红外线传感器包括光学系统
浅析我国红外传感器的发展与应用论文
浅析我国红外传感器的发展与应用学院：信息科学与工程学院专业：物联网工程班级： 15xx班学号：**********xx姓名：gllh摘要：红外传感器是一种能感应红外电磁波信号并将其转换为电学输出信号的传感器，由红外传感器组成的红外焦平面阵列（IRFPA）是红外热成像技术的核心器件。
[5]随着红外传感器技术不断发展，我国在对红外传感器的利用方向也有着不断的进步，红外传感器由于诸多特点在军用和民用领域都取得了广泛的应用，尤其是红外探测、红外成像、红外制导等方面，但还是与世界水平有所差距，本文简述国内外红外传感器的应用，围绕红外传感器测量的意义、目前红外传感器测量的原理、红外传感测量的现状、不同红外传感器的对比和结论展开讨论。
关键字：红外传感器、应用、原理、对比、现状目录：一．摘要 (2)二．目录 (3)三．红外传感器测量的意义 (4)四．目前红外传感器种类及测量方法 (4)1．被动红外传感器 (4)2．红外点传感器 (4)3．不分光红外传感器 (4)五．红外传感器应用现状 (5)1．热成像相机 (5)2．红外制导 (6)3．红外运动探测 (7)六．红外传感器原理与方法对比 (8)七．结论 (12)八．参考文献 (14)一．红外传感器测量的意义利用红外传感器进行测量时具有测量速度快、灵敏高的特点，红外传感器可以不直接接触被测物体而进行测量工作，对于无接触温度测量，无损探伤以及分析气体成分等方面的检测工作而言，其常需要用红外线传感器来进行操作，比如测量体温、测量物体运动等，任何自身具有一定的温度的物质都能辐射红外线，因此利用红外线的反射与折射等物理性能即可进行测量工作。
红外传感技术是近几十年来新兴的一门技术,经过多年的研究发展,它己在科技、军事、生产、生活等各个方面得到广泛的应用。
其应用主体现在以下方面:(1)红外福射计:用于福射和光谱福射测量;(2)査找与跟踪系统:运用红外原理查找和跟踪目标物,并确定其空间位置并对其动作进行跟踪;(3)热成像系统:呈现所有的分布图像;(4)红外测距系统:实现物体间距离的测量;(5)通讯系统:建立无线通信方式;(6)混合系统:以上各类系统中的两个以上的组合。
红外线摄像头原理
红外线摄像头原理
红外线摄像头是一种可以感知远红外线辐射并将其转化为可见光信号的设备。
它基于红外线辐射的物理特性来工作，利用红外线传感器和光学系统将红外辐射转换为电信号，并通过信号处理系统将其转化为可见图像或视频。
该摄像头的核心部件是红外传感器。
红外传感器由导电材料制成，可以感知红外线辐射。
当红外线辐射照射到传感器表面时，传感器内的电子受到激发，形成电信号。
这些电信号被放大并转换为可处理的电信号。
光学系统是红外线摄像头的另一个重要组成部分。
它负责收集红外辐射并将其聚焦到红外传感器上。
光学系统通常包括透镜、滤光片和镜头等部件。
透镜用于聚集远红外线辐射，并将其聚焦至传感器的有效区域。
滤光片则用于滤除非红外线辐射，以减少噪声干扰。
信号处理系统是红外线摄像头的核心，它负责将红外辐射转化为可见图像或视频。
这个系统将传感器输出的电信号经过放大、滤波和数字化处理，最终转换为可视化的图像或视频信号。
在信号处理过程中，可以根据需要对图像进行调整和增强，以提高可视性。
红外线摄像头具有许多应用。
它可以在暗光环境下进行监控和拍摄，提供高质量的图像和视频，适用于安防、无人机、夜视仪等领域。
此外，红外线摄像头还可以用于生物医学、火灾检
测和红外线成像等领域。
通过利用红外线辐射，红外线摄像头可以提供更多的信息和视觉能力，扩展了人类的感知范围。
红外对射模块和人体红外传感器的工作原理
红外对射模块和人体红外传感器的工作原理摘要：本文详细探讨了红外对射模块和人体红外传感器的工作原理，通过深入解析其内部构造和工作机制，揭示了这两种传感器在安全防范、环境监测等领域的广泛应用。
文章还通过具体的实例，展现了红外技术在实际应用中的优势与特点。
一、红外对射模块工作原理红外对射模块是一种利用红外线进行信号传输的设备，其工作原理基于光电转换技术。
当红外线照射到物体上时，会引发光电效应，使得电子从束缚状态跃迁至自由状态，从而形成电流。
这个电流经过处理后，即可转化为可被识别的信号。
具体来说，红外对射模块由发射器、接收器、信号处理电路等部分组成。
发射器发出特定波长的红外线，当这些光线遇到障碍物时，会被反射回来并被接收器接收。
接收器将反射回来的光线转换为电信号，经过信号处理电路的处理，即可识别出障碍物的位置和形状。
