红外辐射与红外探测器
红外探测器原理
红外探测器原理
红外探测器是一种能够感知红外辐射的传感器，其原理基于物体的热辐射特性。
红外辐射是指波长长于可见光的电磁辐射，通常处于0.75μm至1000μm的范围内。
红外探测器主要应用于红外成像、红外测温、红外遥控以及红外安防等领域。
红外探测器的原理主要有热释电、热电偶、焦平面阵列等几种。
热释电原理是基于物质在吸收红外辐射后产生温度升高，从而产生电荷变化的
现象。
热释电探测器的工作原理是通过将红外辐射转化为热能，再将热能转化为电能，最终得到电信号。
这种原理的探测器具有快速响应、高灵敏度的特点，但需要外部电源供电。
热电偶原理是利用两种不同材料的接触产生的塞贝克效应，当其中一种材料吸
收红外辐射时，产生的热量使得两种材料的接触点产生温差，从而产生电压信号。
热电偶探测器的优点是工作稳定、寿命长，但对环境温度变化敏感。
焦平面阵列是一种集成式的红外探测器，由多个微小的红外探测单元组成，每
个单元都能够独立感知红外辐射并转化为电信号。
焦平面阵列探测器具有高分辨率、高灵敏度和多功能集成的特点，广泛应用于红外成像领域。
除了以上几种原理外，红外探测器还可以根据探测方式分为主动式和被动式。
主动式红外探测器通过发射红外辐射并测量其反射回来的信号来实现探测，常用于红外遥控和红外测距。
被动式红外探测器则是通过感知周围环境中的红外辐射来实现探测，常用于红外安防和红外监测。
总的来说，红外探测器通过感知物体的红外辐射来实现探测，其原理多种多样，应用也十分广泛。
随着科技的不断进步，红外探测器的性能将会不断提升，为各种领域的应用提供更加可靠、高效的技术支持。
红外探测器是什么-红外探测器的原理和使用方法
红外探测器是什么，红外探测器的原理和使用方法如今，随着社会的进步，经济的发展，越来越多人开始重视安防产品，家庭安防产品销售量开始逐年增长，红外探测器普及到越来越多的家庭，那么，什么是红外探测器的原理和使用方法？一、什么是红外探测器？红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。
现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。
这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。
二、红外探测器的原理无线红外探测器的基本原理是，将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。
在红外线探测器中，热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。
然后，对电压信号进行波形分析。
于是，只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时，才输出检测信号。
例如，在两个不同的频率范围内放大电压信号，且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。
于是，误将诸如热电元件的爆米花噪声一类噪声当作为由人体所产生而在准备加以检测乃得以防止。
三、红外探测器的使用方法而红外探测器有很多种类，不同分类的红外探测器有不同的使用方法。
1. 接近探测器：是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。
在接近探测器中，通常有一个高频率的LC震荡电路，震荡电路的LC回路通过导线连通到外部的金属部件上。
当人体靠近时，通过空间的电磁偶合，会改变LC回路的谐振频率，引起震荡频率改变，探测器的检测电路能够识别这种频率的改变而发出警示信号。
红外线探测器的原理及应用
红外线探测器的原理及应用原理红外线探测器是一种能够感知和测量红外辐射的装置。
其工作原理基于红外辐射对物质的相互作用。
红外辐射红外辐射是一种电磁辐射，其波长范围在可见光波长和微波波长之间。
红外辐射在宇宙中普遍存在，是物体固有的热量辐射，其强度与物体的温度息息相关。
红外线探测器的工作原理1. 热释电效应红外线探测器中最常用的原理是热释电效应。
