感器的工作原理，通过深入解析其内部构造和工作机制，揭示了这两种传感器在安全防范、环境监测等领域的广泛应用。
文章还通过具体的实例，展现了红外技术在实际应用中的优势与特点。
一、红外对射模块工作原理红外对射模块是一种利用红外线进行信号传输的设备，其工作原理基于光电转换技术。
当红外线照射到物体上时，会引发光电效应，使得电子从束缚状态跃迁至自由状态，从而形成电流。
这个电流经过处理后，即可转化为可被识别的信号。
具体来说，红外对射模块由发射器、接收器、信号处理电路等部分组成。
发射器发出特定波长的红外线，当这些光线遇到障碍物时，会被反射回来并被接收器接收。
接收器将反射回来的光线转换为电信号，经过信号处理电路的处理，即可识别出障碍物的位置和形状。
二、人体红外传感器工作原理人体红外传感器则是一种专门用于探测人体红外辐射的传感器。
人体的正常体温约为37℃，而人体会发出特定波长的红外线。
人体红外传感器正是利用这一特性，通过测量人体红外辐射的强度和分布，来探测人体是否存在。
人体红外传感器通常由光学系统、热敏元件和信号处理电路组成。
光学系统负责收集人体发出的红外线，并将其聚焦到热敏元件上。
热敏元件是一种能够感应温度变化的元件，当接收到人体红外线时，其电阻值会发生变化，从而产生电信号。
最后，信号处理电路将电信号进行放大、滤波和比较等处理，以判断人体是否存在。
三、实际应用红外对射模块和人体红外传感器在实际应用中具有广泛的前景。
例如，在智能家居系统中，红外对射模块可用于门窗防盗报警；在商场或仓库等场合，人体红外传感器可以检测到入侵者，并与报警系统联动，实现自动报警。
此外，在医疗领域，人体红外传感器也可用于监测患者的体温变化。
总结：本文详细探讨了红外对射模块和人体红外传感器的工作原理及其在实际应用中的优势与特点。
这两种传感器基于不同的工作原理，但在安全防范、环境监测等领域中具有广泛的应用前景。
红外线温度仪原理
红外线温度仪原理引言：红外线温度仪是一种用于非接触式测量物体温度的仪器。
它利用红外线辐射的原理，通过测量物体发射的红外辐射能量，来确定物体的温度。
红外线温度仪在工业、医疗、军事等领域都有广泛的应用。
本文将介绍红外线温度仪的原理及其工作过程。
一、红外线辐射原理：红外线是指波长在0.76微米（μm）到1000微米（μm）之间的电磁辐射。
物体的温度越高，其发射的红外辐射能量越大。
根据普朗克辐射定律，物体的辐射能量与其温度的四次方成正比。
因此，利用物体发射的红外辐射能量，可以推算出物体的温度。
二、红外线温度仪的工作原理：红外线温度仪主要由光学系统、信号处理器和显示器等组成。
其工作原理如下：1. 光学系统：红外线温度仪通过一个光学系统来聚焦物体发出的红外线辐射能量。
光学系统通常由一个镜头和一个红外线传感器组成。
镜头用于聚焦红外线辐射，而红外线传感器则用于接收红外线辐射能量。
2. 信号处理器：红外线传感器接收到的红外线辐射能量将被转换成电信号，并通过信号处理器进行处理。
信号处理器会将接收到的电信号转换成相应的温度值。
3. 显示器：最后，红外线温度仪会将测得的温度值显示在显示器上。
显示器通常是一个数字显示屏，可以直观地显示物体的温度。
三、红外线温度仪的工作过程：红外线温度仪的工作过程主要包括以下几个步骤：1. 对准测量目标：使用红外线温度仪时，首先需要将其对准待测量的物体。
通过调整仪器的镜头，确保物体的红外线辐射能量能够被光学系统准确地接收。
2. 接收红外线辐射：一旦准确对准了测量目标，红外线传感器就会接收到物体发出的红外线辐射能量。
传感器将这些辐射能量转换成电信号，并传送给信号处理器。
3. 信号处理：信号处理器会对接收到的电信号进行处理，将其转换成相应的温度值。
这个过程通常包括信号放大、滤波和转换等步骤。
4. 显示测量结果：最后，测得的温度值将在显示器上显示出来。
用户可以直接读取显示器上的温度数值，从而获得物体的温度信息。
红外线论文设计
1引言20世纪80年代人类进入信息时代以来，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息交换为中心。
因此，信息技术进入新发展时期，作为信息产业三大支柱之一的传感器技术也进入迅猛发展的新阶段，“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认。
所以，从20世纪80年代以来,在世界范围内，利用现代科学技术研究开发了一批新型传感器，新型功能材料，使得传感器技术得到飞速发展，并取得了可喜的成就。
红外线技术在传感器中的应用就是其中一例，随着信息技术的普及和发展，尤其是跨入21世纪后，红外技术也得到了迅猛发展，红外探测和控制技术已渗透到国民经济的各行各业和人民生活的方方面面。
2红外线技术在传感器中的应用当今我国社会正经历一场巨大而深刻的变革，正在由工业化社会逐步向信息化社会过渡。
信息技术的蓬勃发展和广泛应用给社会带了巨大的活力，深刻改变了人们的工作、学习和生活。
在信息化的推动下，作为信息技术核心组成部分的光电子技术近年来也获得了飞速发展，正源源不断地渗透到国民经济和人们生活的各方面。
