红外探测器
红外探测器原理
红外探测器原理
红外探测器是一种能够感知红外辐射的传感器,其原理基于物体的热辐射特性。
红外辐射是指波长长于可见光的电磁辐射,通常处于0.75μm至1000μm的范围内。
红外探测器主要应用于红外成像、红外测温、红外遥控以及红外安防等领域。
红外探测器的原理主要有热释电、热电偶、焦平面阵列等几种。
热释电原理是基于物质在吸收红外辐射后产生温度升高,从而产生电荷变化的
现象。
热释电探测器的工作原理是通过将红外辐射转化为热能,再将热能转化为电能,最终得到电信号。
这种原理的探测器具有快速响应、高灵敏度的特点,但需要外部电源供电。
热电偶原理是利用两种不同材料的接触产生的塞贝克效应,当其中一种材料吸
收红外辐射时,产生的热量使得两种材料的接触点产生温差,从而产生电压信号。
热电偶探测器的优点是工作稳定、寿命长,但对环境温度变化敏感。
焦平面阵列是一种集成式的红外探测器,由多个微小的红外探测单元组成,每
个单元都能够独立感知红外辐射并转化为电信号。
焦平面阵列探测器具有高分辨率、高灵敏度和多功能集成的特点,广泛应用于红外成像领域。
除了以上几种原理外,红外探测器还可以根据探测方式分为主动式和被动式。
主动式红外探测器通过发射红外辐射并测量其反射回来的信号来实现探测,常用于红外遥控和红外测距。
被动式红外探测器则是通过感知周围环境中的红外辐射来实现探测,常用于红外安防和红外监测。
总的来说,红外探测器通过感知物体的红外辐射来实现探测,其原理多种多样,应用也十分广泛。
随着科技的不断进步,红外探测器的性能将会不断提升,为各种领域的应用提供更加可靠、高效的技术支持。
红外探测器是什么-红外探测器的原理和使用方法
红外探测器是什么,红外探测器的原理和使用方法如今,随着社会的进步,经济的发展,越来越多人开始重视安防产品,家庭安防产品销售量开始逐年增长,红外探测器普及到越来越多的家庭,那么,什么是红外探测器的原理和使用方法?一、什么是红外探测器?红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波,人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱,把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来,红外辐射照射物体所引起的任何效应,只要效果可以测量而且足够灵敏,均可用来度量红外辐射的强弱。
现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。
这些效应的输出大都是电量,或者可用适当的方法转变成电量。
二、红外探测器的原理无线红外探测器的基本原理是,将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波,人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱,把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来,红外辐射照射物体所引起的任何效应,只要效果可以测量而且足够灵敏,均可用来度量红外辐射的强弱。
在红外线探测器中,热电元件检测人体的存在或移动,并把热电元件的输出信号转换成电压信号。
然后,对电压信号进行波形分析。
于是,只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时,才输出检测信号。
例如,在两个不同的频率范围内放大电压信号,且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。
于是,误将诸如热电元件的爆米花噪声一类噪声当作为由人体所产生而在准备加以检测乃得以防止。
三、红外探测器的使用方法而红外探测器有很多种类,不同分类的红外探测器有不同的使用方法。
1. 接近探测器:是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。
在接近探测器中,通常有一个高频率的LC震荡电路,震荡电路的LC回路通过导线连通到外部的金属部件上。
当人体靠近时,通过空间的电磁偶合,会改变LC回路的谐振频率,引起震荡频率改变,探测器的检测电路能够识别这种频率的改变而发出警示信号。
红外探测器
温差电偶和温差电堆的原理性结构如下图所示
❖ 热电偶型红外探测器的时间常数较大,所以响应时间较长, 动态特性较差,北侧辐射变化频率一般应在10HZ以下。
❖ 在实际应用中,往往将几个热偶串联起来组成热电堆来检 测红外辐射的强弱
v R(T)--电阻值 v T--温度 v A,C,D--随材料而变化的常数
v 金属热敏电阻,电阻温度 系数为正,绝对值比半导 体小,电阻与温度的关系 基本上是线性的,耐高温 能力较强,多用于温度的 模拟测量。
v 半导体热敏电阻恰恰相反, 用于辐射探测,如报警、 防火系统、热辐射体搜索 和跟踪。
v 常见的是NTC型热敏电阻.
热电偶型红外探测器
❖ 热电偶也叫温差电偶,是最早出现的一种热电探测器件, 其工作原理是热电效应。由两种不同的导体材料构成的接 点,在接点处可产生电动势。热电偶接收辐射的一端称为 热端,另一端称为冷端。
❖ 热电效应:如果把这两种不同的导体材料接成回路,当两 个接头处温度不同时,回路中即产生电流。
❖ 为提高吸收系数,在热端都装有涂黑的金箔构成热电偶的 材料,既可以是金属,也可以是半导体。在结构上既可以 是线、条状的实体,也可以是利用真空沉积技术或光刻技 术制成的薄膜
❖ 由于自由电荷中和面束缚电荷所需时间较长,大约需要数 秒钟以上,而晶体自发
❖ 极化的驰豫时间很短,约为10-12秒,因此热释电晶体可响 应快速的温度变化.