该效应是指当物体受到红外辐射后，其温度升高，从而引起材料内部的电荷分布变化。
探测器通过测量电荷变化来判断红外辐射的存在与强度。
2. 光电效应光电效应是指当光照射到特定的材料表面时，材料中的电子被从原子中解离出来，形成电流。
某些红外线探测器利用这一原理工作，通过测量光电效应引起的电流变化，来实现红外辐射的探测。
3. 热敏电阻原理红外线探测器还可以基于热敏电阻原理工作。
在材料受到红外辐射时，其温度发生变化，从而引起电阻值的改变。
探测器通过测量电阻值的变化来识别红外辐射的存在和强度。
应用红外线探测器广泛应用于各种领域，具有许多重要的应用。
安防领域红外线探测器在安防领域中被广泛应用。
通过红外辐射的检测，可以实现对周围环境的监控。
红外线探测器可以用于入侵报警系统，当有人或动物进入被监控区域时，探测器能够及时发出警报。
此外，红外线探测器还可以用于火灾报警系统，及早发现潜在的火灾危险。
工业自动化在工业自动化领域，红外线探测器也发挥着重要作用。
通过探测红外辐射的强度和变化，可以监测设备和机器的温度，及时发现异常情况。
红外线探测器还可以用于控制系统，实现对温度、湿度等参数的监测和控制，提高生产效率和产品质量。
医疗领域在医疗领域，红外线探测器被广泛用于医疗设备和仪器中。
例如，红外线探测器可以用于体温计，测量人体的体温。
此外，红外线探测器还可以用于热成像设备，对人体或物体进行非接触式的温度测量和图像显示。
环境监测红外线探测器还可以应用于环境监测领域。
通过测量环境中的红外辐射，可以对大气温度、湿度、空气质量等参数进行监测。
红外探测器的原理和使用方法
如今，随着社会的进步，经济的发展，越来越多人开始重视安防产品，家庭安防产品销售量开始逐年增长，红外探测器普及到越来越多的家庭，那么，什么是红外探测器的原理和使用方法？一、什么是红外探测器？红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。
现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。
这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。
二、红外探测器的原理无线红外探测器的基本原理是，将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。
一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。
三、红外探测器的使用方法而红外探测器有很多种类，不同分类的红外探测器有不同的使用方法。
1. 接近探测器：是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。
在接近探测器中，通常有一个高频率的LC震荡电路，震荡电路的LC回路通过导线连通到外部的金属部件上。
当人体靠近时，通过空间的电磁偶合，会改变LC回路的谐振频率，引起震荡频率改变，探测器的检测电路能够识别这种频率的改变而发出警示信号。
接近探测器比较适用于室内，如对写字台、文件柜、保险柜等一些特殊物件提供保护，也可以用于对门窗的保护。
通常被保护的物件是金属的，实际上可以构成保护电路的一部分，因而只要有人试图破坏系统时，就会立即触发报警。
2.移动/震动探测器机器：能够探测固定物体位置被移动的传感器称为移动探测器。
其实运动是无处不在的，地球在转动，地球上的任何东西都在“移动”，这里所要探测的其实是相对的移动，比如放置在桌面上的物体被移开了桌面、停放的车辆被开动或搬动了等等。
红外探测器原理
红外探测器原理
红外探测器原理是基于红外辐射的特性。
红外辐射是一种在光谱中长波段的电磁辐射，对于人眼来说是不可见的。
红外探测器利用一种特殊的材料，被称为红外探测传感材料。
这种材料能够吸收红外辐射并转变为电信号。
当红外辐射照射到探测器上时，探测器内部的红外探测传感材料会吸收辐射能量并导致材料内部的电荷分布发生变化。
探测器内部还包含一个电路，用于测量和放大红外探测传感材料中由辐射能量引起的电荷变化。
这样，探测器就可以将红外辐射转化为电信号，从而进行信号处理和分析。