二、人体红外传感器工作原理人体红外传感器则是一种专门用于探测人体红外辐射的传感器。
人体的正常体温约为37℃，而人体会发出特定波长的红外线。
人体红外传感器正是利用这一特性，通过测量人体红外辐射的强度和分布，来探测人体是否存在。
人体红外传感器通常由光学系统、热敏元件和信号处理电路组成。
光学系统负责收集人体发出的红外线，并将其聚焦到热敏元件上。
热敏元件是一种能够感应温度变化的元件，当接收到人体红外线时，其电阻值会发生变化，从而产生电信号。
最后，信号处理电路将电信号进行放大、滤波和比较等处理，以判断人体是否存在。
三、实际应用红外对射模块和人体红外传感器在实际应用中具有广泛的前景。
例如，在智能家居系统中，红外对射模块可用于门窗防盗报警；在商场或仓库等场合，人体红外传感器可以检测到入侵者，并与报警系统联动，实现自动报警。
此外，在医疗领域，人体红外传感器也可用于监测患者的体温变化。
总结：本文详细探讨了红外对射模块和人体红外传感器的工作原理及其在实际应用中的优势与特点。
这两种传感器基于不同的工作原理，但在安全防范、环境监测等领域中具有广泛的应用前景。
红外线温度仪原理
红外线温度仪原理引言：红外线温度仪是一种用于非接触式测量物体温度的仪器。
它利用红外线辐射的原理，通过测量物体发射的红外辐射能量，来确定物体的温度。
红外线温度仪在工业、医疗、军事等领域都有广泛的应用。
本文将介绍红外线温度仪的原理及其工作过程。
一、红外线辐射原理：红外线是指波长在0.76微米（μm）到1000微米（μm）之间的电磁辐射。
物体的温度越高，其发射的红外辐射能量越大。
根据普朗克辐射定律，物体的辐射能量与其温度的四次方成正比。
因此，利用物体发射的红外辐射能量，可以推算出物体的温度。
二、红外线温度仪的工作原理：红外线温度仪主要由光学系统、信号处理器和显示器等组成。
其工作原理如下：1. 光学系统：红外线温度仪通过一个光学系统来聚焦物体发出的红外线辐射能量。
光学系统通常由一个镜头和一个红外线传感器组成。
镜头用于聚焦红外线辐射，而红外线传感器则用于接收红外线辐射能量。
2. 信号处理器：红外线传感器接收到的红外线辐射能量将被转换成电信号，并通过信号处理器进行处理。
信号处理器会将接收到的电信号转换成相应的温度值。
3. 显示器：最后，红外线温度仪会将测得的温度值显示在显示器上。
显示器通常是一个数字显示屏，可以直观地显示物体的温度。
三、红外线温度仪的工作过程：红外线温度仪的工作过程主要包括以下几个步骤：1. 对准测量目标：使用红外线温度仪时，首先需要将其对准待测量的物体。
通过调整仪器的镜头，确保物体的红外线辐射能量能够被光学系统准确地接收。
2. 接收红外线辐射：一旦准确对准了测量目标，红外线传感器就会接收到物体发出的红外线辐射能量。
传感器将这些辐射能量转换成电信号，并传送给信号处理器。
3. 信号处理：信号处理器会对接收到的电信号进行处理，将其转换成相应的温度值。
这个过程通常包括信号放大、滤波和转换等步骤。
4. 显示测量结果：最后，测得的温度值将在显示器上显示出来。
用户可以直接读取显示器上的温度数值，从而获得物体的温度信息。
红外线论文设计
1引言20世纪80年代人类进入信息时代以来，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息交换为中心。
因此，信息技术进入新发展时期，作为信息产业三大支柱之一的传感器技术也进入迅猛发展的新阶段，“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认。
所以，从20世纪80年代以来,在世界范围内，利用现代科学技术研究开发了一批新型传感器，新型功能材料，使得传感器技术得到飞速发展，并取得了可喜的成就。
红外线技术在传感器中的应用就是其中一例，随着信息技术的普及和发展，尤其是跨入21世纪后，红外技术也得到了迅猛发展，红外探测和控制技术已渗透到国民经济的各行各业和人民生活的方方面面。
2红外线技术在传感器中的应用当今我国社会正经历一场巨大而深刻的变革，正在由工业化社会逐步向信息化社会过渡。
信息技术的蓬勃发展和广泛应用给社会带了巨大的活力，深刻改变了人们的工作、学习和生活。
在信息化的推动下，作为信息技术核心组成部分的光电子技术近年来也获得了飞速发展，正源源不断地渗透到国民经济和人们生活的各方面。
各种新思路、新概念不断涌现，新材料、新期间日新月异，新技术、新产品层出不穷，呈现一派繁荣景象。