高莱气动型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测器
v 高莱气动型探测器又称高莱(Golay) 管,是高莱于1947年发明的。它 是利用气体吸收红外辐射能量后, 温度升高、体积增大的特性,来 反映红外辐射的强弱。其结构原 理如下图所示:
红外探测器的操作方法
红外探测器的操作方法红外探测器是一种能够感应红外辐射并将其转化成可见光或电信号的仪器。
它常用于安防领域、温度测量、红外成像和通信等应用中。
下面将详细介绍红外探测器的操作方法。
1. 检查设备在开始操作红外探测器之前,需要先检查设备是否完好无损。
确保红外探测器的电源正常接通,连接端口没有松动或损坏。
2. 设置工作模式根据实际需要,设置红外探测器的工作模式。
通常有以下几种模式可供选择:单脉冲检测模式、双脉冲检测模式、宽带检测模式等。
根据应用需求选择合适的模式可以提高探测器的灵敏度和性能。
3. 调节灵敏度根据环境条件和需要,调节红外探测器的灵敏度。
一般情况下,灵敏度调节旋钮可用于设定红外探测器对红外辐射的感应范围。
根据需要,适当调节灵敏度可以提高探测效果。
4. 定位红外源在使用红外探测器之前,需要确定感兴趣的红外辐射源的方向和位置。
可以通过肉眼观察或使用其他辅助设备进行定位,以确保红外探测器能够准确捕捉到红外辐射。
5. 启动红外探测器在调整好红外探测器的各项参数后,将其启动。
通常通过按下电源开关或相应控制按钮来完成启动操作。
一些高级红外探测器还可以通过遥控器进行操作。
6. 检测红外辐射一旦红外探测器启动,它将开始检测其感兴趣区域内的红外辐射。
根据探测器的工作模式和灵敏度设置,它将捕获红外辐射并将其转化成可见光或电信号进行显示或记录。
7. 红外成像对于可见光以外的红外辐射,一些红外探测器还可以进行红外成像。
通过使用红外阵列探测器和图像处理技术,可以将红外辐射转化为热图或红外图像,以便于人们观察、分析和记录。
8. 数据处理与输出在红外探测器进行红外辐射检测后,一些先进的探测器还可以对数据进行处理和分析。
它们可以测量辐射强度、温度、频率等参数,并将结果通过显示屏或输出端口进行显示、记录或传输。
9. 关闭红外探测器在使用完红外探测器后,需要及时关闭它以节约能源和延长设备使用寿命。
通常通过按下电源开关或相应的控制按钮来完成关闭操作。
红外探测器的原理和使用方法
如今,随着社会的进步,经济的发展,越来越多人开始重视安防产品,家庭安防产品销售量开始逐年增长,红外探测器普及到越来越多的家庭,那么,什么是红外探测器的原理和使用方法?一、什么是红外探测器?红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波,人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱,把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来,红外辐射照射物体所引起的任何效应,只要效果可以测量而且足够灵敏,均可用来度量红外辐射的强弱。
现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。
这些效应的输出大都是电量,或者可用适当的方法转变成电量。
二、红外探测器的原理无线红外探测器的基本原理是,将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波,人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱,把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来,红外辐射照射物体所引起的任何效应,只要效果可以测量而且足够灵敏,均可用来度量红外辐射的强弱。
三、红外探测器的使用方法而红外探测器有很多种类,不同分类的红外探测器有不同的使用方法。
1. 接近探测器:是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。
在接近探测器中,通常有一个高频率的LC震荡电路,震荡电路的LC回路通过导线连通到外部的金属部件上。
当人体靠近时,通过空间的电磁偶合,会改变LC回路的谐振频率,引起震荡频率改变,探测器的检测电路能够识别这种频率的改变而发出警示信号。
接近探测器比较适用于室内,如对写字台、文件柜、保险柜等一些特殊物件提供保护,也可以用于对门窗的保护。
通常被保护的物件是金属的,实际上可以构成保护电路的一部分,因而只要有人试图破坏系统时,就会立即触发报警。
2.移动/震动探测器机器:能够探测固定物体位置被移动的传感器称为移动探测器。
其实运动是无处不在的,地球在转动,地球上的任何东西都在“移动”,这里所要探测的其实是相对的移动,比如放置在桌面上的物体被移开了桌面、停放的车辆被开动或搬动了等等。
红外探测器原理
红外探测器原理
红外探测器原理是基于红外辐射的特性。
红外辐射是一种在光谱中长波段的电磁辐射,对于人眼来说是不可见的。
红外探测器利用一种特殊的材料,被称为红外探测传感材料。
这种材料能够吸收红外辐射并转变为电信号。
当红外辐射照射到探测器上时,探测器内部的红外探测传感材料会吸收辐射能量并导致材料内部的电荷分布发生变化。
探测器内部还包含一个电路,用于测量和放大红外探测传感材料中由辐射能量引起的电荷变化。
这样,探测器就可以将红外辐射转化为电信号,从而进行信号处理和分析。
通常,探测器还配备了滤光片,用于选择特定波长的红外辐射,以增强探测器的准确性和灵敏度。