通常，探测器还配备了滤光片，用于选择特定波长的红外辐射，以增强探测器的准确性和灵敏度。
红外探测器的工作原理可归纳为以下几个步骤：辐射能量被红外探测传感材料吸收后，产生电荷变化；电荷变化被探测器内部的电路接收并放大；放大后的电信号经过信号处理和分析，可以得到关于红外辐射的信息。
红外探测器广泛应用于安防监控、火灾报警、人体检测、无人驾驶等领域。
通过感知红外辐射，探测器能够实时准确地识别和监测目标物体，具有很高的应用价值。
红外气体探测器原理
红外气体探测器原理一、引言红外气体探测器是一种常见的气体检测装置，它可以通过检测被测物质所发出的红外辐射来实现对气体的检测。
本文将详细介绍红外气体探测器的原理。
二、红外辐射在介绍红外气体探测器之前，我们需要先了解一下红外辐射。
红外辐射是指波长在0.75μm至1000μm之间的电磁辐射。
这种辐射在太阳光谱中占比很小，但是在地球表面上有很多物质都会发出这种辐射，如人类、动植物、建筑等。
三、红外气体探测器的工作原理1. 红外吸收法红外气体探测器最常用的检测方法是基于红外吸收法。
当被检测物质通过一个特定波长的光束时，如果该物质能够吸收该波长光线，则会减弱或完全阻挡光线，从而使得光线到达另一侧接收器时产生信号变化。
这个信号变化就可以用来检测被测物质的存在。
2. 反射法除了红外吸收法，还有一种红外气体探测器采用的是反射法。
这种方法通过将红外光线照射到被检测物质表面，然后检测反射回来的光线来判断被检测物质是否存在。
四、红外气体探测器的组成1. 光源红外气体探测器中最重要的部分就是光源。
光源通常是一个发出特定波长光线的发光二极管（LED）或激光二极管（LD），它们能够发出可见和不可见的红外辐射。
2. 滤波器滤波器用于过滤掉不需要的波长，只留下被检测物质所吸收或反射的特定波长。
这样可以提高信号与噪声比，使得检测结果更加准确。
3. 接收器接收器通常是一种灵敏度很高的半导体元件，如硅、锗等。
它们能够将被吸收或反射后的红外辐射转换成电信号输出。
4. 处理电路处理电路用于对接收到的信号进行放大、滤波、数字化等处理，以便于信号的分析和判断。
五、红外气体探测器的应用红外气体探测器在工业生产、环境监测、火灾报警等方面都有广泛的应用。
例如，在工业生产中，红外气体探测器可以用来检测有害气体，如一氧化碳、二氧化硫等；在环境监测中，红外气体探测器可以用来检测空气中的有害物质；在火灾报警中，红外气体探测器可以检测燃烧产生的有害物质。
六、总结总之，红外气体探测器是一种基于红外辐射原理实现的检测装置。
红外火焰探测器原理
红外火焰探测器原理红外火焰探测器是一种用来检测火焰的设备，它基于红外辐射的原理工作。
红外辐射是指波长在红外光谱范围的电磁辐射，其波长范围通常从0.75微米到1000微米。
红外火焰探测器利用了火焰产生的红外辐射特性，通过检测这种辐射就可以判断是否有火焰存在。
当有火焰燃烧时，火焰会产生大量的热量，这些热量在一定程度上会转化成红外辐射。
红外火焰探测器会接收到这种红外辐射，然后通过内部的电路处理和分析，最终输出一个信号，用以指示火焰的存在。
红外火焰探测器的工作原理可以分为两个关键步骤：红外辐射感应和信号处理。
首先，红外辐射感应。
红外火焰探测器内部有一个红外传感器，该传感器通常采用具有高吸收红外辐射能力的材料制成。
当有火焰产生红外辐射时，这个传感器会感应到辐射，并将其转化成电信号。
这个传感器通常采用热电偶（thermocouple）或者红外光敏二极管（infrared-sensitive photodiode）。
其次，信号处理。
红外火焰探测器会将从红外传感器接收到的电信号送入内部的电路进行处理。
首先，电路会将电信号增强，以增加火焰辐射的检测灵敏度。
接下来，电路会将电信号进行滤波，以去除引起误判的干扰信号。
然后，电路会进行电压比较，将火焰辐射信号与背景辐射信号进行对比，以确定是否存在火焰。
最后，电路还会对检测到的火焰辐射信号进行解码，确定火焰的位置和强度。
这些信息可以通过控制器或者显示屏输出。
此外，红外火焰探测器还可以通过使用光栅或者滤光片来选择感应特定波长范围内的红外辐射，以提高检测的精确度。
同时，还可以通过调节电路中的参数来改变探测器的灵敏度和报警阈值。
