紅外傳感器工作原理、種類(lèi)、及其應用
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)水平的提高、計算機微處理器技術(shù)的發(fā)展、現代數字信號處理技術(shù)的提升、新型半導體等材料的推出和加工制造工藝的進(jìn)步,紅外傳感器近年發(fā)展迅猛。據國外某研究機構預測,紅外傳感器全球銷(xiāo)售額越來(lái)越大,呈日益上升趨勢。既然紅外傳感器這么受歡迎,下面帶領(lǐng)大家詳細了解下紅外傳感器工作原理、種類(lèi)、及其應用。
紅外傳感器的種類(lèi)
紅外線(xiàn)是一種人類(lèi)肉眼看不見(jiàn)的光,所以,它具有光的一切光線(xiàn)的所有特性。但同時(shí),紅外線(xiàn)還有一種還具有非常顯著(zhù)的熱效應。所有高于絕對零度即-273℃的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線(xiàn)。
根據發(fā)出方式不同,紅外傳感器可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。
主動(dòng)紅外傳感器的工作原理及特性
主動(dòng)紅外傳感器的發(fā)射機發(fā)出一束經(jīng)調制的紅外光束,被紅外接收機接收,從而形成一條紅外光束組成的警戒線(xiàn)。當遇到樹(shù)葉、雨、小動(dòng)物、雪、沙塵、霧遮擋則不應報警,人或相當體積的物品遮擋將發(fā)生報警。
主動(dòng)紅外探測器技術(shù)主要采用一發(fā)一收,屬于線(xiàn)形防范,現在已經(jīng)從最初的但光束發(fā)展到多光束,而且還可以雙發(fā)雙受,最大限度的降低誤報率,從而增強該產(chǎn)品的穩定性,可靠性。
由于紅外線(xiàn)屬于環(huán)境因素不相干性良好(對于環(huán)境中的聲響、雷電、振動(dòng)、各類(lèi)人工光源及電磁干擾源,具有良好的不相干性)的探測介質(zhì);同時(shí)也是目標因素相干性好的產(chǎn)品(只有阻斷紅外射束的目標,才會(huì )觸發(fā)報警),所以主動(dòng)式紅外傳感器器將會(huì )得到進(jìn)一步的推廣和應用。
被動(dòng)紅外傳感器器的工作原理及特性
被動(dòng)紅外傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線(xiàn)來(lái)進(jìn)行工作的。傳感器器收集外界的紅外輻射進(jìn)而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件,這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時(shí)就會(huì )向外釋放電荷,檢測處理后產(chǎn)生報警。
這種傳感器是以探測人體輻射為目標的。所以輻射敏感元件對波長(cháng)為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。為了對人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片,使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。
被動(dòng)紅外傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對兩個(gè)熱釋電元幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生釋電效應相互抵消,于是探測器無(wú)信號輸出。
一旦入侵人進(jìn)入探測區域內,人體紅外輻射通過(guò)部分鏡而聚焦,從而被熱釋電元接收,但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同,熱釋電也不同,不能抵消,經(jīng)信號處理而報警。
紅外傳感器的應用
從目前應用的情況來(lái)看,紅外傳感器有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
1、環(huán)境適應性?xún)?yōu)于可見(jiàn)光,尤其是在夜間和惡劣天候下的工作能力;
2、隱蔽性好,一般都是被動(dòng)接收目標的信號,比雷達和激光探測安全且保密性強,不易被干擾;
3、由于目標和背景之間的溫差和發(fā)射率差形成的紅外輻射特性進(jìn)行探測,因而識別偽裝目標的能力優(yōu)于可見(jiàn)光;
4、與雷達系統相比,紅外系統的體積小,重量輕,功耗低;
根據紅外傳感器上述的性能特點(diǎn),我們可以發(fā)展出多種不種的紅外探測器。
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