红外探测器的工作原理可归纳为以下几个步骤:辐射能量被红外探测传感材料吸收后,产生电荷变化;电荷变化被探测器内部的电路接收并放大;放大后的电信号经过信号处理和分析,可以得到关于红外辐射的信息。
红外探测器广泛应用于安防监控、火灾报警、人体检测、无人驾驶等领域。
通过感知红外辐射,探测器能够实时准确地识别和监测目标物体,具有很高的应用价值。
红外探测器工作原理
红外探测器工作原理
红外探测器是一种能够探测红外辐射的装置,主要原理基于物体发出的红外辐射与红外探测器的相互作用。
红外辐射是指波长范围在0.75-1000微米之间的电磁辐射,对应于频率范围在300-400 THz之间。
红外探测器常用的工作原理包括热电偶、热电阻、半导体等。
下面将分别介绍这些工作原理:
1. 热电偶原理:热电偶是由两种不同材料的导线接触形成的,它们之间存在热电效应。
当其中一侧受到红外辐射时,它的温度会升高,从而在热电偶的两端产生温差,进而产生电压差。
这个电压差可以用来检测红外辐射的强度。
2. 热电阻原理:热电阻器材料的电阻值随温度的变化而变化。
红外辐射会使热电阻器材料的温度升高,从而导致其电阻值发生变化。
测量热电阻器的电阻值变化,可以间接检测红外辐射的存在。
3. 半导体原理:半导体材料对红外辐射具有很好的吸收能力。
在半导体红外探测器中,人们常用的是InSb(砷化铟)、HgCdTe(汞镉铟)、Si(硅)等材料。
这些材料的能带结构使得它们能够吸收红外辐射而产生电荷载流子。
通过测量电荷载流子的变化,可以检测红外辐射的存在。
总之,红外探测器的工作原理是基于物体发出的红外辐射与红
外探测器的相互作用。
不同的原理适用于不同的应用场景,但都能够实现红外辐射的探测和测量。
红外对射探测器安装方法
红外对射探测器安装方法1. 红外对射探测器简介红外对射探测器是一种常用于安防系统的设备,它主要通过红外线的发射和接收来探测物体的存在和移动。
该设备通过将红外线发射器和接收器分别安装在需要监测的区域内,当有物体通过时,红外线会被物体遮挡,从而触发报警。
2. 安装前准备在开始安装红外对射探测器之前,需要做一些准备工作:- 确定好安装位置:根据监测范围和安全需求,选择合适的位置安装红外对射探测器。
通常情况下,应选择高度合适、视野开阔的位置来安装。
- 确认供电情况:检查供电线路是否满足红外对射探测器的电源要求,可以根据需要预留插座或使用电池供电系统。
- 确保设备完整:检查购买的红外对射探测器是否完整,包括发射器、接收器、安装支架和连接线等。
3. 安装步骤步骤一:确定安装位置根据前期准备中确定的位置,使用工具测量并标记出发射器和接收器的安装位置。
确保两者之间的距离适当,并且没有任何遮挡物。
步骤二:固定安装支架使用螺丝和螺母将安装支架固定在准备好的位置上。
确保支架稳固可靠,并可以将发射器和接收器安装在上面。
步骤三:连接发射器和接收器将发射器和接收器分别连接到供电线路或电池系统上,确保电源接线正确无误。
根据设备的说明书,可以使用连接线将发射器和接收器与安装支架固定在一起。
步骤四:调整和测试根据实际需求,适当调整红外对射探测器的角度和高度,确保能够有效监测到所需区域的移动。
在调整完毕后,可以进行测试。
通过检测显示器或报警主机,观察红外对射探测器是否能够正常工作。
步骤五:定期维护和检查安装完成后,定期维护和检查红外对射探测器是非常重要的。
按照设备的说明书,定期清洁和校准设备,确保其正常的工作状态。
4. 安全注意事项在安装红外对射探测器时,需要注意以下安全事项:- 确保安装位置不会干扰他人的正常活动。
- 在安装过程中,注意安全防护和措施,避免发生意外伤害。
- 在使用电源时,必须注意电压和电流是否符合设备要求,避免电源过载或短路等问题。
红外对射探测器工作原理
红外对射探测器工作原理
红外对射探测器是一种基于红外辐射的安防设备,常见于室内外物体入侵报警系统中。
其工作原理主要分为红外发射和红外接收两个步骤。
1. 红外发射:探测器中包括一个红外光电二极管发射器。
当红外发射器处于工作状态时,它会不断地发射红外光束。
2. 红外接收:探测器内另一端的红外接收器接收发射器发射的红外光束。
接收器内有一个感光元件,通常是红外光电二极管。
当它接收到红外光时,会产生电压信号。
3. 光束中断检测:探测器中还包括对射电路,用于检测红外光束是否被物体或障碍物阻断。
当有物体或障碍物进入红外光束的路径时,光束就会被中断。
4. 报警触发:当红外光束被中断时,接收器产生的电压信号也会发生变化。
探测器会根据这个变化来判断是否发生了物体入侵,并触发报警信号。
红外对射探测器的工作原理利用了物体的红外辐射特性。
一般来说,人们和其他物体都会发出红外辐射。
当有物体进入探测器的侦测范围时,它会中断探测器发射的红外光束,从而引起接收器的电压变化。
通过监测这种变化,可以判断出是否有物体入侵,从而实现安全报警的功能。
红外探测器的工作原理
红外探测器的工作原理红外探测器的工作原理是基于物体发出的红外辐射来检测物体。
红外辐射是指物体在温度高于绝对零度时由于分子振动而产生的电磁波。
而红外辐射的峰值波长通常在0.75 ~ 1000微米之间。
红外探测器主要是利用材料在受到红外辐射时表现出与可见光不同的电学或热学性能来实现探测。
红外探测器有多种工作原理,主要包括热感型、半导体型、光感型和红外成像型。
一、热感型红外探测器热感型红外探测器又称热成像器,主要是基于物体辐射发射热能与温度之间的关系来实现红外探测。
热感型红外探测器由热敏阻、热电偶和热成像阵列等元件组成,其中,热敏阻和热电偶主要是用于单点测量,而热成像阵列则是用于红外成像。