综上所述，红外火焰探测器利用火焰产生的红外辐射特性，通过感应和处理红外辐射信号来判断火焰是否存在。
它可以用于各种场合，如工业生产、建筑安全等，提供了一种高效、准确的火灾检测方法。
红外探测器工作原理
红外探测器工作原理
红外探测器是一种能够探测红外辐射的装置，主要原理基于物体发出的红外辐射与红外探测器的相互作用。
红外辐射是指波长范围在0.75-1000微米之间的电磁辐射，对应于频率范围在300-400 THz之间。
红外探测器常用的工作原理包括热电偶、热电阻、半导体等。
下面将分别介绍这些工作原理：
1. 热电偶原理：热电偶是由两种不同材料的导线接触形成的，它们之间存在热电效应。
当其中一侧受到红外辐射时，它的温度会升高，从而在热电偶的两端产生温差，进而产生电压差。
这个电压差可以用来检测红外辐射的强度。
2. 热电阻原理：热电阻器材料的电阻值随温度的变化而变化。
红外辐射会使热电阻器材料的温度升高，从而导致其电阻值发生变化。
测量热电阻器的电阻值变化，可以间接检测红外辐射的存在。
3. 半导体原理：半导体材料对红外辐射具有很好的吸收能力。
在半导体红外探测器中，人们常用的是InSb（砷化铟）、HgCdTe（汞镉铟）、Si（硅）等材料。
这些材料的能带结构使得它们能够吸收红外辐射而产生电荷载流子。
通过测量电荷载流子的变化，可以检测红外辐射的存在。
总之，红外探测器的工作原理是基于物体发出的红外辐射与红
外探测器的相互作用。
不同的原理适用于不同的应用场景，但都能够实现红外辐射的探测和测量。
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红外线的波长范围大致在 0.76～1 000μm 的范围 之内，相对应的频率大致在 4×1014～3×1011Hz 之间。 红外线与可见光、紫外线、X 射线、y 射线和微波、 无线电波一起构成了整个无限连续电磁波谱，如图 8 −1 所示。
8．1．2 红外辐射源 当物体温度高于绝对零度时，就有红外线向周围空间辐射出来，有红外辐射的物体就可以视为红外辐
射源。根据辐射源几何尺寸的大小、距离探测器或被辐射物体的远近，又分为点源和面源。同一个辐射源， 在不同情况下，既可以是点源，又可以是面源。如一辆汽车，当它在 1 km 以外时，可以看成一个有效的 点源；而在 10 m 以内，就呈现为一个面源。一般情况下，把充满红外光学系统视场的大面积辐射源叫作 面源，而将没有充满红外光学系统视场的小面叫作点源。 8．2 红外探测器
第8章 红外辐射与红外探测器
1.红外辐射的基本知识 2.红外探测器 3.红外探测器的性能参数及注意事项 4.红外测温 5.红外成像 6.红外无损检测 7.红外探测技术在军事上的应用
红外探测器，是能将红外辐射能转换为电能的光电器件，它是红外探测系统的关键部件，也称为红外 传感器。红外探测器工作的物理过程是当器件吸收辐射通量时产生温升，温升引起材料各种有赖于温度的 参数的变化，监测其中一种性能的变化，可以探知辐射的存在和强弱。它在科学研究、军事工程和医学方 面有着广泛的应用，例如红外测温、红外成像、红外遥感、红外制导等。 8．1 红外辐射的基本知识 8．1．1 红外辐射
红外辐射和所有电磁波一样，是以波的形式在空间沿直线传播的。它在真空中的传播速度等于波的频 率与波长的乘积，与光在真空中的传播速度相等。
地球大气对可见光、紫外线是比较透明的。而红外辐射在大气中传播时，由于大气中的气体分子、水 蒸气及固体微粒、尘埃等物质的吸收和散射作用，使某些波长的辐射在传输过程中逐渐衰减。也就是说， 地球大气对一些波长的红外辐射有较强的吸收，而对另一些波长比较透明。一般把透明的波段称为“大气 窗口”，从图 8−2 可见，波长从 1～14 μm 共有 8 个窗口。由于红外探测器一般都工作在这 8 个波段(大气 窗口)之内，因此这 8 个波段对红外探测技术特别重要。图 8− 2 为通过 1 海里长度的大气透过率曲线。
R(T) = AT-C eD／T 式中：R(T)——电阻值；
T——温度； A，C，D——随材料而异的常数。