各种新思路、新概念不断涌现，新材料、新期间日新月异，新技术、新产品层出不穷，呈现一派繁荣景象。
2.1红外线技术2.1.1红外线定义红外线(Infrared rays)是一种光线，是波长在750nm至1mm之间的电磁波,具有普通光的性质，可以以光速直线传播，强度可调，可以通过光学透镜聚焦，可以被不透明物体遮挡等等。
由于它的波长比红色光（750nm）还长，超出了人眼可以识别的（可见光）范围，所以我们看不见它。
红外线由德国科学家霍尔于1800年发现，又称为红外热辐射(Infrared radiation)。
通常把波长为0.75～1000μm的光都称为红外线，并可以按照波长继续细分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。
（参阅图2-1）?????????????图2-1 电磁波波谱图2.1.2红外辐射的产生及其性质红外辐射是由于物体（固体、液体、和气体）内部分子的转动及振动而产生的。
4传感器技术(红外传感器)
1860年，基尔霍夫在研究辐射传输的过程中发现：在任一 给定的温度下，辐射通量密度和吸收系数之比，对任何材料都 是常数。用一句精练的话表达，即：“好的吸收体也是好的辐 射体”。
ER E0
ER——物体在单位面积和单位时间内发射出的辐射能 α ——物体的吸收系数 E0——常数，其值等于黑体在相同条件下发射出的辐射能
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红外传感器
红外辐射
3
红外传感器
红外辐射
红外辐射本质上是一种热辐射。任何物体，只要它的温度 高于绝对零度( -273 ℃)，就会向外部空间以红外线的方式辐射 能量，一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种 形式来实现的。 物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐 射的能量就越强。 另一方面，红外线被物体吸收后可以转化成 热能。 红外线作为电磁波的一种形式，红外辐射和所有的电磁波 一样，是以波的形式在空间直线传播的，具有电磁波的一般特 性，如反射、折射、散射、干涉和吸收等。 红外线在真空中传 播的速度等于波的频率与波长的乘积，即 f 。 c
红外传感器
斯忒藩-玻尔兹曼定律
物体温度越高，发射的红外辐射能越多，在单位时间内其单 位面积辐射的总能量E为
E T
T——物体的绝对温度(K)
4
σ——斯忒藩-玻耳兹曼常数，σ＝5.67×10-8W/(m2· 4) k ε——比辐射率，黑体的ε＝1
红外传感器
普朗克定律
绝对温度为T时，在单位波长内其单位面积沿半球方向所辐 射的能量称为光谱辐射通量密度。不同温度时黑体光谱辐射通量 密度与波长的关系为
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红外传感器
被动式人体移动检测仪
在被动红外探测器中有两个关键性的元件： ①热释电红外 传感器。它能将波长为8-12m之间的红外信号转变为电信号， 并对自然界中的白光信号具有抑制作用。②菲涅尔透镜。菲涅 尔透镜有两个作用：一是聚焦作用，即将热释的红外信号透射 或反射在热释电红外传感器上；二是将警戒区内分为若干个明 区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热 释电红外传感器上产生变化的热释电红外信号，这样传感器就 能产生变化的电信号。实验证明，传感器若不加菲涅尔透镜， 其检测距离将小于2 m，而加上该光学透镜后 ，其检测距离可 大于7 m。
什么是红外线传感器？红外线传感器的分类和优缺点
什么是红外线传感器？红外线传感器的分类和优缺点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(这种变化可能是变大也可能是变小，因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻)，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。
红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。
例如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(见热像仪);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。
具有红外传感器的望远镜可用于军事行动，林地战探测密林中的敌人，城市战中探测墙后面的敌人，以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地。
红外传感器的类型红外线传感器依动作可分为：1、将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。
2、利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。