热感型红外探测器的优点是能够在全天候、全天场合下工作,而且具有高灵敏度、高时间分辨率和高空间分辨率等优点。
热感型红外探测器的工作原理如下:当物体受到热辐射时,会发射出一定波长的红外光,并且这些红外光的能量随着温度的升高而增加。
当这些红外光照射到探测器上时,就会导致探测器表面的温度发生变化。
这种温度变化会影响到热敏阻或热电偶的电阻值或电势差,从而产生电信号。
热成像阵列则是由若干个小区域组成,每个小区域都能够分别感知到不同位置的红外辐射,从而实现红外图像的捕捉。
半导体型红外探测器主要是通过半导体材料与红外辐射的相互作用来实现探测。
半导体型红外探测器的材料主要包括铱化铟(InSb)、砷化镓(GaAs)、铟化镉(HgCdTe)等。
其中,铱化铟和砷化镓的峰值灵敏度较高,而银镉铟复合材料的响应速度较快。
半导体型红外探测器的优点是能够同时感知红外和可见光,并且具有快速响应、高分辨率和较宽的频带范围等优点。
半导体型红外探测器的工作原理如下:当红外辐射照射到半导体材料上时,会导致半导体中的载流子发生复合,从而产生电荷。
这些电荷会在电场的作用下被分离,形成电荷信号。
利用这些电荷信号,就可以实现红外辐射的探测。
光感型红外探测器主要是基于光电效应原理来探测红外辐射。
红外探测器应用场景
红外探测器应用场景的实际应用情况1. 应用背景红外探测器是一种能够感知并测量红外辐射的设备,广泛应用于许多领域。
红外辐射是一种波长超过可见光的电磁辐射,其具有热量传导、热辐射和热对流等特性。
红外探测器利用物体的红外辐射来实现目标检测、温度测量、人体检测等功能。
红外探测器的应用场景非常广泛,下面将详细介绍几个典型的实际应用情况。
2. 应用过程2.1 红外人体检测红外探测器在人体检测领域具有广泛应用。
其工作原理是通过检测人体发出的红外辐射来实现人体的检测和跟踪。
红外人体检测技术在安防领域得到了广泛应用,可以用于监控摄像头、入侵报警系统等。
在一个 typic 的应用场景中,红外探测器被安装在一个室内监控系统中。
当有人进入被监控区域时,红外探测器会检测到人体发出的红外辐射,并将信号传输给监控系统。
监控系统会接收到红外探测器的信号,并根据信号的强弱和变化来判断是否有人进入监控区域。
如果有人进入,则可以触发相应的报警,比如发出警报声音或自动拍摄照片,以便后续的处理和调查。
红外人体检测技术的优势在于其不受光线影响,可以在黑暗的环境下正常工作。
此外,红外辐射可以穿透一些遮挡物,如玻璃、塑料等,使得人体检测更加可靠。
然而,红外人体检测技术也存在一些局限性,比如对于低温物体的检测效果较差,容易受到温度变化的影响。
2.2 红外温度测量红外探测器在温度测量领域也有广泛应用。
利用红外辐射的特性,红外温度测量技术可以非接触地测量物体的表面温度。
这种技术在工业生产、医疗诊断、环境监测等领域得到了广泛应用。
在一个 typic 的应用场景中,红外探测器被用于测量机械设备的温度。
通过将红外探测器对准设备表面,可以测量设备表面的温度。
红外探测器会将红外辐射转换成电信号,并通过信号处理器将其转换为温度值。
这样,工作人员可以根据测得的温度值来判断设备是否正常运行,是否存在过热等问题。
红外温度测量技术的优势在于其非接触性和快速性。
相比于传统的接触式温度测量方法,红外温度测量不需要与物体接触,避免了传感器和物体之间的热量交换,从而减小了测量误差。
红外微波探测器
红外微波探测器简介红外微波探测器是一种能够检测红外和微波辐射的设备。
它利用感应器来感知物体发出的红外和微波辐射,并将其转化为可信号处理的电信号。
红外微波探测器在安防系统、自动化控制和人体检测等领域中广泛应用。
工作原理红外微波探测器的工作原理基于物体发出的红外和微波辐射。
当有物体进入传感器的监测范围时,探测器将感测到物体发出的红外或微波信号。
这些信号被探测器内部的感应器接收并转化为电信号。
探测器通过对这些信号的分析和处理,来判断是否有物体进入监测范围。
红外微波探测器通常使用两种不同的技术来感测红外和微波辐射:被动红外(PIR)和调制微波(MW)。
被动红外技术通过感知物体发出的红外辐射来进行探测,而调制微波技术则是通过向空间发送微波信号并感测其回波来进行探测。
优势和应用领域红外微波探测器具有以下优势和适用领域:1. 高灵敏度红外微波探测器能够感测到非常微弱的红外和微波辐射信号,对于远距离和低功率的信号也能够有良好的探测效果。
2. 高可靠性红外微波探测器采用了先进的信号处理和算法技术,具有较低的误报率和漏报率,能够准确可靠地判断有无物体进入监测范围。
3. 灵活性和多功能性红外微波探测器可以根据特定的要求进行定制和配置,适应不同应用场景的需求。
它可以与其他安全设备和系统集成,提供更全面的安防解决方案。
红外微波探测器在以下领域有广泛的应用:•家庭安防系统:用于检测入侵者或异常情况,触发警报和通知家庭所有者。
•商业建筑安防系统:用于监测办公室、仓库和商店等场所的安全,保护贵重物品和人员安全。
•自动化控制系统:用于自动启动和关闭灯光、空调、门禁等设备,提高能源利用效率和自动化程度。
•人体检测和追踪:用于监测和跟踪人员的运动和活动,如在公共场所和公交站台上实施安保控制和紧急反应。
结论红外微波探测器是一种非常重要的安防设备,它通过感测物体发出的红外和微波辐射来进行探测。
红外微波探测器具有高灵敏度、高可靠性和多功能性的优点,并且在家庭安防、商业安防、自动化控制和人体检测等领域中得到广泛的应用。
红外探测器的七大用途
红外探测器的七大用途导语:红外光是波长介于可见光与太赫兹波之间的电磁波,红外探测器就是用来探测这种人眼看不见的光信号的器件。
