红外探测器概述
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。
红外焦平面探测器
红外焦平面探测器介绍红外焦平面探测器（Infrared Focal Plane Array Detector，以下简称IRFPA）是一种用于探测红外辐射的器件，可广泛应用于航天、军事和民用领域。
它能够实时、高效地探测并转换红外辐射能量为电信号，从而实现红外图像的获取和处理。
工作原理IRFPA的工作原理基于红外辐射与物体表面的相互作用。
当红外辐射照射在IRFPA上时，它会导致IRFPA内的感光元件产生电子-空穴对。
感光元件通常由半导体材料制成，如硒化铟（InSb）、硫化镉汞（CdHgTe）等。
这些电子-空穴对随后在感光元件中分离并转换为电信号。
IRFPA的关键组件是焦平面阵列（Focal Plane Array，以下简称FPA），它由大量排列成矩阵的感光元件组成。
每个感光元件都对应于焦平面上的一个像素，因而整个FPA可以同时探测多个红外像素。
这些像素的信号经过放大和处理后，可以生成红外图像。
型号和特性IRFPA的型号和特性各不相同，取决于其应用领域和需求。
以下是一些常见的IRFPA型号和相应的特性：1.分辨率：IRFPA的分辨率指的是其能够探测到的最小单位像素数量。
一般而言，分辨率越高，探测到的红外图像越清晰。
常见的分辨率有320x240、640x480等。
2.帧率：IRFPA的帧率是指其每秒能够获取和处理的红外图像数量。
较高的帧率可以捕捉到快速移动的物体，对于一些动态场景非常重要。
3.波段范围：不同的IRFPA可以探测不同波长范围的红外辐射，如近红外（NIR），短波红外（SWIR），中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）。
选择适当波段范围的IRFPA取决于具体的应用需求。
4.灵敏度：IRFPA的灵敏度是指其能够探测到的最小红外辐射强度。
较高的灵敏度意味着IRFPA可以探测到较微弱的红外辐射，对于一些低信噪比场景非常重要。
应用领域IRFPA在多个领域具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1.热成像：IRFPA可以通过探测物体表面的红外辐射，用于热成像和温度分布检测。
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。
红外探测器
温差电偶和温差电堆的原理性结构如下图所示
❖ 热电偶型红外探测器的时间常数较大，所以响应时间较长， 动态特性较差，北侧辐射变化频率一般应在10HZ以下。
❖ 在实际应用中，往往将几个热偶串联起来组成热电堆来检 测红外辐射的强弱
v R(T)--电阻值 v T--温度 v A,C,D--随材料而变化的常数
v 金属热敏电阻，电阻温度 系数为正，绝对值比半导 体小，电阻与温度的关系 基本上是线性的，耐高温 能力较强，多用于温度的 模拟测量。
v 半导体热敏电阻恰恰相反， 用于辐射探测，如报警、 防火系统、热辐射体搜索 和跟踪。
v 常见的是NTC型热敏电阻.
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的接 点，在接点处可产生电动势。热电偶接收辐射的一端称为 热端，另一端称为冷端。
❖ 热电效应: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。
❖ 为提高吸收系数，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
❖ 由于自由电荷中和面束缚电荷所需时间较长，大约需要数 秒钟以上，而晶体自发
❖ 极化的驰豫时间很短，约为10-12秒，因此热释电晶体可响 应快速的温度变化.