热型的现象俗称为焦热效应，其中最具代表性者有测辐射热器(ThermalBolometer)，热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。
热型红外线传感器优点：可常温动作下操作，波长依存性(波长不同感度有很大之变化者)并不存在，造价便宜;缺点：感度低、响应慢(mS之谱)。
量子型红外线传感器优点：感度高、响应快速(μS 之谱);缺点：必须冷却(液体氮气) 、有波长依存性、价格偏高;红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用，红外线的波长比可见光长而比电波短。
红外线高温测温仪原理
红外线高温测温仪原理红外线高温测温仪原理引言：红外线高温测温仪是一种在工业领域广泛应用的测温设备，它利用红外线辐射原理来实现对高温物体的非接触式测温。
本文将详细介绍红外线高温测温仪的原理和工作方式，以及其在实际应用中的优势和限制。
一、红外线辐射原理：红外线是一种电磁辐射，处于可见光和微波之间的波长范围内。
热物体会发出红外线辐射，其强度与物体的温度成正比。
红外线辐射具有穿透力强、无需在测量物体表面留下任何痕迹等特点，因此被广泛应用于高温测温领域。
二、红外线高温测温仪的工作原理：红外线高温测温仪主要由红外线传感器和信号处理系统两部分组成。
其工作原理如下：1. 红外线传感器：红外线传感器由红外线探测器和光学系统组成。
光学系统通过聚焦镜头将目标物体发出的红外线辐射汇聚到探测器上。
2. 信号处理系统：信号处理系统接收探测器上的红外线辐射信号，并通过内置的放大器将其放大。
然后，信号处理系统将放大后的信号转化为温度值并显示在显示屏上。
三、红外线高温测温仪的工作过程：红外线高温测温仪的工作过程如下：1. 目标物体发出的红外线辐射通过光学系统被聚焦到传感器上。
2. 传感器将红外线辐射转化为电信号，并通过信号处理系统进行放大和转换。
3. 信号处理系统将放大后的信号转化为温度值，并通过显示屏显示出来。
四、红外线高温测温仪的优势：红外线高温测温仪具有以下优势：1. 非接触式测温：红外线高温测温仪无需与测量物体接触，避免了对物体表面的污染和损坏。
2. 快速测量：红外线高温测温仪的测量速度非常快，可以实时得到测量结果。
3. 安全性高：红外线高温测温仪无需进入危险环境，可以安全地进行测温操作。
4. 适应性强：红外线高温测温仪适用于各种复杂的工业环境，可以对高温物体进行精确测温。
5. 易于操作：红外线高温测温仪携带方便，操作简单，无需专门的培训和技能。
五、红外线高温测温仪的限制：红外线高温测温仪也存在一些限制：1. 测温距离有限：红外线高温测温仪的测温距离有限，一般在几米到几十米之间。
热释电红外传感器
一、引言
二、热释电红外探测器工作原典型应用 四、热释电红外传感器的优缺点
五、结束语
一、引 言
红外线传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光 敏元件， 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。热 敏元件应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,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。 根据红外传感器的工作原理，可分为热型和量子型 两类。
热释电红外传感器广泛应用于各种自动化控制装置中， 既可作为红外激光的一种较理想的探测器，又可用于一 般的家用防盗报警、来客告知及非接触开关等红外领域， 还可用于宾馆、饭店、商场的门口来代替迎宾小等。其 中最简单的一个利用就是红外报警器。 红外报警器又称为被动式红外报警器。所谓“被动”是 指探测器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收自然 界能量或能量变化来完成探测目的 。 其组成 简图如 图3所 示。
从结构图2上可以看出，红外感应源通常由两个串联 或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极 相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的 作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近 为零。一旦有需要的特定光线进入，特定的红外光线通 过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同， 两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同， 不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。 而在这里，光学滤镜的主要作用是只允许波长在特 定的红外线(比如人体发出的红外线波长)通过，而将 灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。
