任务五非接触式体温检测

1.Pbs红外光敏元件
对近红外光~3μm红 外光有较高灵敏度，可在 室温下工作。当红外光照 射在Pbs元件上时，因光 导效应，Pbs光敏元件的 组织发生变化，电阻的变 化引起Pbs光敏元件两电 极间电压的变化。
光照射到不均匀的半导体中， 由于光能被P区和N区的电 子吸收，摆脱了共价键的束 缚，产生电子空穴对，由于 电阻的定义可知，当光越强 所产生的电子空穴对的数量 越多，电子越多，使得在一 定的电压条件下流过半导体 的电流越大，电阻越小的效
红外传感器是将物体红外辐射的能量转换成电能的 光敏器件。红外检测器可以在短时间内远距离测量温度， 在某些情况下非常实用。
一、红外辐射
俗称红外线或红外光，属于不可见光谱范畴，是一 种客观存在的物质。任何物体，只要其温度高于绝对零度 就有红外线向周围空间辐射。
红外线是位于可见光中红光以外的光线，波长范围 大致为0.75~1000μm，频率大概在4x1014~3x1011Hz之间。
任务五 非接触式体温检测
任务提出
在日常生活中，人们一般用水银 柱口腔表来测量体温，属于接触测量， 方便、使用、准确。但若测量婴幼儿 体温，会有很大麻烦（如宝宝玩温度 计 不慎吞下水银，不慎碰断体温计 水银插进宝宝手），需要采用非接触 式体温测量，可用红外测温仪。
相关知识
非接触式温度检测在冶金、铸 造、热处理、陶瓷等工业生产中的 高温检测中应用比较广泛，在民用、 医疗等方面也得到了应用。
红 热释电型（应用最广） 热 敏 热敏电阻型 探 测 热电阻型 器
气体型
1.热释电型红外热探测器 如硫酸三甘肽等晶体当收到红外辐射时，温度升高，
在某一晶轴方向上产生电压，电压大小与吸收红外辐射的 功率成正比。
热释电红外传感器在热辐射能力发生改变时，会产生 电荷变化（热释电效应）。
热释电红外传感 器主要应用于人体移 动探测、被动红外防 盗报警、自动开关等。
人体的红外线和红外热释传感器
菲涅尔透镜
设定 按钮
高分贝喇叭
吸顶式热释 电报警器
热释电传感器用 于自动亮灯，当然也 可以用于防盗
热释电传感器 的感应范围
热释电传 感器
自动感应灯
（参考施特朗公司资料）
智能空调能检 测出屋内是否有人， 微处理器据此自动 调节空调的出风量， 以达到节能的目的。
上 下 范 围 左右范围
红外传感器又称红外探测器， 是红外探测系统的核心，用于将接 收到的红外辐射转换为便于测量或 观察的电能、热能等其他形式的能 量，是一种辐射能转换装置。
红外防盗报警器工作原理演示
根据能 量转换 方式
红外光电 探测器
红外热敏 探测器
（一）红外热探测器
红外热探测器工作原理：利用红外辐射的热效应制成 的，探测器的敏感元件为热敏元件，它吸收辐射后引起温 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，便可确定探测器所吸收的红外辐射。
以红外线作为载体来传送 遥控信息，实现对控制对象的 远距离控制。不能够穿过遮挡 物去控制被控对象，遥控距离 一般为几米到几十米的距离。
其他案例
红外传感器用于监视
红外线是不见 的，可以在需要的 地方设置红外光和 红外探测器，一旦 有人越过，马上遮 挡光束，探测器立 即发出报警信号， 实现自动监视。
其他案例
空调中，热释电传感器的菲涅尔 透镜做成球形状，从而能感受到屋内 一定空间角范围里是否有人，以及人 是静止着还是走动着。
（二）红外光子探测器
又称光子探测器，它利用入射红外辐射的光子流与探 测器材料中的电子相互作用，改变电子的能量状态，引起 各种电学现象（这一过程也称为光子效应）。常用的光子 效应有光电效应、光生伏特效应、光电磁效应和光导效应。 通过测量材料电子性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。
热探测器对 各种波长都 能响应；
热敏探测器 不需要冷却；
热敏探测器 响应时间长。
光子探测器只 对一段波长区 间有响应；
光子探测器需 要冷却；
光子探测器易 实现规格化。
任务实施 一、合理选择红外传感器的类型
非接触红外耳温仪是通过人耳内热量来测量体温的。 因此选用热探测器。
其他案例
红外线遥控
传播时，由于大气中的气体分子、水 蒸气以及固体微粒、尘埃等物质的散射、 吸收作用，辐射在传输过程中逐渐衰减。 仅在2~2.6μm、3~5μm和8~14μm三个波段能 较好地穿透大气层。因此这三个波段称为 “大气窗口”，一般红外传感器都工作在 这三个波段。
二、红外探测器
红外探测系统一般由光学系统、红外传感器、信号调 理电路和显示单元等组成。
红外传感器用于wk.baidu.com测
电力输电线上有许 多接头，年长日久，造 成接触不良，引起发热 发烫，不仅损失能源， 也易发生事故。
用红外线测温仪检测750千伏电网运行状况
若采用接触测温很不方便，而采用红外探测器，在地 面上就可以测得接头处的温度，既省力，又可不停电。
其他案例
红外无损探伤
两块金属板焊接在 一起，要检测焊接是否 良好，可将某一面均匀 加热，当温度升高时就 向另一面传去。
任何物体只要在绝对零度以上时，因其内部带电粒 子的运动，会以一定波长电磁波的形式向外辐射能量， 只是在低温段的辐射能量很弱。
相关知识
例如，人体温度37℃，红外辐射波长为9~10μm（属 远红外区）；400～700℃物体的红外辐射波长为3~5μm （属中红外区）。
非接触式测温传感器就是利用物体的辐射能量随温 度而变化的原理制成的。
红外辐射的物理本质是热辐射。一个灼热物体向外 辐射的能量大部分是通过红外线辐射出的。物体的温度 越高，辐射出的红外线越多，红外辐射的能量就越强。
太阳光谱中单色光的热效应从紫色到红色是逐渐增 大的，且最大热效应出现在红外辐射的频率范围内。红 外辐射又称热辐射。
红外辐射和所有电磁波一样，是以波的形式在空间 直线传播的。它在真空中的传播速度与光在真空中的传 播速度相同为3×108m/s。
应叫做光导效应。
2.ZnSb红外光敏元件
把杂质Zn等用扩散
法渗入N型半导体中形成P
层构成PN结，在引出引线
制成的。当红外光照射在
ZnSb元件的PN结上时，
因光生伏特效应，在ZnSb
元件两端产生电动势，此
电动势大小与光照强度成 半导体在受到光照射时产
比例。
生电动势的现象
（三）热探测器与光子探测器对比