它将红外光信号转变成某种可测量的物理量,从而实现感知。
红外光是波长介于可见光与太赫兹波之间的电磁波,红外探测器就是用来探测这种人眼看不见的光信号的器件。
它将红外光信号转变成某种可测量的物理量,从而实现感知。
经过几代的发展,红外探测器已经从单元发展到焦平面阵列。
红外焦平面根据制冷方式划分,分为制冷型焦平面阵列和非制冷型焦平面阵列。
制冷型探测器背景温度与探测温度之间的对比度决定着探测器的理想分辨率,所以,为提高探测器精度必须大幅降低背景温度。
制冷型探测器发展较早、应用广泛的有:HgCdTe探测器、InSb探测器和量子阱探测器等。
非制冷型探测器能在室温工作,主要有微测辐射热计、热释电探测器和热电堆探测器等。
只要不处在绝对零度,地球温度环境下的物体都存在红外辐射。
因此,地球环境下的目标探测,红外具有特别重要的地位。
相比其他手段,红外探测具有隐蔽性强、恶劣天气影响小,适于夜间使用;识别目标能力强的特点。
红外系统涉及成像、成像光谱、智能化检测等问题,那么,这天上地下的,红外探测器究竟能用在哪儿?气象预测因为有风云系列气象卫星、海洋系列卫星昼夜监测,发送卫星云图,所以台风预测越来越准确。
尤其是卫星上的红外探测器组件,做成遥感仪器放在卫星上,才能够观测得到各种成像。
对地成像红外探测器规模越大看得越清楚,大规模就是像素做的多,目前规模最大的是美国做的6400万像素。
汶川地震时中美协商,请美方派卫星在汶川上空观测灾情。
军事侦察红外侦察分为地面、海面、空中和空间侦察。
空间侦察主要指:利用侦察卫星上的红外遥感设备,从空间轨道上对目标实施侦察和监视。
我国商用卫星已能够拍到美国军用造船厂的清晰图片。
环境监测2011年日本福岛核电站事故,放射性物质泄漏,美国海洋与大气管理局公布污染海水流向预测结果图,正是基于红外成像做出来的。
红外对射探测器
红外对射探测器全名叫“光束遮断式感应器”(Photoelectric Beam Detector),其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、LED指示灯等。
其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极体,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接受。
当光线被遮断时就会发出警报。
红外线是一种不可见光,而且会扩散,投射出去会形成圆锥体光束。
红外光不间歇一秒发1000光束,所以是脉动式红外光束。
由此这些对射无法传输很远距离(600米内)。
利用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护区时,遮断不可见的红外线光束而引发警报。
常用于室外围墙报警,它总是成对使用:一个发射,一个接收。
发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光,形成警戒线,有物体通过,光线被遮挡,接收机信号发生变化,放大处理后报警。
红外对射探头要选择合适的响应时间:太短容易引起不必要的干扰,如小鸟飞过,小动物穿过等;太长会发生漏报。
通常以10米/秒的速度来确定最短遮光时间。
若人的宽度为20厘米,则最短遮断时间为20毫秒。
大于20毫秒报警,小于20毫秒不报警。
红外对射探测器主要应用于距离比较远的围墙、楼体等建筑物,与红外对射栅栏相比,他的防雨、防尘、抗干扰等能力更强,在家庭防盗系统中主要应用于别墅和独院。
目前,常见的主动红外探测器有两光束、三光束、四光束,距离从30米到300米不等,也有部分厂家生产远距离多光束的“光墙”,主要应用于厂矿企业和一些特殊的场所。
在家庭应用中,我们最多是使用100米以下的产品,在这个距离中,红外栅栏和红外对射探测器均可使用:如果是安装与阳台、窗户、过道等,就选用红外栅栏;如果是安装于楼体、院墙等,就应该选用红外对射探测器;在选择产品时,只能选择大于实际探测距离的产品。
红外对射探测器基础知识1红外对射探测器的安装方式① 支柱式安装:比较流行的支柱有圆形和方形两种,早期比较流行的是圆形截面支柱,现在的情况正好反过来了,方形支柱在工程界越来越流行。
红外探测器的工作原理
红外探测器的工作原理
红外探测器是一种用来检测红外辐射的设备,其工作原理基于红外辐射的特性。
红外辐射是指物体自身所释放的热能,它的波长长于可见光,无法被人眼直接感知。
红外探测器通过捕捉和转换红外辐射信号,将其转化为可以被电子设备接收和处理的电信号。
红外探测器的关键部件是红外敏感体,一般采用半导体材料制成。
红外辐射入射到红外敏感体上时,会导致材料内的载流子被激发,产生电流。
这个电流信号随着载流子的激发程度和数量而变化,进而反应了红外辐射的强度和特性。
为了增强红外探测器的性能,通常还会配备聚焦系统、滤光片、和信号放大电路等辅助设备。
聚焦系统用于集中和引导红外辐射到红外敏感体上,提高探测的灵敏度;滤光片则可用于选择性地屏蔽某些特定波段的红外辐射,以满足特定应用的需求;信号放大电路则可以放大红外敏感体输出的微弱电信号,使其可以被接收和处理设备读取。
红外探测器的应用非常广泛,包括安防监控、人体检测、温度测量、红外线通信等领域。
它们在夜间的观察、热成像和无人机导航等方面的作用重大。
通过不断的技术发展和创新,红外探测器的灵敏度和性能还将不断提高,为各个领域带来更广泛的应用前景。
红外探测器的工作原理
红外探测器的工作原理
红外探测器是利用物体通过红外辐射来检测物体的一种装置。
其工作原理基于物体的热辐射特征。
