红外传感器 (最全的)ppt课件

.1，10.2红外传感器，10.2.1工作原理红外辐射方向性；其波长范围约为0.76 1000 m。工程上，红外线所占据的波段分为近红外、中红外、远红外、远红外等四个部分。红外区域一般为近红外0.731.5um，中红外1.510um和远红外10um以上，超过300um的区域也称为“子毫米波”。2，电磁波谱，3，红外辐射，红外辐射实质上是热辐射。任何物体只要温度高于绝对0度(-273)，就会向红外线发射能量，一个物体向外发射的能量大部分是通过红外线发射的。物体的温度越高，发射的红外线越多，发射能量就越强。相反，红外线被物体吸收后可以转换成热。电磁波的一种形式，红外线和所有电磁波一样，以波的形式在空间中直线传播，具有电磁波的一般特性，如反射、折射、散射、干涉和吸收。红外线在真空中传播的速度等于波的频率和波长的乘积。4，16.1红外探测器红外传感器通常由光学系统、探测器、信号调理电路和显示设备组成。红外探测器是红外传感器的核心。红外探测器利用红外辐射和物质相互作用显示的物理效果检测红外辐射。红外探测器根据种类分为热探测器和光子探测器两类。5，红外辐射测量热成像遥感技术可以分为红外搜索、跟踪目标、定位通信、测距等。由两部分组成：1)红外辐射源中具有红外辐射的物体可视为红外辐射源2)红外探测器提供将红外辐射转换为电能的热敏和感光装置。16.1红外线传感器，6，16.1.2红外辐射探测器，主要是热探测器和光子探测器。(1)热传感器(热电)如下：热、热敏电阻、热电偶等；(2)利用光子探测器(量子型)、特定半导体材料，产生红外辐射产生的光电效应，材料的电特性发生变化；光敏电阻，光电池，光电池等。量子型光子探测器与光电传感器原理相同，本节主要介绍热电红外探测器。7，1。热传感器热传感器利用红外辐射的热效应，检测器的敏感部件吸收辐射能，温度就会升高，因此相关物理参数发生变化，以判断被检测器吸收的红外线的方式工作。特性：热传感器的主要优点是响应频带宽度，响应范围可以扩展到整个红外区域，在室温下工作，使用方便，应用相当广泛。但是，热探测器比光子探测器的最大探测率低，响应时间长。8，热感器主要由超导、热敏电阻、热电阻型和气体四类组成。其中，超导探测器在热传感器中的检测率最高，频率响应最广，因此，该探测器受到了很多关注，发展迅速。这里主要介绍超导探测器。9，铁电的极化强度(单位面积的电荷)与温度相关。在已经极化的铁电薄板表面，红外辐射照射下，薄板温度升高，极化强度降低，表面电荷减少，这相当于释放了电荷的一部分，所以被称为超导传感器。红外辐射继续发光，铁电薄板的温度上升到新的平衡值，表面电荷也达到新的平衡浓度，不会释放电荷，也不会丢失输出信号。将负载电阻连接到铁电体薄板上，会在负载电阻上产生电信号输出。输出信号的强弱取决于薄片温度的波动有多快，反映了进出红外辐射的强弱，超前红外传感器的电压响应率与入射辐射率的变化率成正比。10，超前传感器工作原理，超前晶片表面应覆盖由一组平行棱镜型透镜组成，每个透镜单元只有小视角，当人体在镜头的监视视野内移动时，依次进入1，2单元镜头的视野，芯片上的两个反向连接的超前单元输出交变脉冲信号串。当然，人体如果静静地站在超导元件前面，就“看不见”。(，11，10.06.2020，11，菲涅尔透镜，菲涅尔透镜，超导芯片，12，10.06.2020，12，fresnel镜头形状，如果传感器不添加fresnel镜头，则检测距离小于2m，如果添加此镜头，则检测距离可以增加3倍以上。13，10.06.2020，13，超前套件，14，10.06.2020，14，超电警报，fresnel镜头，设置按钮，高分贝扬声器，15，10.06.2020，15，超电警报(续)，菲涅尔透镜，5毫米连接器，16，10.06.2020，16，超电警报(续)，进气型超导警报，17，案例3。超前红外传感器、超前红外传感器是80年代开发的新型高灵敏度检测组件。可以通过非接触形式检测人体发射的红外能量的变化，将其转换为电压信号输出。