红外传感器的应用与发展研究

红外传感器的应用与发展研究
【摘要】:传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力。而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。
【关键词】:红外传感器;遥感技术
 
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能;一方面通过寻新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能,制造出更多的传感器。而红外线传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展。随着探测设备和其他部分的技术的提高,红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。
1. 红外传感器的功能分类
红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:
辐射计,用于辐射和光谱测量;
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它的运动进行跟踪;
热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;
红外测距和通信系统;
混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
2. 红外传感器的工作原理
电热水器控制器 待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
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。
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。
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,并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器,它具有多种结构。
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。
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。
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。
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。
3. 常见的几种红外线传感器的应用现状
被动式热释电红外探测器中的传感器
一般人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,电后续电路经检验处理后即可产生报警信号。
在电子防盗、人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
红外线遥控鼠标器中的传感器
在机械式鼠标器底部有一个露出一部分的塑胶小球,当鼠标器在操作桌面上移动时,小球随之转动,在鼠标器内部装有三个滚轴与小球接触,其中有两个分别是X轴方向和Y轴方向滚轴,用来分别测量X轴方向和Y轴方向的移动量,另一个是空轴,仅起支撑作用。拖动鼠标器时,由于小球带动三个滚轴转动,X轴方向和Y轴方向滚轴又各带动一个转轴(称为译码轮)转动。译码轮(见图喷香器1)的两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器,组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敏晶体管AB,如图2所示。由于译码轮有
间隙,故当译码轮转动时,红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上,时而被阻断,从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管AB被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异,从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差,利用这种方法,就能测出鼠标器的拖动方向。
照相机中的红外线传感器――夜视功能
红外夜视,就是在夜视状态下,数码摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体,关掉红外滤光镜,不再阻挡红外线进入CCD,红外线经物体反射后进入镜头进行成像,这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像,而不是可见光反射所成的影像,即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。
传感器应用与军事上――军用遥感技术
现在,遥感技术也日新月异,成为在国民经济建设中不可取少的一种重要技术,尤其在军事方面的应用也很广泛。遥感中收集到的信息,就是物体发射或者被它反射的电磁波。这些电磁波包括近紫外、红外线、可见光、微波等。收集电磁波信息的装置叫做传感器。装
载传感器的地方,称为平台。遥感就是用装在平台上的传感器来收集(测定)由对象辐射或(和)反射来的电磁波,再通过对这些数据进行分析和处理,获得对象信息的技术。遥感技术的迅速发展,一个重要的因素是它应用于我们所生活的环境。人们越来越需要深刻地了解我们的地球,了解它的资源,了解他的变化,以便合理安排生产和生活活动。
试验平台4. 红外线传感器的市场前景
传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力。而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。
音乐枕头对于红外传感器的全球市场,第三世界国家将比欧美更加看好。虽然欧美很多工业国家加工业广泛,但其市场以趋向饱和;而在中国以及拉美一些新兴国家和地区,随着其经济的复苏与发展,各国各地区纷纷加强工业化建设,加工厂不断增多,红外传感器在该区域的销量每年以2%~5%的速度增长,并且其市场销量还处于增长趋势。
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参考文献
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