物体在室温下都会发出一定强度的红外辐射,这种辐射与物体的温度有关,温度越高,发出的红外辐射也就越强。
红外探测器通常采用特定材料制成的感光元件,这些材料能够吸收红外辐射并转换成电信号。
常见的红外探测原理有热释电效应、热导效应和光电效应等。
热释电效应是最常见的工作原理之一。
探测器中包含一个具有高感应性的热释电元件,当物体通过红外辐射照射到探测器上时,元件会吸收红外辐射并因此发生温度变化。
这会导致元件内部的电荷分布发生改变,进而产生一个微小的电压信号。
通过放大和处理这个信号,就可以检测到物体的存在。
热导效应原理通过利用物体和环境之间的温差来检测红外辐射。
探测器中通常包含两个或多个热电偶电极,这些电极位于不同温度区域。
当红外辐射照射到探测器上时,不同温度区域之间的温差会产生电压差,通过测量这个电压差,可以判断物体的存在。
光电效应原理则是通过利用某些材料在受到红外辐射时产生电子释放的现象。
探测器会使用红外敏感材料制成的光电二极管或光敏传感器。
当红外辐射照射到探测器上时,材料中的电子会被激发,从而形成一个电流信号。
通过测量这个电流信号的强度,可以判断物体的存在。
红外探测器通常具有快速、高灵敏度和广泛的应用范围。
它被广泛应用于安防系统、自动化设备、红外热成像等领域。
红外探测器使用说明
红外探测器使用说明一、红外探测器的基本原理1.热敏探测器基本原理:热敏探测器是通过物体发出的红外线辐射使其内部热敏材料发生温度变化,从而改变物质电阻和电容等性能,并通过电路测量这些性能的变化来感知红外线信号。
2.光电二极管基本原理:光电二极管是通过物体反射的红外线信号对光电二极管光敏面上形成光照,从而产生电流或电压信号,通过测量电流或电压的大小来感应红外线信号。
二、红外探测器的安装与调试1.安装前准备:在安装前,首先需要确保所安装的位置不会有任何遮挡,以避免干扰和误报。
同时,还需根据红外探测器的检测范围和感应角度来确定安装位置。
2.接线调试:根据红外探测器的信号输出接口,将其与接收器或控制器等设备进行连接。
接线时需先断开电源,确保接线正确无误,然后再通电进行调试。
3.调试方法:接通电源后,根据红外探测器的使用说明书,设置好探测器的参数,如灵敏度、感应角度和监测范围等。
然后,将红外探测器放置于所需监测的区域,并观察是否正常感应并输出信号。
三、红外探测器的使用注意事项1.避免遮挡:在使用红外探测器时,需确保其周围没有物体遮挡,以免影响其正常感应和工作。
2.避免大范围温度变化:热敏探测器对周围的温度变化比较敏感,大范围的温度变化会导致误报。
因此,在使用过程中需避免大范围温度变化的环境,或者根据实际需求调整热敏探测器的灵敏度。
3.避免光污染:光电二极管对光线比较敏感,特别是背景光和强光的干扰会对其正常工作产生影响。
为了避免光污染,需避免使用红外探测器的区域有较强的光源和光线直射。
4.定期检查:定期检查红外探测器的工作状况,包括其是否有损坏、信号输出是否正常等。
如果发现异常情况,需要及时进行维修或更换。
四、红外探测器的应用领域1.安防领域:通过红外探测器可以检测到人体的红外辐射,用于安防报警系统,以实现对入侵者的监测和报警。
2.自动控制系统:红外探测器可以用于自动门、自动照明等设备中,通过感知人体的红外信号,实现设备的自动开启和关闭。
红外探测器国标
红外探测器国标引言:红外探测器是一种能够探测红外辐射的设备,广泛应用于安防监控、自动化控制、消防报警等领域。
为了保证红外探测器的质量和性能,各国制定了相应的国家标准。
本文将介绍红外探测器国标的相关内容。
一、红外探测器的定义和分类红外探测器是一种能够探测红外辐射并将其转换为电信号的装置。
根据工作原理和应用需求的不同,红外探测器可以分为热电偶型、热电阻型、热敏电阻型、光电型等多种类型。
红外探测器国标对不同类型的红外探测器提出了相应的要求和测试方法。
二、红外探测器的性能指标红外探测器的性能指标包括响应频率、响应时间、灵敏度、分辨率、线性度等。
国际上对红外探测器的性能指标有一定的统一规定,各国的国家标准也会参考国际标准进行制定。
红外探测器国标对不同性能指标的要求进行了详细说明,并规定了相应的测试方法和限制值。
三、红外探测器的安装要求红外探测器的安装对于其性能和稳定性至关重要。
红外探测器国标对红外探测器的安装位置、安装高度、安装角度等方面提出了具体要求。
例如,红外探测器应安装在距地面一定高度的位置,避免受到干扰;同时,红外探测器的安装角度也需要符合一定的要求,以确保其能够正确探测目标物体。
四、红外探测器的环境适应性要求红外探测器通常需要在各种环境条件下正常工作,因此其环境适应性也是红外探测器国标关注的重点。
红外探测器国标对红外探测器的工作温度范围、湿度要求、抗振动能力、抗电磁干扰能力等进行了规定。
这些要求旨在确保红外探测器在各种环境条件下都能正常工作,保证其可靠性和稳定性。
五、红外探测器的标志和标识为了方便用户正确选择和使用红外探测器,红外探测器国标规定了红外探测器的标志和标识。
例如,红外探测器应标注产品型号、生产日期、生产厂商等信息;同时,红外探测器的外包装上也应有相应的标识,以指导用户正确使用。
六、红外探测器的检验方法红外探测器国标还规定了红外探测器的检验方法和评定要求。
涉及到红外探测器的可靠性、灵敏度、线性度等方面的测试方法都在国标中有详细的规定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
