紅外線傳感器.

1、v紅外線傳感器是利用物體產(chǎn)生紅色輻射的特性實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)的傳感器v紅外線又稱(chēng)紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。 1、是一種不可見(jiàn)光不可見(jiàn)光。 波長(zhǎng)范圍大致在0.751000 ，相對(duì)應(yīng)頻率大致在 HZ之間。 工程上又把紅外線所占據(jù)的波段分為四部分， 即近紅外、中紅外、 遠(yuǎn)紅外和極遠(yuǎn)紅外。 2、紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射熱輻射。一個(gè)熾熱物體向外輻射的能量大部分是通過(guò)紅外線輻射出來(lái)的。物體的溫度越高，輻射出來(lái)的紅外線越多，輻射能量就越

2、強(qiáng)。自然界中的任何物體，只要溫度在絕自然界中的任何物體，只要溫度在絕對(duì)零度以上，都有紅外線向周?chē)臻g輻射對(duì)零度以上，都有紅外線向周?chē)臻g輻射（光譜光譜中最大光熱效應(yīng)區(qū)中最大光熱效應(yīng)區(qū)）。 3、具有反射、 折射、散射、干涉、吸收等特性， 它在真空中也以光速傳播，具有明顯的波粒二相性。 4、 大氣層對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外線存在不同的吸收帶，紅外線在通過(guò)大氣層時(shí)，有三個(gè)波段透過(guò)率高，它們是22.6m、35 m和814 m，統(tǒng)稱(chēng)它們?yōu)椤按髿獯翱凇薄＿@三個(gè)波段對(duì)紅外探測(cè)技術(shù)特別重要，因此紅外探測(cè)器(如遙感探測(cè))一般都工作在這三個(gè)波段（大氣窗口）之內(nèi)。 v金屬對(duì)紅外輻射衰減非常大，一般金屬基本不能透過(guò)紅外線。v

3、氣體對(duì)紅外輻射也有不同程度的吸收。v介質(zhì)不均勻、晶體材料的不純潔、有雜質(zhì)或懸浮小顆粒等都會(huì)引起對(duì)紅外輻射的散射。v實(shí)踐證明，溫度越低的物體輻射的紅外線波長(zhǎng)越長(zhǎng)。由此在應(yīng)用中根據(jù)需要有選擇的接受某一定范圍的波長(zhǎng)，就可以達(dá)到測(cè)量的目的。三、紅外輻射的基本定律三、紅外輻射的基本定律1、希爾霍夫定律 一個(gè)物體向周?chē)椛淠芰康耐瑫r(shí)，也吸收周?chē)矬w的輻射能，希爾霍夫定律指物體的輻射發(fā)射量Er和吸收率之比與物體的性質(zhì)無(wú)關(guān)，總等于同一溫度下絕對(duì)黑體的輻射能量。0EErEr ：物體在單位面積和單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來(lái)的輻射能 ：物體對(duì)輻射能的吸收系數(shù)E0 ：等價(jià)于黑體在相同溫度時(shí)輻射的能量，為常數(shù)%100p光能量：被

4、物體所吸收的紅外能量輻射到物體上的紅外光p: 黑體：黑體：能全部吸收投射到其表面的紅外輻射的物體。是在任何溫度下全部吸收任何波長(zhǎng)輻射的物體，吸收本領(lǐng)與波長(zhǎng)和溫度無(wú)關(guān)，即 =1，加熱后，發(fā)射熱輻射與比任何物體都大。 鏡體：鏡體：能全部反射紅外輻射的物體。 透明體透明體：能全部透過(guò)紅外輻射的物體。 灰體：灰體：能部分反射或吸收紅外輻射的物體四、紅外傳感器四、紅外傳感器v 用紅外線作為檢測(cè)媒介，來(lái)測(cè)量某些非電量，這樣的傳感器叫做紅外傳感器。v 與用可見(jiàn)光作為媒介的檢測(cè)方法相比，紅外傳感器具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：v（1）可晝夜測(cè)量。v（2）不必設(shè)光源。v（3）適用于遙感技術(shù)。 由于熱釋電型紅外傳感器的輸