高莱气动型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测器
v 高莱气动型探测器又称高莱(Golay) 管，是高莱于1947年发明的。它 是利用气体吸收红外辐射能量后， 温度升高、体积增大的特性，来 反映红外辐射的强弱。其结构原 理如下图所示:
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。
主动红外探测器技术手册
主动红外探测器技术手册一、引言主动红外探测器是一种重要的安防设备，广泛应用于家庭、商业和工业领域。
通过感应红外辐射，主动红外探测器能够提供有效的警戒功能，帮助保护财产和人员的安全。
本手册旨在对主动红外探测器的技术原理、使用方法和维护保养进行详细介绍，以便用户能够正确地安装、设置和维护主动红外探测器。
二、主动红外探测器的原理1. 红外辐射概述：红外辐射是指波长在红光和微波之间的电磁波辐射。
红外辐射的特点是波长较长，能量较低，对人体和物体几乎没有损伤。
2. 主动红外探测器的工作原理：主动红外探测器主要由红外发射器和红外接收器组成。
发射器发射红外信号，接收器接收并识别返回的红外信号。
当有物体进入红外辐射区域时，接收器会感应到返回的红外信号，并通过内部电路产生警报信号。
三、主动红外探测器的分类主动红外探测器按工作原理可以分为以下几类：1. 活动式探测器：通过感应物体的移动来触发警报，主要用于室内安防系统。
2. 电子束探测器：利用红外光束的遮挡来触发警报，主要用于门禁系统和人员进出口的安全控制。
3. 微波探测器：利用微波辐射的反射和干扰来触发警报，具有较高的灵敏度和准确性，主要用于室外安防系统。
四、主动红外探测器的使用方法1. 安装位置选择：根据实际需要和安防要求选择合适的安装位置。
一般来说，应选择离地面1.8-2.4米的高度，避免直接阳光照射。
2. 安装调试：按照厂家提供的操作说明正确安装主动红外探测器，并进行相关参数的设置和调试。
3. 使用注意事项：避免把物体遮挡在主动红外探测器前方，以免影响探测器的正常工作；定期清洁主动红外探测器的镜面和光学器件，以保证其灵敏度和准确性。
五、主动红外探测器的维护保养。
无线红外探测器技术原理
无线红外探测器技术原理
无线红外探测器是一种常见的安防设备，它通过红外线感应周围环境的温度变化，从而实现对周围环境的监测和报警。
其技术原理主要包括以下几个方面：
1. 红外线感应原理：无线红外探测器内部装有红外线传感器，
当周围环境的温度发生变化时，红外线传感器就会感应到这种变化，从而产生一个电信号。
2. 信号处理原理：传感器产生的电信号会被无线红外探测器内
部的信号处理器进行处理。
处理器将电信号转换成数字信号，并通过内部的算法进行分析和处理，从而判断周围环境是否存在异常。
3. 信号传输原理：当无线红外探测器判断出周围环境存在异常时，它就会通过无线信号将这个信息传输到控制中心或报警设备。
这个信号会被接收器接收并进行处理，从而触发相应的报警或处理程序。
总之，无线红外探测器技术原理是通过红外线感应、信号处理和信号传输等多个环节来实现对周围环境的监测和报警。
它具有灵敏度高、反应速度快、安装方便等优点，是一种非常实用的安防设备。
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红外探测器的介绍
红外探测器的分类方式
按工作方式可分为主动式红外探 测器和被动式红外探测器。
红外探测器的分类方式
红外探测器按探测范围来分，又 可分为点控红外探测器、线控红 外探测器、面控红外探测器和空 间防范红外探测器。
过渡
除了以上区分以外，还有其 他方式的划分。在实际应用 中，根据使用情况不同，合 理选择不同防范类型的红外 探测器，才能满足不同的安 全防范要求。
朗鑫安防
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布局图示
红外的选购
根据实际现场环境和用户的安全防范 要求，合理的选择和安装各种红外探 测器，才能较好的达到安全防范的目 的。当选择和安装红外探测器不合适 时，有可能出现安全防范的漏洞，达 不到安全防范的严密性，给入侵者造 成可乘之机，从而给安全防范工作带 来不应有的损失。
红外的选购
红外探测器作为传感探测装置，用来 探测入侵者的入侵行为及各种异常情 况。在各种各样的智能建筑和普通建 筑物中需要安全防范的场所很多。这 些场所根据实际情况也有各种各样的 安全防范目的和要求。因此，就需要 各种各样的红外探测器，以满足不同 的安全防范要求。
红外探测器的介绍
前言
红外探测器英文名Infrared Detector，商品买卖中，人们又叫红外报 警器，随着人们安防意识的增强，现代化安防越来越离不开它。
目录
红外探测选购
红外探测器的分类方式
按工作原理主要可分为红外烟雾 探测器、被动式红外/微波红外 探测器、玻璃破碎红外探测器、 振动红外探测器、磁控开关红外 探测器、开关红外探测器、声音 探测器等许多种类。
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第二章红外探测器概述Chapter 1. Outlines of infrared detector1.1红外探测器的物理基础Physical basis of infrared detector本讲的主要内容:1.了解红外探测器的分类；2.了解大气窗口的基本知识；3.理解各类红外探测器的基本原理；4.掌握光子探测器和热探测器的特点。