红外线热释电传感器的安装要求： 正确的安装应满足下列条件： 1 、红外线热释电传感器远离空调, 冰箱，火炉等空 气温度变化敏感的地方； 2、红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、 大型盆景或其他隔离物； 3、红外线热释电传感器不要直对窗口，否则窗外的 热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把 窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气 流活动的地方。
红外线测量仪原理
红外线测量仪原理
红外线测量仪利用了物体的热辐射特性来测量温度，其原理基于黑体辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律。
黑体辐射定律指出，物体在一定温度下会向外发射电磁辐射，其辐射强度与温度成正比。
斯特藩-玻尔兹曼定律表示，物体
辐射的功率与其表面积和温度的四次方成正比。
红外线测量仪中的红外传感器接收通过物体表面发射的热辐射，并将其转化为电信号。
这些电信号随后被放大并转换为温度值。
红外线测量仪通常还包括一个光学系统，它用于聚焦和收集物体发射的红外辐射。
光学系统可以包括透镜和滤光片，用于选择特定的红外辐射波长范围。
在测量过程中，红外线测量仪通常会发射一个已知温度的参考源，例如黑体辐射源。
通过测量参考源的辐射并与物体辐射进行比较，红外线测量仪就能够计算出物体的温度。
红外线测量仪广泛应用于许多领域，例如工业控制、医疗诊断、食品安全等。
由于其非接触测量、快速响应和高精度的特点，它成为了许多温度测量需求的理想选择。
红外温度传感器原理
红外温度传感器原理
红外温度传感器是一种利用红外线来测量物体表面温度的传感器。
它通过测量物体发出的红外辐射来确定物体的温度，具有非接
触式、快速响应、高精度等优点，在工业、医疗、家用电器等领域
得到广泛应用。
红外温度传感器的工作原理基于物体的热辐射特性。
所有物体
都会发出热辐射，其强度与物体的温度有关。
根据普朗克辐射定律
和斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的热辐射与其温度呈线性关系。
红外
温度传感器利用红外线探测物体发出的热辐射，然后通过内部的光
学系统和探测器将热辐射转换为电信号，并通过信号处理电路计算
出物体的温度。
红外温度传感器主要由光学系统、探测器和信号处理电路组成。
光学系统用于聚焦和收集物体发出的红外辐射，通常采用透镜和光
学滤波器来实现。
探测器是将红外辐射转换为电信号的核心部件，
常见的探测器包括热电偶、热电阻和光电二极管等。
信号处理电路
则负责将探测到的电信号转换为数字温度值，并进行补偿、滤波、
放大等处理，最终输出给用户。
红外温度传感器的测量精度受到多种因素的影响，包括环境温度、目标物体的表面特性、测量距离等。
在实际应用中，需要根据不同的场景选择合适的红外温度传感器，并进行校准和补偿，以确保测量结果的准确性和稳定性。
总的来说，红外温度传感器利用物体发出的红外辐射来测量物体的温度，具有非接触式、快速响应、高精度等优点，广泛应用于工业、医疗、家用电器等领域。
通过光学系统、探测器和信号处理电路的协作，红外温度传感器能够实现准确、稳定的温度测量，为现代生产生活带来了便利。
红外传感器的工作原理及实际应用
红外传感器的工作原理及实际应用引言：宇宙间的任何物体只要其温度超过零度就能产生红外辐射，事实上同可见光一样，其辐射能够进行折射和反射，这样便产生了红外技术，利用红外光探测器因其独有的优越性而得到广泛的重视，并在军事和民用领域得到了广泛的应用。
军事上，红外探测用于制导、火控跟踪、警戒、目标侦查、武器热瞄准器、舰船导航等；在民用领域，广泛应用与工业设备监控、安全监视、救灾、遥感、交通管理以及医学诊断技术等。
红外探测就是用仪器接受被探测物发出或者反射的红外线，从而掌握被测物所处位置的技术。
作为红外探测系统的核心期间，红外传感器（也称为红外探测器）的研究成为一个热点。
红外传感器的测量原理的理论依据定义：红外传感器（也称为红外探测器）是能将红外辐射能转换成电能的光敏器件。
红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
首先了解一下红外光。
红外光是太阳光谱的一部分，红外光的最大特点就是具有光热效应，辐射热量，它是光谱中最大光热效应区。
红外光一种不可见光，与所有电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
红外光在真空中的传播速度为3×108m/s。
红外光在介质中传播会产生衰减，在金属中传播衰减很大，但红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料，大部分液体对红外辐射吸收非常大。
不同的气体对其吸收程度各不相同，大气层对不同波长的红外光存在不同的吸收带。