2.1红外线技术2.1.1红外线定义红外线(Infrared rays)是一种光线，是波长在750nm至1mm之间的电磁波,具有普通光的性质，可以以光速直线传播，强度可调，可以通过光学透镜聚焦，可以被不透明物体遮挡等等。
由于它的波长比红色光（750nm）还长，超出了人眼可以识别的（可见光）范围，所以我们看不见它。
红外线由德国科学家霍尔于1800年发现，又称为红外热辐射(Infrared radiation)。
通常把波长为0.75～1000μm的光都称为红外线，并可以按照波长继续细分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。
（参阅图2-1）?????????????图2-1 电磁波波谱图2.1.2红外辐射的产生及其性质红外辐射是由于物体（固体、液体、和气体）内部分子的转动及振动而产生的。
4传感器技术(红外传感器)
1860年，基尔霍夫在研究辐射传输的过程中发现：在任一 给定的温度下，辐射通量密度和吸收系数之比，对任何材料都 是常数。用一句精练的话表达，即：“好的吸收体也是好的辐 射体”。
ER E0
ER——物体在单位面积和单位时间内发射出的辐射能 α ——物体的吸收系数 E0——常数，其值等于黑体在相同条件下发射出的辐射能
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红外传感器
红外辐射
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红外传感器
红外辐射
红外辐射本质上是一种热辐射。任何物体，只要它的温度 高于绝对零度( -273 ℃)，就会向外部空间以红外线的方式辐射 能量，一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种 形式来实现的。 物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐 射的能量就越强。 另一方面，红外线被物体吸收后可以转化成 热能。 红外线作为电磁波的一种形式，红外辐射和所有的电磁波 一样，是以波的形式在空间直线传播的，具有电磁波的一般特 性，如反射、折射、散射、干涉和吸收等。 红外线在真空中传 播的速度等于波的频率与波长的乘积，即 f 。 c
红外传感器
斯忒藩-玻尔兹曼定律
物体温度越高，发射的红外辐射能越多，在单位时间内其单 位面积辐射的总能量E为
E T
T——物体的绝对温度(K)
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σ——斯忒藩-玻耳兹曼常数，σ＝5.67×10-8W/(m2· 4) k ε——比辐射率，黑体的ε＝1
红外传感器
普朗克定律
绝对温度为T时，在单位波长内其单位面积沿半球方向所辐 射的能量称为光谱辐射通量密度。不同温度时黑体光谱辐射通量 密度与波长的关系为
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红外传感器
被动式人体移动检测仪
在被动红外探测器中有两个关键性的元件： ①热释电红外 传感器。它能将波长为8-12m之间的红外信号转变为电信号， 并对自然界中的白光信号具有抑制作用。②菲涅尔透镜。菲涅 尔透镜有两个作用：一是聚焦作用，即将热释的红外信号透射 或反射在热释电红外传感器上；二是将警戒区内分为若干个明 区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热 释电红外传感器上产生变化的热释电红外信号，这样传感器就 能产生变化的电信号。实验证明，传感器若不加菲涅尔透镜， 其检测距离将小于2 m，而加上该光学透镜后 ，其检测距离可 大于7 m。
什么是红外线传感器？红外线传感器的分类和优缺点
什么是红外线传感器？红外线传感器的分类和优缺点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(这种变化可能是变大也可能是变小，因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻)，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。
红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。
