红外传感器原理

红外传感器简介

红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感器是利用红外线来探测物体的测量器件，内部发射特殊红外线光波，相当数据流，也就是数字信号转成红外信号---红外信号转成数字信号（达到控制，信号传输的效果）。 红外传感器属于精密型传感器，它具有相当好的测量针对性。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能可分成五类, 按探测机理可分成为光子探测器和热探测器. 红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。

红外传感器的原理

我们知道任何物体都会发出电磁辐射, 这种电磁辐射能被红外温度传感器测量。当物体温度变化时,其辐射出的电磁波的波长也会随之变化，能将这种波长的变化转换成温度的变化，从而实现监控,测温的目的。红外线传感器包括光学系统,检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。 检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测 元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻，热敏电阻受到红外线辐射时温度升高， 电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。 光电检测元件常用的是光敏元件， 通常由硫化铅,硒化铅,砷化铟,砷化锑，碲镉汞三元合金，锗及硅掺杂等材料制成。

                             图1、 红外线工作原理图

同样,红外传感器的工作原理不复杂，一个典型的传感器系统各部分的实体 分别是：

1、待测目标：根据待测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 1 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，并可滤除大面积的干扰信号，又称调制盘和斩波器了， 它具有多种结构。

5,,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。

                             图2. 红外距离传感器

红外传感器前景

红外探测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,红外遥感以及军事目标的侦察，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。发展趋势主要有：

(1)智能化、目前的红外传感器主要结合外围设备来使用，而内置微处理器，能够实现传感器与控制单元的双向通信，具有小型化，数字通信，维护简单等优点，能够单独作为一个模块独立工作。

(2)微型化、传感器微型化一个必然趋势。现在应用中，由于红外传感器的体积问题，导致其使用程度远不如热电隅来的好。所以红外传感器微型化便携与否对其发展前途的影响是不可忽略的.。

(3)高灵敏度及高性能、在医学上，人体体温测试方面，红外传感器因测量的快速性而得到了 相当的应用,但局限于其准确度不高而没办法取代现有的体温测量方法.因此，红外传感器高灵敏度及高性是其未来发展的必然趋势。

虽然现阶段的红外传感器还有很多的不足，但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，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，也将有更广阔的应用范围。