还可以确认移动的生物和其他非生物。放大该电压信号可以驱动各种控制电路，如电源开关控制、防盗火灾报警、自动监控等。超前红外传感器不仅适用于防盗报警场所，还适用于对人体造成严重损伤的高压电、射线、射线自动报警等。与目前市面上销售的很多防盗报警器相比，利用超前红外传感器的结构和内部电路制造的防盗报警器具有以下特点：不需要红外线、电磁波等辐射源。灵敏度高，控制范围大。隐蔽好，可移动安装。18，可用于以下实用电路：1 .“有电，有危险”安全警报电路用于有电的情况，当有人进入这些情况时，通过声音和声音照明提醒安全注意。自动门主要用于银行、酒店。有人来的时候，门自动开了。人离开后会自动关闭。3.红外防盗警报用于银行、办公楼、家庭等场合的防盗警报。4.高速公路车辆交通流柜台5。自动开闭式照明灯，人体接近自动开关等。19，超电传感器应用，超电传感器用于自动照明，当然也可以用于防盗。如果人体静静地站在超导元件前面，它就“看不见”。导热传感器的感应范围，20，10.06.2020，20，导热灯，导热传感器，21，10.06.2020，21，自动感应灯(参见施特朗公司数据)，22，基于导热传感器的智能空调的应用，智能空调可以检测房子里是否有人，微处理器为节约能源自动调节空调的风量。在空调中，将超电传感器的菲涅耳透镜做成球状，可以感觉到家里一定空间角度范围内是否有人，人是否静止或移动。23，疑问死：自动门如何检测人的接近性？24，2。光子探测器光子探测器的工作机制是用入射光发射的光子流与探测器材料的电子相互作用，改变电子的能量状态，产生光子效应。根据光子效果制作的红外探测器称为光子探测器。用光子探测器测量材料的电子特性变化，可以确定红外辐射的强弱。25，光子探测器分类为光电、光敏电阻、光敏晶体管、光电伏组件等类别。光子探测器的主要特点是灵敏度高、响应速度快、响应频率高，但探针带窄，通常在低温下工作。飞利浦新开发的光子探测器。26、检测技术、第10章辐射和波传感器、10.1红外传感器、红外线作为测量介质的系统称为红外检测系统，根据功能可以分为五类：(1)用于温度、辐射和光谱测量的温度计和辐射计；(2)用于搜索和跟踪红外目标、确定该空间的位置和跟踪其移动的搜索和跟踪系统；(3)产生全目标红外辐射分布图像的热成像系统；(4)红外测距和通信系统；(5)上述系统类型中两种或多种组合的混合系统。27，检测技术，第10章辐射和波传感器，典型红外检测系统，(5)红外检测器：是红外检测系统的核心，利用红外辐射和物质相互作用的物理效果检测红外辐射，根据工作原理分为感光检测器和热检测器。(6)探测器冷却器：某些探测器必须在低温下运行，因此该系统必须有制冷设备。通过制冷，探测器可以缩短响应时间，提高灵敏度。(7)信号处理系统：放大、过滤检测到的信号，提取有用的信息。然后将此信息转换为适当的格式，并发送到控制设备或显示器。(8)显示设备：通常是使用示波器、显像管、红外感光材料、指示仪和记录仪等的红外检测系统的终端设备。28，红外传感器的应用，1。红外温度计，红外温度计在红外波段使用热发射器的辐射通量测量温度。当物体的温度低于1000时，从外部发射的不再是可见光，而是红外线，因此可以通过红外线探测到其温度。29，图中的光学系统是固定焦距透视系统，使用的材料通常只能通过814um的红外辐射。步进电机转动调制板，改变测量的红外辐射操纵的红外辐射线。红外探测器一般是超电探测器，镜头的焦点落在感光面上。测量对象的红外线通过镜头聚焦红外探测器，红外探测器将红外复印机转换为电信号输出。红外温度计电路更复杂，包括前置放大器、频率选择放大、温度补偿、线性化、发射率调节等。目前有智能红外温度计，利用单片机和软件的功能大大简化了硬件电路，提高了仪器的稳定性、可靠性和准确性。30，红外辐射温度计，红外辐射温度计也可用于高温测量和冰点以下的温度测量，是辐射温度计的发展趋势。市面上红外辐射温度计的温度范围为-30 3000，中间分为几种不同的规格，可以根据需要选择合适的型号。31，红外传感器的应用，1。