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，是红外系统的核心部分。
红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波（电磁辐射），其短波方面的界限决定于人眼的视感，一般定为0.75微米；长波方面的界限，尚无定论。
人眼察觉不到。
要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须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。
一个红外探测器至少有一个对红外辐射产生敏感效应的物体，称为响应元。
此外，还包括响应元的支架、密封外壳和透红外辐射的窗口。
有时还包括致冷部件、光学部件和电子部件等。
按所利用的效应，红外探测器可分成三大类：热敏（型）红外探测器，光子（型）（或光电型）红外探测器和整流(型)红外探测器。
1. 简史（History）1800年，F.W.赫歇耳在太阳光谱中发现了红外辐射的存在。
当时，他使用的是水银温度计，即最原始的热敏型红外探测器。
1830年，L.诺比利利用当时新发现的温差电效应(也称塞贝克效应)，制成了一种以半金属铋和锑为温差电偶的热敏型探测器。
称作温差电型红外探测器(也称真空温差电偶)。
其后，又从单个温差电偶发展成多个电偶串联的温差电堆。
1880年，S.P.兰利利用金属细丝的电阻随温度变化的特性制成另一种热敏型红外探测器,称为测辐射热计。
1947年,M.J.E.高莱发明一种利用气体热膨胀制成的气动型红外探测器（又称高莱管）。
在40年代，又用半导体材料制作温差电型红外探测器和测辐射热计，使这两种探测器的性能比原来使用半金属或金属时得到很大的改进。
半导体的测辐射热计又称热敏电阻型红外探测器。
60年代中期，出现了热释电型探测器。
它也是一种热敏型探测器，但其工作原理与前三种热敏型红外探测器有根本的区别。
最早的光电型红外探测器是利用光电子发射效应即外光电效应制成的。
以Cs-O-Ag为阴极材料的光电管（1943年出现）可以探测到 1.3微米。
外光电效应的响应波长难以延伸，因此，它的发展主要是近红外成像器件，如变像管。
利用半导体的内光电效应制成的红外探测器，对红外技术的发展起了重要的作用。
内光电效应分光电导和光生伏打两种效应。
利用这些效应制成的探测器分别称为光导型红外探测器和光伏型红外探测器（见光子型探测器）。
在半导体中引起电导改变或产生电动势是一个激活过程，需要有一定的能量。
因此，入射辐射的光子能量必须大于。
也就是光电型探测器有一个最长的响应波长，称为长波限，即1917年,T.W.卡斯发明Tl2S光电型红外探测器,但长波限仅到1.1微米。
30年代末期，德国人研究PbS光导型探测器，室温工作时长波限为3微米，液氮温度时可到5微米。
第二次世界大战之后，相继研制成PbTe和PbSe光电型探测器，响应波长延伸到7微米。
50年代起,由于半导体物理学的发展，光电型探测器所能探测的波长不断延伸。
对于有重要技术用途的1～13微米波段和限于实验室应用的13～1000微米波段，都有适当的光电型探测器可供使用。
60年代起,又研究成Hg1-x Cd x Te三元半导体红外探测器，配制不同组分x的材料,可以制得不同响应波长的红外探测器。
整流型红外探测器也是60年代开始问世的。
由于激光的出现,就有可能利用外差技术进行接收。
因此,把微波波段用的结型检波器推广应用到更高的频率范围，即短毫米波和亚毫米波。
大气窗口是指太阳辐射通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光辐射波段范围。
太阳光在穿过大气层时，会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响，因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。
但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。
通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。
大气窗口的光谱段主要有:微波波段（300~1GHz），热红外波段（8~14um），中红外波段（3.5~4um），可见光和近红外波段（0.4~2.5um）。
2. 大气窗口（atmospheric window）指天体辐射中能穿透大气的一些波段。
由于地球大气中的各种粒子对辐射的吸收和反射，只有某些波段范围内的天体辐射才能到达地面。
按所属范围不同分为光学窗口、红外窗口和射电窗口。
①光学窗口可见光波长约3000～7000埃。
波长短于3000埃的天体紫外辐射，在地面上几乎观测不到，因为2000～3000埃的紫外辐射被大气中的臭氧层吸收，只能穿透到约50公里高度处；1000～2000埃的远紫外辐射被氧分子吸收，只能到达约100公里的高度；而大气中的氧原子、氧分子、氮原子、氮分子则吸收了波长短于1000埃的辐射。
3000～7000埃的辐射受到的选择吸收很小，主要因大气散射而减弱。