例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。
具有红外传感器的望远镜可用于军事行动，林地战探测密林中的敌人，城市战中探测墙后面的敌人，以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地。
红外传感器的类型红外线传感器依动作可分为：1、将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。
2、利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。
热型的现象俗称为焦热效应，其中最具代表性者有测辐射热器(ThermalBolometer)，热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。
热型红外线传感器优点：可常温动作下操作，波长依存性(波长不同感度有很大之变化者)并不存在，造价便宜;缺点：感度低、响应慢(mS之谱)。
量子型红外线传感器优点：感度高、响应快速(μS 之谱);缺点：必须冷却(液体氮气) 、有波长依存性、价格偏高;红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用，红外线的波长比可见光长而比电波短。
红外线高温测温仪原理
红外线高温测温仪原理红外线高温测温仪原理引言：红外线高温测温仪是一种在工业领域广泛应用的测温设备，它利用红外线辐射原理来实现对高温物体的非接触式测温。
本文将详细介绍红外线高温测温仪的原理和工作方式，以及其在实际应用中的优势和限制。
一、红外线辐射原理：红外线是一种电磁辐射，处于可见光和微波之间的波长范围内。
热物体会发出红外线辐射，其强度与物体的温度成正比。
红外线辐射具有穿透力强、无需在测量物体表面留下任何痕迹等特点，因此被广泛应用于高温测温领域。
二、红外线高温测温仪的工作原理：红外线高温测温仪主要由红外线传感器和信号处理系统两部分组成。
其工作原理如下：1. 红外线传感器：红外线传感器由红外线探测器和光学系统组成。
光学系统通过聚焦镜头将目标物体发出的红外线辐射汇聚到探测器上。
2. 信号处理系统：信号处理系统接收探测器上的红外线辐射信号，并通过内置的放大器将其放大。
然后，信号处理系统将放大后的信号转化为温度值并显示在显示屏上。
三、红外线高温测温仪的工作过程：红外线高温测温仪的工作过程如下：1. 目标物体发出的红外线辐射通过光学系统被聚焦到传感器上。
2. 传感器将红外线辐射转化为电信号，并通过信号处理系统进行放大和转换。
3. 信号处理系统将放大后的信号转化为温度值，并通过显示屏显示出来。
四、红外线高温测温仪的优势：红外线高温测温仪具有以下优势：1. 非接触式测温：红外线高温测温仪无需与测量物体接触，避免了对物体表面的污染和损坏。
2. 快速测量：红外线高温测温仪的测量速度非常快，可以实时得到测量结果。
3. 安全性高：红外线高温测温仪无需进入危险环境，可以安全地进行测温操作。
4. 适应性强：红外线高温测温仪适用于各种复杂的工业环境，可以对高温物体进行精确测温。
5. 易于操作：红外线高温测温仪携带方便，操作简单，无需专门的培训和技能。
五、红外线高温测温仪的限制：红外线高温测温仪也存在一些限制：1. 测温距离有限：红外线高温测温仪的测温距离有限，一般在几米到几十米之间。
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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. 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, 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
原理：
热传感器是利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。
检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。
多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的，当器件接收辐射后，引起一非电量的物理变化，也可通过适当变化变为电量后进行测量。