红外探测器一、简介红外探测器(Infrared Detector)是能把接收到的红外辐射能转换成一种便于计量的物理量的器件,将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波,人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱,必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来,红外辐射照射物体所引起的任何效应,只要效果可以测量而且足够灵敏,均可用来度量红外辐射的强弱。
现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。
这些效应的输出大都是电量,或者可用适当的方法转变成电量。
二、发展历史1800年,F.W.赫歇耳在太阳光谱中发现了红外辐射的存在。
当时,他使用的是水银温度计,即最原始的热敏型红外探测器。
1830年,L.诺比利利用当时新发现的温差电效应(也称塞贝克效应),制成了一种以半金属铋和锑为温差电偶的热敏型探测器。
称作温差电型红外探测器(也称真空温差电偶)。
其后,又从单个温差电偶发展成多个电偶串联的温差电堆。
1880年,S.P.兰利利用金属细丝的电阻随温度变化的特性制成另一种热敏型红外探测器,称为测辐射热计。
1947年,M.J.E.高莱发明一种利用气体热膨胀制成的气动型红外探测器(又称高莱管)。
在40年代,又用半导体材料制作温差电型红外探测器和测辐射热计,使这两种探测器的性能比原来使用半金属或金属时得到很大的改进。
半导体的测辐射热计又称热敏电阻型红外探测器。
热敏电阻型红外探测器:用氧化物半导体制成很小的薄片,表面涂黑。
当薄片吸收红外辐射而温度升高时,电阻发生变化,用电阻的改变量度量红外辐射的强弱。
60年代中期,出现了热释电型探测器。
它也是一种热敏型探测器。
三、类别及基本原理不同种类的物体发射出的红外光波段是有其特定波段的,该波段的红外光处在可见光波段之外。
因此人们可以利用这种特定波段的红外光来实现对物体目标的探测与跟踪。
将不可见的红外辐射光探测出并将其转换为可测量的信号的技术就是红外探测技术。
热效应探测器:热效应探测器吸收红外辐射后,温度升高,可以使探测材料产生温差电动势、电阻率变化,自发极化强度变化,或者气体体积与压强变化等,测量这些物理性能的变化就可以测定被吸收的红外辐射能量或功率。
(1)液态的水银温度计及气动的高莱池(Golay cell):利用了材料的热胀冷缩效应。
气动型红外探测器原理是气体密闭在柔软的室内,室壁的涂黑部分吸收红外辐射,当辐射被薄膜吸收产生温升,气体受热膨胀,使镀银地柔镜弯曲。
光源发出地光经光栅聚焦到柔镜上,经此镜反射回地光栅象再经过光栅投射到光电管上。
当柔镜受压弯曲光栅象相对于光栅位移,使投射到光电管地光通量发生变化,光电管地输出信号地变化量反映出辐射量地大小。
这种探测器时间响应慢,但能探测弱光。
(2)热电偶和热电堆:利用了温度梯度可使不同材料间产生温差电动势的温差电效应。
塞贝克效应如果两种不同的导体连接成回路,且两接头的温度T1和T2不同时,则回路中产生电动势,会有电流出现。
此现象是T.J.塞贝克在1821年发现的。
温差电动势与两接头的温度势及两种材料的性质有关,可用温差电动势率S12,即单位温差产生的电动势来描述这一效应,式中嘷12为温差电动势。
)a.(当两接点a、b的温度不同时,在闭合回路中会产生电动势,该电动势称为温差电动势ε。
)b.(由N型和P型半导体电偶臂以及负载电阻RL构成,通过金属材料(通常是铜)相连接,工作在高温热源和低温冷源之间,形成回路后就有电流流过负载电阻。
)(3)测辐射热计:辐射热计是热能辐射转移过程的量化检测仪器,是用于测量热辐射过程中热辐射迁移量的大小、评价热辐射性能的重要工具。
是测量热辐射能量传递大小和方向的仪器。
利用材料的电阻或介电常数的热敏效应—辐射引起温升改变材料电阻—用以探测热辐射。
因半导体电阻有高的温度系数而应用最多,测温辐射热计常称“热敏电阻”。
另外,由于高温超导材料出现,利用转变温度附近电阻陡变的超导探测器引起重视。
如果室温超导成为现实,将是21世纪最引人注目的一类探测器;(4)热释电探测器:有些晶体,如硫酸三甘酞、铌酸锶钡等,当受到红外辐射照射温度升高时,引起自发极化强度变化,结果在垂直于自发极化方向的晶体两个外表面之间产生微小电压,由此能测量红外辐射的功率。
热释电材料是一种具有自发极化的电介质,它的自发极化强度随温度变化,可用热释电系数p来描述,p=dP/dT(P为极化强度,T为温度)。
如果把热释电材料做成表面垂直于极化方向的平行薄片,当红外辐射入射到薄片表面时,薄片因吸收辐射而发生温度变化,引起极化强度的变化。
而中和电荷由于材料的电阻率高跟不上这一变化,其结果是薄片的两表面之间出现瞬态电压。
若有外电阻跨接在两表面之间,电荷就通过外电路释放出来。
电流的大小除与热释电系数成正比外,还与薄片的温度变化率成正比,可用来测量入射辐射的强弱。
热释电型红外传感器的热电系数非常高,内部的热电元采用高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘酞等配合滤光镜片窗口组成。
其结构如图1所示。
在结构上引入了场效应管,这种传感器是在TO-5组件内装入热释电元件和高阻抗输出电路,并在其上面开一个硅窗口,热释电元件和场效应管装在一起,能输出与红外辐射强度成正比例的电压。
●光电效应探测器:光电效应探测器吸收光子后,本身发生电子状态的改变,从而引起内光电效应和外光电效应等光子效应,从光子效应的大小可以测定被吸收的光子数。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