②红外窗口水汽分子是红外辐射的主要吸收体。
较强的水汽吸收带位于0.71～0.735μ（微米），0.81～0.84μ，0.89～0.99μ，1.07～1.20μ，1.3～1.5μ，1.7～2.0μ，2.4～3.3μ，4.8～8.0μ。
在13.5～17μ处出现二氧化碳的吸收带。
这些吸收带间的空隙形成一些红外窗口。
其中最宽的红外窗口在8～13μ处（9.5μ附近有臭氧的吸收带）。
17～22μ是半透明窗口。
22μ以后直到1毫米波长处，由于水汽的严重吸收，对地面的观测者来说完全不透明。
但在海拔高、空气干燥的地方，24.5～42μ的辐射透过率达30～60%。
在海拔3.5公里高度处，能观测到330～380μ、420～490μ、580～670μ（透过率约30%）的辐射，也能观测到670～780μ（约70%）和800～910μ（约85%）的辐射。
③射电窗口这个波段的上界变化于15～200米之间，视电离层的密度、观测点的地理位置和太阳活动的情况而定（见大气射电窗）。
Infrared(IR) radiation is electromagnetic radiation whose wavelength is longer than that of visible light (400-700 nm), but shorter than that of terahertz radiation (100 µm - 1 mm) and microwaves (~30,000 µm). Infrared radiation spans roughly three orders of magnitude (750 nm and 100 µm).An infrared detector is a photodetector that reacts to infrared (IR) radiation. The two main types of detectors are thermal and photonic.The thermal effects of the incident IR radiation can be followed through many temperature dependent phenomena. Bolometers and microbolometers are based on changes in resistance. Thermocouples and thermopiles use the thermoelectric effect. Golay cells follow thermal expansion. In IR spectrometers the pyroelectric detectors are the most widespread.The response time and sensitivity of photonic detectors can be much higher, but usually these have to be cooled to cut thermal noise. The materials in these are semiconductors with narrow band gaps. Incident IR photons can cause electronic excitations. In photoconductive detectors, the resistivity of the detector element is monitored. Photovoltaic detectors contain a p-n junction on which photoelectric current appears upon illumination. A few detector materials:TypesType Spectral range (μm)Indium gallium arsenide (InGaAs) photodiodes 0.7-2.6 Germanium photodiodes 0.8-1.7 Lead sulfide (PbS) photoconductive detectors 1-3.2 Lead selenide (PbSe) photoconductive detectors 1.5-5.2 Indium arsenide (InAs) photovoltaic detectors 1-3.8 Platinum silicide (PtSi) photovoltaic detectors 1-5 Indium antimonide (InSb) photoconductive detectors 1-6.7 Indium antimonide (InSb) photodiode detectors 1-5.5 Mercury cadmium telluride (MCT, HgCdTe) photoconductivedetectors0.8-251.1.1热探测器Thermal Detectors热探测器吸收红外辐射后，温度升高，可以使探测材料产生温差电动势、电阻率变化，自发极化强度变化，或者气体体积与压强变化等，测量这些物理性能的变化就可以测定被吸收的红外辐射能量或功率。