2．热电偶型红外探测器 热电偶也叫温差电偶，是最早出现的一种热电探测器件，其工作原理是热电效应。由两种不同的导体 材料构成接点，在接点处可产生电动势。这个电动势的大小和方向与该接点处两种不同的导体材料的性质 和两接点处的温差有关。如果把这两种不同的导体材料接成回路，当两个接头处温度不同时，回路中即产 生电流。这种现象称为热电效应。热电偶接收辐射的一端称为热端，另一端称为冷端。 为了提高吸收系数，在热端都装有涂黑的金箔。构成热电偶的材料，既可以是金属，也可以是半导体。 在结构上既可以是线、条状的实体，也可以是利用真空沉积技术或光刻技术制成的薄膜。实体型的温差电 偶多用于测温，薄膜型的温差电堆(由许多个温差电偶串联而成)多用于测量辐射。例如，用来标定各类光 源，测量各种辐射量，作为红外分光光度计或红外光谱仪的辐射接收元件等。温差电偶和温差电堆的原理 性结构如图 8−4 所示。当红外辐射照射到热电偶热端时，该端温度升高，而冷端温度保持不变。此时， 在热电偶回路中将产生热电势，热电势的大小反映了热端吸收红外辐射的强弱。
热探测器与前面讲述的各种光电器件相比具有下列特性： ①响应率与波长无关，属于无选择性探测器； ②受热时间常数(热惯性)的制约，响应速度比较慢； ③热探测器的探测率比光子探测器的峰值探测率低； ④可在室温下工作。
1．热敏电阻型探测器 热敏电阻有金属和半导体两种。金属热敏电阻，电阻温度系数多为正的，绝对值比半导体的小，它的 电阻与温度的关系基本上是线性的，耐高温能力较强，所以多用于温度的模拟测量。而半导体热敏电阻， 电阻温度系数多为负的，绝对值比金属的大十多倍，它的电阻与温度的关系是非线性的，耐高温能力较差， 所以多用于辐射探测，如防盗报警、防火系统、热辐射体搜索和跟踪等。 热敏电阻包括正温度系数(PTC)、负温度系数(NTC)和临界温度系数(CTC)三类。常见的是 NTC 型热 敏电阻，这种热敏电阻是由锰、镍、钴的氧化物混合后烧结而制成的。热敏电阻一般制成薄片状，当红外 辐射照射在热敏电阻上时，其温度升高，内部粒子的无规律运动加剧，自由电子的数目随温度而增加，所 以其电阻减小。热敏电阻的灵敏面是一层由金属或半导体热敏材料制成的厚约 0.01 mm 的薄片，粘在一个 绝缘的衬底上，衬底又粘在一金属散热器上。使用热特性不 同的衬底，可使探测器的时间常数由大约 1 ms 变到 50 ms。 因为热敏材料本身不是很好的吸收体，为了提高吸收系数， 灵敏面表面都要进行黑化处理。热敏电阻型红外探测器结构 如图 8− 3 所示。 热敏电阻的电阻与温度关系为
红外探测器是能将红外辐射能转换成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能的一种光敏器件，是红外探测系统的关键部件，常常也称为 红外传感器。它的性能好坏，直接影响系统性能的优劣。因此，选择合适的、性能良好的红外探测器，对 红外探测系统是十分重要的。
常见的红外探测器有两大类：热探测器和光子探测器。 8．2．1 热探测器
热探测器是利用探测元件吸收入射的红外辐射能量而引起温升，在此基础上借助各种物理效应把温升 转变成电量的一种探测器。热探测器光电转换的过程分为两步：第一步是热探测器吸收红外辐射引起温升， 这一步对各种热探测器都一样；第二步利用热探测器某些温度效应把温升转变成电量的变化。根据热效应 的不同，可把热探测器分为测辐射热计、测辐射热电偶和热电堆、热释电探测器和高莱管(气动型)。
在红外技术中，一般将红外辐射分为 4 个区域， 即近红外区(0.7～3μm)、中红外区(3～6μm)、远红外 区(6～16μm)和极远红外区(大于 16μm)。这里所说的 远、中、近是指红外辐射在电磁波谱中与可见光的距 离而言。
红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射出的能量就越强。太 阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范 围之内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。实验表明，波长在 0.1～1 000 μm 之间的电磁波被 物体吸收时，可以显著地转变为热能。可见，载能电磁波是热辐射传播的主要媒介物。