5、入阻抗極高，非常容易引入噪聲，因此最好能夠?qū)λM(jìn)行電學(xué)屏蔽。在采用金屬封裝的情況下，因?yàn)橥鈿そ拥兀员旧砭涂梢宰鳛槠帘问褂?，而在塑料封裝的情況下，則需要有另外的屏蔽方法。 由于熱釋電型紅外傳感器的輸入阻抗極高，非常容易引入噪聲，因此最好能夠?qū)λM(jìn)行電學(xué)屏蔽。在采用金屬封裝的情況下，因?yàn)橥鈿そ拥兀员旧砭涂梢宰鳛槠帘问褂?，而在塑料封裝的情況下，則需要有另外的屏蔽方法。 1內(nèi)接線；2氧化膜；3FZT組件；4鋁件；5接腳；6場(chǎng)效應(yīng)晶體管EFT；7空洞圖7.12 熱釋電型紅外傳感組件的基本結(jié)構(gòu)圖為： 熱釋電型紅外傳感組件的等效電路 42、紅外探測(cè)器的組成紅外探測(cè)器由光學(xué)系統(tǒng)，敏感元件，前置光學(xué)系統(tǒng)

6、，敏感元件，前置放大器、信號(hào)調(diào)制器放大器、信號(hào)調(diào)制器組成，光學(xué)系統(tǒng)是其重要組成部分，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為反射式和透射式兩種。（1）反射式紅外探測(cè)器1.浸沒(méi)透鏡 2.敏感元件 3.前置放大器 4.聚乙烯薄膜 5.次反射鏡 6. 主反射鏡 （2）透射式紅外探測(cè)器1.光譜 2.保護(hù)窗口 3.光柵 4.透鏡 5.浸沒(méi)透鏡 6. 敏感元件 7.前置放大器 五、紅外傳感器應(yīng)用五、紅外傳感器應(yīng)用v紅外測(cè)溫儀是利用熱輻射體在紅外波段的輻射通量來(lái)測(cè)量溫度。當(dāng)物體溫度低于1000時(shí)，他向外輻射的不再是可見(jiàn)光而是紅外光，可用紅外探測(cè)器檢測(cè)其溫度如圖，是目前最常見(jiàn)的紅外測(cè)溫儀結(jié)構(gòu)框圖。他是光、機(jī)、電一體化的紅外測(cè)溫

7、系統(tǒng)。圖中的光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)固定焦距的透視系統(tǒng)，濾光片一般采用只允許814um的紅外輻射能通過(guò)的材料。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)調(diào)制盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，將被測(cè)的紅外輻射調(diào)制成交變的紅外輻射射線。紅外探測(cè)器一般為熱釋電探測(cè)器，透鏡的焦點(diǎn)落在其光敏面上。被測(cè)目標(biāo)的紅外通過(guò)透鏡聚焦在紅外探測(cè)器上，紅外探測(cè)器將紅外輻射變換為電信號(hào)輸出。紅外線氣體分析儀v紅外氣體分析儀是根據(jù)氣體對(duì)紅外線具有選擇性吸收的特性來(lái)對(duì)氣體成分進(jìn)行分析。不同的氣體的吸收波段v不同。3、紅外無(wú)損探傷儀1光源 2拋物體反射鏡 3同步電動(dòng)機(jī) 4切光片 5濾波氣室6參比室 7測(cè)量室 8紅外探測(cè)器 9放大器v利用紅外探測(cè)器檢查工件內(nèi)部的缺陷，也是紅外測(cè)溫的一種應(yīng)用。而且是一種很巧妙的應(yīng)用。例如A、B兩塊金屬板焊接在一起，其交界是否焊接良好，有沒(méi)有漏焊的部位呢？如何在不使部件受任何損傷的情況下進(jìn)行檢測(cè)呢？紅外測(cè)溫技術(shù)就能完成這樣的任務(wù)，這就是“紅外無(wú)損探傷技術(shù)”。v紅外無(wú)損探傷儀可以用來(lái)檢查部