●光电导效应:当,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,。
光电导效应是内光电效应的一种。
当入射光子射入到半导体表面时,入射光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时,光子能够将价带中的电子激发到导带,从而产生导电的电子、空穴对,使其自生电导增大,这就是本征光电导效应。
这里h是普朗克常数,v是光子频率,Eg是材料的禁带宽度(单位为电子伏)。
因此,本征光电导体的响应长波限λc为λc=hc/Eg=1.24/Eg (μm)式中 c为光速。
本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制.光生伏特效应:当一定波长的光照射非均匀半导体(如PN结),在自建场的作用下,半导体内部产生光电压。
(1)光电导探测器:又称光敏电阻。
半导体吸收能量足够大的光子后,体内一些载流子从束缚态转变为自由态,从而使半导体电导率增大,这种现象称为光电导效应。
利用光电导效应制成的光电导探测器分为多晶薄膜型和单晶型两种。
(2)光伏探测器:主要利用p-n结的光生伏特效应。
能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。
存在的结电场使空穴进入p区,电子进入n区,两部分出现电位差,外电路就有电压或电流信号。
与光电导探测器比较,光伏探测器背景限探测率大40%,不需要外加偏置电场和负载电阻,不消耗功率,有高的阻抗。
(3)光发射-Schottky势垒探测器:金属和半导体接触,形成Schottky 势垒,红外光子透过Si层被PtSi吸收,使电子获得能量跃迁至费米能级,留下空穴越过势垒进入Si衬底,PtSi层的电子被收集,完成红外探测。
(4)量子阱探测器(QWIP):将两种半导体材料用人工方法薄层交替生长形成超晶格,在其界面有能带突变,使得电子和空穴被限制在低势能阱内,从而能量量子化形成量子阱。
利用量子阱中能级电子跃迁原理可以做红外探测器。
因入射辐射中只有垂直于超晶格生长面的电极化矢量起作用,光子利用率低;量子阱中基态电子浓度受掺杂限制,量子效率不高;响应光谱区窄;低温要求苛刻。
四、优点a.环境适应性优于可见光,尤其是在夜间和恶劣天候下的工作能力;b.隐蔽性好,一般都是被动接收目标的信号,比雷达和激光探测安全且保密性强,不易被干扰;c.由于是目标和背景之间的温差和发射率差形成的红外辐射特性进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;d.与雷达系统相比,红外系统的体积小,重量轻,功耗低;五、缺点:a.容易受各种热源、阳光源干扰。
b.红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探测器接收。
c.易受射频辐射的干扰。
d.环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。
六、红外探测器主要技术参数有下列几项:(1)响应率所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式中 R —响应率(V/W);S —输出电压(V);P —红外辐射功率(W)。
(2) 响应波长范围热敏型红外探测器的响应率与波长无关(至少在 1~15微米范围内)。
光电型红外探测器有峰值波长和长波限[69-50]。
通常取响应率下降到处的一半所在的波长为[69-50]。
光电探测只在≤[69-50]范围内有响应,红外探测器的响应率与入射辐射的波长有一定的关系,λP对应响应峰值rP,rP /2于对应为截止波长λc。
(3) 噪声等效功率(NEP)噪声电压 :如果测量探测器输出的电子系统有足够大的放大倍数,即使没有入射辐射,也可看到有一些毫无规律的、事前无法预测的电压起伏。
它的均方根值称为噪声电压 N。
此噪声来源于探测器中的某些基本的物理过程,是无法消除的。
若投射到探测器上的红外辐射功率所产生的输出电压正好等于探测器本身的噪声电压,这个辐射功率就叫做噪声等效功率(NEP)。
噪声等效功率是一个可测量的量。
设入射辐射的功率为P,测得的输出电压为Uo,然后除去辐射源,测得探测器的噪声电压为Un,则按比例计算,要使Uo=Un,的辐射功率为通常用单位带宽时的噪声等效功率(NEP)表征探测器探测弱辐射信号的本领。
(4)探测率探测器的噪声等效功率值与探测器的面积有关,因而不能用它比较两个不同面积的探测器的优劣。
通过分析,大多数红外探测器的噪声等效功率NEP∝A考虑到带宽,则NEP ∝。
为了比较不同来源的红外探测器,制定了规一化的探测率这就是当探测器的响应元面积为1厘米,放大器带宽为1赫时,单位功率所能给出的信噪比。
这个数值越大,探测器就越好。
(5)响应时间当入射辐射突然照射到探测器上时,它的输出需要经过一定时间才能上升到与入射辐射功率相对应的稳定值。
当辐射突然撤离时,也需要一定时间才能下降到最初的稳定值。
一般说来,上升或下降所需的时间是相等的,称为探测器的响应时间T七、探测器的比较●热敏探测器是在室温条件下能探测到15微米以至远红外波段的器件,与入射辐射的波长无关,可以用作辐射功率的绝对值测量,探测率为(1~2)*。
●光子探测器对波长有选择性,探测长波时需要在低温下工作。
降低工作温度可提高探测率。
几种常用探测器的分谱探测率见图八、红外探测器的应用举例红外探测器应用可以用于非接触式的温度测量,气体成分分析,无损探伤,热像检测,红外遥感以及军事目标的侦察、搜索、跟踪和通信等。