研究分析表明，对于波长为1～5μm、 8～14μm 区域的红外光具有比较大的“透明度”。
即这些波长的红外光能较好地穿透大气层。
自然界中任何物体，只要其温度在绝对零度之上，都能产生红外光辐射。
红外光的光热效应对不同的物体是各不相同的，热能强度也不一样。
红外线传感器原理及使用方法
红外线传感器原理及使用方法伍春霖原理：。
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，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，碑化锢, 碑化铺，确镉汞三元合金，错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疋・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,,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・*红外传感器的应用o由于红外温度传感器实现了无接触测温，远距离测量高温等功能，而且具有较高的灵敏度，因些在现在各行业中得到了广泛的应用・1, 夜视技术照相机中利用红外线传感器实现夜视功能•红外夜视，就是在夜视状态下，数码摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体，尖掉红外滤光镜,不再阻挡红外线进入CCD,红外线经物体反射后进入镜头进行成像，这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像，而不是可见光反射所成的影像，即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像•这项技术不论是在军用上还是民用上都已经有了广泛的应用・2, 红外探测器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•下面以热探测器为例子来分析探测器的原理•热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化•检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射•多数情况下是通过热电变化来探测辐射的・当元件接收辐射，引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化・3, 红外无损探伤红外无损探伤仪可以用来检查部件内部缺陷，对部件结构无任何损伤・例如，检查两块金属板的焊接质量，利用红外辐射探伤仪能十分方便地检查漏焊或缺焊;为了检测金属材料的内部裂缝，也可利用红外探伤仪・将红外辐射对金属板进行均匀照射，利用金属对红外辐射的吸收与缝隙（含有某种气体或真空）对红外辐射的吸收所存在的差异，可以探测出金属断裂空隙.当红外辐射扫描器连续发射一定波长的红外光通过金属板时，在金属板另一侧的红外接收器也同时连续接收到经过金属板衰减的红外光；如果金属板内部无断裂，辐射扫描器在扫描过程中，红外接收器收到的是等量的红外辐射；如果金属板内部存在断裂，红外接收器在辐射扫描器在扫描到断裂处时所接收到的红外辐射值与其他地方不一致，利用图像处形技术，就可以显示出金属板内部缺陷的形状・4, 红外气体分析仪红外线气体分析仪，是利用红外线进行气体分析”它基于待分析组分的浓度不同，吸收的辐射能不同，剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同，动片薄膜两边所受的压力不同，从而产生一个电容检测器的电信号”这样，就可间接测量出待分析组分的浓度”根据红外辐射在气体中的吸收带的不同，可以对气体成分进行分析•例如，二氧化碳对于波长为2.7卩m,4.33卩m和14.5卩m红外光吸收相当强烈，并且吸收谱相当的宽，即存在吸收带•根据实验分析，只有4.33 卩m吸收带不受大气中其他成分影响，因此可以利用这个吸收带来判别大气中C02的含量.二氧化碳红外气体分析仪由气体（含C02）的样品室，参比室（无C02 ），斩光调制器仮射镜系统，滤光片，红外检测器和选频放大器等组成•测量时，使待测气体连续流过样品室，参比室里充满不含C02的气体（或C02含量已知的气体）•红外光源发射的红外光分成两束光经反射镜反射到样品室和参比室，经反射镜系统，这两束光可以通过中心波长为4.33卩m的红外光滤色片投射到红外敏感元件上. 由于斩光调制器的作用，敏感元件交替地接收通过样品室和参比室的辐射•若样品室和参比室均无C02气体，只要两束辐射完全相等，那么敏感元件所接收到的是一个通量恒定不变的辐射，因此，敏感元件只有直流响应，交流选频放大器输出为零•若进入样品室的气体中含有C02气体，对4.33卩m的辐射就有吸收，那么两束辐射的通量不等，则敏感元件所接收到的就是交变辐射,这时选频放大器输出不为零•经过标定后，就可以从输出信号的大小来推测C02的含量红外线传感器的使用方法:住巻漲单呦荊顫鞭糊用聯口辭三SWRX .............. 开矢量输出端口GND ............. 电源地（负极）+5V ................. 电源正5伏50~ 200 HZ）信号TX ................. 红外线发射使能端，该端口必须输入脉冲（蓝色微调电位器一一红外线发射强弱调整LED ................ 信号检测指示灯，当前面有阻挡时点亮红红色3位打码开矢一一接收灵敏度调整，0N=1、OFF=0，通过手动设定接收放大器的放大倍数（3位共9个组合），通常1=0N > 2=0FF，3=0FF。
