红外线定义

红外线定义: 
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由英国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜的带位置上放置了温度计,试图测量各种颜的光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。也可以当作传输之媒介。
二 红外线波长范围:
电弧发生器近红外线,波长为(0.75-1)~(2.5-3)μm之间;
中红外线,波长为(2.5-3)~(25-40)μm之间;乌苏里蝮
远红外线,波长为(25-40)~l000μm 之间。
三 红外线的发射与接收
红外对射管由红外发射管和红外接收管两部分组成。红外发射管在外加电压的情况下可以
产生出红外线。红外线是一种光线,具有普通光的性质,但又不同于普通可见光,它不会被察觉。红外线具有可以光速直线传播、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诸多优点。红外接收管是与发射管配对的特制二极管,它可以接收到红外发射管发射出的红外线,并产生微小的光电流,可以使用一对红外线发射与接收的装置,构成红外线的对射系统,称为主动式红外线应用系统。使用中,经常配对出现,当红外线收、发装置之间的隐形光路被阻挡时,接收装置可以立即察觉到。利用这种对射系统,可以很方便地构建红外线发射与接的方式有两种,其一是直射式,其二是反射式。直射式指的是发光管和接彼此相对安放在发射与受控物的两端,中间相距一定距离;反射式指发光管与接受管并列一起,平时接收管始终无光照,只在发光管发出的红外光线遇到反射物时,接管收到反射回来的红外光线才工作。
红外线发射电路:
该图为其中的一幅红外对射电路。当红外发射管D5加上电压导通之后,红外接收管D6将产生一个微小的光电流,NPN三极管Q15的基极将产生一个微小的电流,基极微小的电流存在使得Q15的b-e之间导通,NPN三极管Q15工作在饱和状态,c-e之间的电阻很小,近似短路,集电极相当于直接接地,电压为0V。Q15的导通使得 Q10的集电极电位近似于0V,
则PNP三极管Q10饱和导通,那么Q10的发射极和集电极近似为短路,相当于5V的电压加载到发光二极管D7和电阻R43上,发光二极管点亮,表示红外对射管已经形成通路。当红外对射管的通路被阻挡,D6产生不了光电流,三极管Q15、Q10截止, Q10的集电极上的电压相当于3.7V,发光二极管接地,不点亮,表示红外对射管不导通。
四 红外线接口的特点
用来取代点对点的线缆连接   
新的通讯标准兼容早期的通讯标准 
小角度(30度锥角以内),短距离,点对点直线数据传输,保密性强
传输速率较高,目前4M速率的FIR技术已被广泛使用,16M速率的VFIR技术已经发布
五 红外线收发技术系统原理图
红外线收发技术PCB图电缆架空支架
红外传感器工作原理
(1)待测目标
  根据待侧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,并可滤除大面积的恒温室干扰信号。又称调制盘和斩波器,它具有多种结构。
(5)红外探测器
  这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。
(6)探测器制冷器
  由于某些探测器必须要在低温下工作,所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷,设备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度。
(7)信号处理系统
将探测的信号进行放大、滤波,并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式,最后输送到控制设备或者显示器中。
(8)显示设备
这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。 中频加热
  依照上面的流程,红外系统就可以完成相应的物理量的测量。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。

本文发布于:2024-09-23 08:25:54,感谢您对本站的认可!

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标签:红外线   辐射   探测器   接收   系统
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