红外技术及原理

红外技术及原理红外线的发现红外线的基本特征红外技术的原理及应用红外技术的展望红外线的发现

1800年，英国物理学家F.W.赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，偶然发现放在光带红光外的一支温度计，比其他色光温度的指示数值高。

经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。赫胥尔红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质，波长在770纳米至1毫米之间，在光谱上位于红色光外侧。

红外线可分为：近红外线（700~2000nm）、中红外线（3000~5000nm）、远红外线（8000~14000nm）。

红外线的基本特征

常用红外线波普范围所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。

穿透云雾能力比可见光强⒈利用红外线观测低空水蒸气含量进行天气预报；⒉晴天利用红外线观测大气CO⒉含量，估计温室效应；⒊晴天利用红外线观测大气污染的情况。太阳光中红外光产生的热效应红外线具有很强热效应，并易于被物体吸收，通常被作为热源。俗称红外光。

热效应：生物体中的偶极子和自由电荷在电磁场的作用下，有按电磁场方向排列的趋势。在此过程中，引发分子、原子无规则运动加剧而产生热，当红外辐射有足够强度时即超过了生物体的散热能力，就会使被照射机体局部温度升高，这就是红外线的热效应。红外热效应是设计和制作热敏型红外探测器的物理基础。在生活中，利用红外热效应的有红外线高温杀菌、红外线治疗等。红外检测技术的原理

红外线检测物体表面温度分布的变化如图

从图中可知，热流注入是均匀的，因此对无缺陷的物体，正面和背面的温度场分布基本上是均匀的；如果物体内部存在缺陷，在缺陷处温度分布将发生变化，对于隔热性的缺陷，正面检测时，缺陷处因热量堆积呈“热点”，背面检测时缺陷处则是低温点；而对于导热性的缺陷，正面检测时，缺陷处的温度是低温点，背面检测到缺陷处的温度是“热点”。可见，采用红外检测技术，可以形象的检测出材料表层与浅层缺陷和范围。红外通信技术红外通信基本原理

将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。调制信号脉冲串信号基带信号基带信号输入端38K信号输入端调制信号解调信号基带信号

引导码低电平持续时间为9000us左右，高电平持续时间为4500us左右。

数字信息通过一个高低电平持续时间来表示，1的持续时间大概是1680us高电平+560us低电平，0的持续时间大概是560us高电平+560us低电平

调制信号

截取信号

红外技术的应用红外测温仪红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。

其测温原理是将物体（如钢水）发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体（如钢水）本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体（如钢水）的温度。

红外线测温仪三大分类人用红外线测温仪工业红外线测温仪双色红外线测温仪人用红外测温仪

红外线人体体温监测仪适用于人流量大的公共场合快速监测人体体表温度的专业仪器。具有非接触式测温、准确度高、测量速度快、超温语音报警等优点。出入境口岸、港口、机场、码头、车站、机关、学校、影剧院等场合。

工业红外测温仪测量物体的表面温度，其光传感器辐射、反射并传输能量，然后能量由探头进行收集、聚焦，再由其它的电路将信息转化为读数显示在机上，本机配备的激光灯更有效对准被测物及提高物体精度。

检测、火检、船舶、喷漆、墨水、石油化工、机械制造业等各种工业物体领域应用。

工业红外测温仪

双色红外测温仪

即测量物体在两个不同光谱范围内发出的红外辐射亮度并由这两个辐射亮度之比推断物体的温度，称为双色测温仪。双色红外测温仪应用领域很广，特别是在钢铁工业、金属热处理、金属加工和铸造等方面。泰雷双色在线式红外测温仪红外技术产业的主要领域方向按产品和技术类别可分为：红外传感器、红外成像器、红外材料、光学元件、制冷器、前放、专用信号读出处理电路、图像处理、系统设计、系统检测、仿真与试验等；按应用领域可分为：安防领域、消防领域、电力领域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。红外技术的展望军用领域红外技术已广泛应用于陆、海、空各军兵种，其中红外成像精确制导是各国红外技术应用的主流方向之一。民用领域红外热像仪在我国应用于安防、消防、电力、建筑等行业领域目前还处于起步阶段，发展空间巨大，未来市场空间将超过军用需求。红外技术产业的现状红外产业后续发展的思考与对策提高红外技术基础研究地位，加大对红外基础产业投入；统筹规划，推进红外行业规范