浅谈红外线传感器的原理及应用
浅谈红外线传感器的原理及应用红外线技术是在最近十几年中发展起来的一门新兴技术。
它已在科技、国防和工农业生产领域获得了广泛的应用。
一、红外线红外线是一种不可见光,由于是位于可见光中红色光以外的光线,故称为红外线。
红外线的波长范围大致在O.76~1000μm,工程上常把红外线所占据的波段分为4个部分,即近红外、中红外、远红外和极远红外。
一个炽热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。
物体的温度越高,辐射出来的红外线越多,辐射的能量就越强。
而且红外线被物体吸收时,可以显著地转变为热能。
在自然界中,只要物体本身具有一定温度(高于绝对零度),都能辐射红外光。
例如电机、电器、炉火,甚至冰块都能产生红外辐射。
红外光线和所有电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性。
二、红外线传感器红外线传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路及显示等部分组成。
红外线探测器是红外线传感器的核心,红外线探测器(俗称探头)常见的有两类:1.热探测器热探测器是利用红外线辐射的热效应,探测器的敏感元件吸收辐射能否引起温度升高,进而使有关物理参数发生相应变化,通过测量物理参数的变化,便可确定控制器所吸收的红外线辐射。
热探测器主要类型有热释电型、热敏电阻型、热电偶型和气体型探测器。
2.光子探测器光子探测器是利用入射红外线辐射的光子流与探测器材料中的电子相互作用,从而改变电子的能量状态,引起各种电学现象,称光子效应。
利用光子效应制成的红外线探测器,统称光子探测器。
光子探测器有内光和外光探测器两种,外光探测器又分为光电导、光生伏特和光磁电探测器三种。
三、应用火电厂采用红外线传感器来检测锅炉的火焰。
红外线传感器的探测器是光敏电阻(光电导)探测器。
燃烧器火焰的一次燃烧区域所产生的红外线辐射,经由光导纤维转送到探头,通过探头中的光敏电阻转换成电信号后,再由放大器放大。
该火焰信号经由屏蔽电缆送到机箱,通过频率响应开头和一个放大器后,再同一个参考电压(可调)进行比较,若火焰信号大于参考信号,则对应的触发器置位,触发器输出信号使红色火焰指示灯点亮,表明锅炉有火焰;反之表示锅炉无火焰。
航空无损检测新技术
远场涡流检测探头 远地涡流检测系统原理框图 检测系统的组成部分：振荡器，功率放大器，探头的驱动定位位置，相位及幅值检测 器，微型计算机 检测应用：石油化工厂、水煤气厂、炼油厂和电厂等行业中的多种铁磁性或非铁磁性 管道的探伤、分析和评价，如：锅炉管、热交换管、地下管线和铸铁管道等的役前和在役检 测。 五、声振检测：声振检测中包含了整体法，局部法（振动阻尼法，机械阻尼法） ，声 阻抗法，共振法。声振检测采用的是几百 KHZ 的频率，对于很深的缺陷难检测，比较容易 检测浅表面的缺陷。 整体声振检测检测板簧，车轮，文物鉴定。多点击振检测复合材料立体网结构；局部 敲击（声振）法用专业的敲击锤（俗称“啄木鸟” ）来发现复合材料板和交接结构，检测较 大的脱粘；声阻法（机械阻抗法）用来检测复合材料，板----板胶结结构，检测时的谐振频 率与缺陷的宽带、距表面深度等因素有关；声谐振法检测时需要耦合剂，利用收发一体的探 头来测量谐振频率 f，从而判断缺陷的状况。 六、水浸聚焦 TOFD 超声成像检测技术 要考虑焦点、焦距的长度，形状的变化。采用点聚焦方式的检测方法通常用来检测盘 或者叶片之类的构件；线聚焦方式的检测用于棒材，管材的检测。水浸聚焦 TOFD 法以纵 波入射，采用一发一收的探头，通常检测焊缝。当缺陷较平或斜时，检测的误差较大。探头 采用的频率一般为 10--15M。 七、导波检测： 导波是由于边界的限制，在固体声波导中传播的制导波。它的特点是频散和多模式。 故采用频率很低的声波来检测。通常的频率只有几百 K 赫兹。导波的分类：板中的导波、 自由界面板中的 Lamb 波，圆管中的管导波。导波适合长距离的检测，它的可达性比一般的 超声波检测要好，但频率又不能太高，特别是厚板中的频率更不能高。频散是导波检测的缺 点，它会使导波检测的灵敏度降低。导波按模式来分分为 L（0,2）纵向模式，传播速度快； T（0,1）扭转模式；F(1，3)弯曲模式。 导波的应用：检测管道，检测钢轨，航空发动机管道。
红外传感器参数
1）辐射计，用于辐射和光谱测量； 定其空间位置并对它的运动进行跟踪； 图象； 4）红外测距和通信系统； 合。
