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[导读]红外线,实质上是一种电磁放射波,其波长范围大致在0.78μm~1000μm频谱范围内,因其是位于可见光中红光以外的光线,故而得名为红外线。任何温度高于绝对零度的物体,都会向外部空间以红外线的方式放射能量。利用红外放射实现相关物理量测量的传感技术,即为红外传感技术。红外传感技术是近年来发展最快的技术之一,红外传感器目前已广泛应用于航空航天、天文、气象、军事、工业和民用等众多领域,起着不可替代的重要作用。

红外线,实质上是一种电磁放射波,其波长范围大致在0.78μm~1000μm频谱范围内,因其是位于可见光中红光以外的光线,故而得名为红外线。任何温度高于绝对零度的物体,都会向外部空间以红外线的方式放射能量。利用红外放射实现相关物理量测量的传感技术,即为红外传感技术。红外传感技术是近年来发展最快的技术之一,红外传感器目前已广泛应用于航空航天、天文、气象、军事、工业和民用等众多领域,起着不可替代的重要作用。

红外光最大的特点是具有光热效应,会散发热量。 它是光谱中最大的光热效应区域。红外线是一种不可见光,与所有电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉和吸收等特性。红外光在真空中的传播速度为300000Km/s。红外光在介质中传播时会衰减,在金属中传播会衰减很大,但红外辐射可以穿过大部分半导体和一些塑料,而大多数液体对红外辐射的吸收非常多。

不同的气体对它的吸收程度不同,大气对不同波长的红外光有不同的吸收带。研究分析表明,它对波长为1-5μm和8-14μm的红外光具有较大的“透光率”。也就是说,这些波长的红外光能更好地穿透大气层。 自然界中的任何物体只要其温度高于绝对零值,就可以产生红外辐射。红外光对不同物体的光热效应不同,热能的强度也不同。例如,黑体(完全吸收投射在其表面的红外辐射的物体)、镜体(完全反射红外辐射的物体)、透明体(完全透射红外辐射的物体)和灰体(部分反射的物体或物体 吸收红外辐射)会产生不同的光热效应。

根据发出方式不同,红外传感器可分为主动式和被动式两种。

主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束,被红外接收机接收,从而形成一条红外光束组成的警戒线。当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警,人或相当体积的物品遮挡将发生报警。

被动红外传感器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。传感器器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件,这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。

红外传感器的应用主要体现在以下几个方面:

1、红外辐射计:用于辐射和光谱辐射测量。

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其运动进行跟踪。

3、热成像系统:能形成整个目标的红外辐射分布图像。

4、红外测距系统:实现物体间距离的测量。(利用的是红外线传播时的不扩散原理,因为红外线在穿越其它物质时折射率很小,所以长距离的测距仪都会考虑红外线)

5、通讯系统:红外线通信作为无线通信的一种方式。

6、混合系统:是指以上各类系统中的两个活多个组合。

红外传感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,红外遥感以及目标的侦察、搜索、跟踪和通信等。红外传感器的应用前景随着现代科学技术的发展,将会更加广阔。在将来的发展中,主要在红外传感器的性能和灵敏度将会二较大的提高。

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。

以上就是对红外传感器工作原理、类型、应用的介绍。虽然现在的红外传感器还存在许多缺点,但它的功能和作用却是不容忽视的,随着科技的进步,它的发展和使用范围将会越来越广,不仅给人们的生活带来方便,而且对科学的发展也会带来极大的便利。


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