红外线温度计，红外测温计1 .长距离、非接触测量，适用于高速、充电、高温、高压。2.反应快。不必达到热平衡过程。反映时间在s量级。灵敏度高，辐射能与温度t成正比。准确度高，可达到0.1 。5.复盖范围大。0到数千度。，32，红外辐射温度计形状，激光仅用于瞄准，33，红外辐射温度计形状，使用红外辐射温度计测量食品温度，34，红外辐射温度计在非接触温度测量中的应用，耳温测量仪，35，红外辐射温度计用于人体温度测量。36，悬挂自动扫描红外人体温度检测仪，37，红外辐射温度计在非接触温度测量中的应用，38，红外辐射温度计在非接触温度测量中的应用(续)，测量对象(冰镇牛奶和意大利面)，39，红外辐射温度计在非接触温度测量中的应用(续)，测量对象(电气控制柜，天花板内的配线层)，温度获取系统，40，2。红外气体分析器红外气体分析器基于气体对红外的选择性吸收特性分析气体成分。不同气体的吸收带(吸收带)不同，CO气体对波长在4.65m附近的红外线的吸收能力强，CO2气体发生在2.78m和4.26m附近，在波长在13m以上的范围内，可以看到对红外线的吸收能力强。如果分析CO气体，可以利用4.26m附近的吸收带进行分析。41，几种气体对红外线的透射光谱，42，传感器原理和应用，第12章辐射式传感器，12.1红外传感器，43，4 5 m波段中CO气体和CO2的红外吸收光谱部分重叠时，CO2的存在影响CO气体分析，这种效果称为干扰。为此，我们设置了一个过滤室，在大气和基准边缘各有干涉气体，吸收与CO2气体相对应的红外吸收带的所有能量，因此左右吸收室的红外能量差异与正在测量的气体(如CO)的浓度有关。44，光源打开镍铬线的电源，发出310um的红外线，节光板将连续红外线调制为脉冲红外线，以便于检测红外探测器。气室还测量通过分析中的气体，用不吸收红外线的气体密封的气体。测量时(例如，CO气体含量分析)，两台红外线反射，切割后，由测量气室和基准气室射出。气室含有一定量的CO气体，这种气体对4.65m的红外线有很强的吸收力，基准气室不吸收气体红外线，红外探测器吸收薄膜电容型、气室气体、红外辐射能量后，气体温度升高，室内压力增大。射入两个吸收室的红外线产生能量差异，使两个吸收室的压力不同。测量的气体浓度越大，两束发光强度的差异也越大，电容的变化也越大。电容变化量反映了所分析气体的测量气体浓度。为了消除过滤室：干扰气体对测量结果的影响。此结构还设置了过滤器室。他是为了消除干扰气体对测量结果的影响。干扰气体是指与被探测到的气体吸收的红外波段部分重叠的气体。45，10.06.2020，45，3，目前HgCdTe红外光子探测器在热成像，中波和长波红外探测领域被广泛使用。46，红外传感器的应用，示例2:红外热成像，红外相机将红外辐射转换为可见光显示，利用物体本身的红外辐射摄取物体的热辐射图像。通过快速扫描，可以准确摄取反映测量的物体温差信息的热图像。47，红外传感器应用，热成像技术应用：温度分布检测，飞机表面温度检测，无损检测，安全生产监测，夜间机场状态检测，海岸线检测，临床医学，军事等。用于检测地面和地下煤堆自燃温度的防爆红外相机。用于矿山本质安全红外成像生命探测器、地下搜救、隐蔽火灾区域分布检测、盲枪位置分布检测、采煤机和液压支架实时运行状态、地下各种开关检测、连接器、变压器事故危险、各种电气和传动设备的发热状态等。，48，检测技术，第10章辐射和波传感器，红外相机应用，总线节点热检测，耐火设备测试，计算机板热分布，沥青路面温度分布，49，红外热像传感器的红外相机功能，不同的颜色和亮度表示不同的温度，只要任何物体的温度绝对高于零度，内部原子就会不规则地运动，持续地发射热红外能量。红外探测器将物体发射的红外功率信号转换为电信号，从计算机成像系统的显示中获得与物体表面热分布相对应的热像图。50，红外热成像传感器的红外摄像功能，断指，狗，手枪钻头的热部分，51，传感器原理和应用，第12章辐射式传感器，12.1红外传感器12.1.3红外传感器应用，52，12.