2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确 3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布
5）混合系统，是指以各类系统中的两个或者多个的组
三、红外传感器主要物理量
(1)响应率 谓红外探测器的响应率就是其输出电压与输入的红外辐射功率之比。
使其产生
释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
4)一旦人侵入探测区域内，人体红外
辐射通过部分镜面聚焦， 并被热释电元接收， 但是两片热释电元接收到的热量不同， 热释电
也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
5)菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有
不同的焦距（感应距离） ，从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。
释电元件对波长为 10um 左右的红外辐射必须非常敏感。
2)为了仅仅对人体的红外
辐射敏感， 在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片， 使环境的干扰受到明显的控制
作用。
3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成
的两个电极化方向正好相反， 环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，
极， SOURCE、) 接地端 (GROUND)。常见的热释电红外传感器外形如图 2 所示。
热
释电红外传感器的主要参数 : 热释电红外传感器的主要工作参数有 : 工作电压 :常用
的热释电红外传感器工作电压范围为 3～ 15V; 工作波长 :通常为 7.5～ 14 μ m; 源极电
压: 通常为 0.4～1.1V， R=47kΩ; 输出信号电压 :通常大于 2.0V;
(NEP)。噪声等效功率是一个可测
机械工程测试技术(讨论课)教材
机械工程测试技术（讨论课）红外无损探伤班级：成员：指导教师：完成日期：2015.09.23目录前言： (2)1.红外传感器 (2)1.1定义 (2)1.2原理 (2)1.3分类 (3)1.4组成成分 (3)1.5基本部件及作用 (4)2.红外无痕探伤 (5)2.1原理 (5)2.2工业探测应用 (6)2.2.1焊接缺陷的无损检测 (6)2.2.2焊件内部缺陷探测 (7)2.2.3疲劳裂纹探测 (7)2.3原理图 (8)3.红外传感器的其他应用 (8)3.1夜视技术 (8)3.2红外探测器 (9)3.3红外气体分析仪 (9)4. 发展前景 (9)5.项目感想 (10)参考文献 (11)前言：随着科学技术的日益发展，传感器的应用也随处可见。
现如今，传感器也被大力应用于工业生产中，例如：电阻式传感器、温度传感器、湿度传感器等。
在工业生产中还有一种传感器被广泛引用，那就是红外传感器。
红外传感器在红外无损探伤上的应用极大的提高了对工业产品的检测技术，而且对于了解产品内部品质也有很大帮助。
本讨论课以红外无损探伤为切入点，通过查阅相关资料，对该技术的原理、使用方法加以解释。
随后粗略介绍该传感器在其他领域的其他的应用及发展前景。
本次讨论课的分工如下：关键词：红外传感器、红外无损探伤、红外辐射、金属1.红外传感器1.1定义红外传感器是能将红外辐射能转换成电能的光敏器件。
1.2原理工作机理：利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高，进而使某些有关物理参数发生相应变化，通过测量物理参数的变化来确定所吸收的红外辐射。
应用基本定律有：基尔霍夫定律、玻尔兹曼定律、维恩位移定律。
1.3分类红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类:(1)辐射计，用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
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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,,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
原理：
热传感器是利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。
检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。
多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的，当器件接收辐射后，引起一非电量的物理变化，也可通过适当变化变为电量后进行测量。