红外传感器的特点重点
红外线传感器
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光学干涉型红外线传感器利用光学干涉原理制成，通过测量干涉条纹的移动量来推算物体表面的温度。 这种类型的红外线传感器具有较高的测量精度和灵敏度，但结构复杂，价格较高
应用领域
应用领域
在医疗领域，红外线传 感器可用于测量人体表 面温度、监测医疗器械
2 另一种是冷端材料。当红外线照射到热电堆表面时，热电堆产生的热量会导致热电偶的热端和冷端之
间的温差增大，从而产生热电动势。通过测量热电动势的大小，可以推算出物体表面的温度
热电偶型红外线传感器由两种不同材料构成的电极组成，一种是热端电极，另一种是冷端电极。当红
3 外线照射到热电偶表面时，热电偶产生的热量会导致热端电极和冷端电极之间的温差增大，从而产生
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此外，红外线传感器还具有较
高的灵敏度和分辨率，能够实
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现精确的温度测量和监控Fra bibliotek因此，在使用过程中需要进行
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定期维护和校准
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但是，红外线传感器的价格较 高，且容易受到环境因素的影 响，如灰尘、湿度等
发展趋势
发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的不断增长，红外线传感器的发展趋势主要 包括以下几个方面：提高测量精度和灵敏度、降低成本、提高抗干扰能力等 此外，随着物联网、人工智能等技术的不断发展，红外线传感器也将更多地 应用于智能制造、智能家居等领域 同时，随着环保意识的不断提高，红外线传感器在环境监测领域的应用也将 得到更广泛的应用
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表面的温度升高
红外线传感器通过测量物体表面发射的红外线能量，
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可以推算出物体表面的温度
传感器原理及其应用-第10章-红外传感器重点
第10章 红外传感器
10.2 红外传感器
红外传感器是将红外辐射能量的变化转换为电量变化的一种传 感器，也常称为红外探测器。它是红外探测系统的核心，它的 性能好坏，将直接影响系统性能的优劣。选择合适的、性能良 好的红外传感器，对于红外探测系统是十分重要的。
按探测机理的不同，红外传感器分为热传感器和光子传感器两
维恩公式比普朗克公式简单，但仅适用于不超过3000 K的温 度范围，辐射波长在0.4～0.75m 之间。当温度超过3000 K时， 与实验结果就有较大偏差。
从维恩公式可以看出，黑体的辐射本领是波长和温度的函数， 当波长一定时，黑体的辐射本领就仅仅是温度的函数，这就是 单色辐射式测温和比色测温的理论依据。
武汉理工大学机电工程学院
第10章 红外传感器
近年来，红外技术在军事领域和民用工程上，都得到了广泛 应用。军事领域的应用主要包括： (1) 侦查、搜索和预警； (2) 探测和跟踪； (3) 全天候前视和夜视； (4) 武器瞄准； (5) 红外制导导弹； (6) 红外成像相机； (7) 水下探潜、探雷技术。
10.2.1 红外光子传感器
红外光子传感器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下， 产生光电效应，使材料的电学性质发生变化。通过测量电学性 质的变化，就可以确定红外辐射的强弱。
武汉理工大学机电工程学院
第10章 红外传感器
按照红外光子传感器的工作原理，一般分为外光电效应和内 光电效应传感器两种。内光电效应传感器又分为光电导传感器、 光生伏特(简称光伏)传感器和光磁电传感器3种。 (1) 大部分外光电传感器只对可见光有响应。可用于红外辐射 的光电阴极很少。S-1(Ag-O-Cs)是一种。它的峰值响应波长 是0.8 m，光谱响应扩展到1.2 m。目前外光电效应探测器只用 于可见光和近红外波长范围。
MLX90640新型红外传感器的特点及应用
MLX90640新型红外传感器的特点及应用MLX90640是Melexis公司推出的一种新型红外（IR）传感器，为较昂贵的高端热像仪提供了一种经济高效的替代方案。
这款32x24 像素的传感器件适用于多种安全和便利应用，其工作温度范围为-40°C 至85°C，可测量的物体温度范围为-40°C 至300°C。
该红外传感器在整个测量范围内保持高精度水平，可提供±1°C 的典型目标物体温度精度。
这种新型红外（IR）传感器，可方便集成化到智能空调系统中，能很好的在项目工程中加以使用。
Melexis MLX90640 是一款完全校准的32 像素x 24 像素红外阵列，采用行业标准4 引脚TO39 封装，带数字接口。
MLX90640 包含768 FIR 像素。
集成用于测量芯片环境温度的环境传感器和测量VDD 的电源传感器。
所有传感器红外、TA 和VDD 输出均保存在内部RAM，可通过I2C 访问。
这些传感器可满足众多应用在热分析方面日益增长的需求。
传感器分辨率更高，同时价格极具吸引力。
该器件的主要应用包括人物检测、防火、楼宇自动化、照明控制、监控、空调系统。
MLX90640的特点：1. 工作温度范围为-40至85°C，可在严苛的工业环境中部署2. 可测量的物体温度范围为-40至300°C3. 典型目标物体温度精度为1°，可在整个测量范围内保持高精度水平4. NETD（噪声等效温差）仅为0.1KRMS（刷新速率为1Hz）5. 不需要根据特定温度要求进行重新校准，能够在确保更大便利性的同时降低运营费用6. 两种不同的视角（FoV）可供选择：标准55°x35°和110°x75°广角7. 4引脚TO39封装，包含必需的光学元件8. I²C兼容的数字接口，可简化集成SX-4431典型应用9. 检测的红外波段在5.5~14um之间应用：。
红外线传感器(分析“红外线”文档)共5张PPT
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应用案例
火焰传感器利用红外线对对火焰非 常敏感的特点，使用特制的红外线 接受管来检测火焰，然后把火焰的 亮度转化为高低变化的电平信号， 输入到中央处理器中，中央处理器 根据信号的变化做出相应的程序处 理。 火焰传感器能够探测到波长在700 纳米～1000纳米范围内的红外光， 探测角度为60°，其中红外光波长 在880纳米附近时候的灵敏度达到 最大。
(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。 (量2)子利型用的半优导点体：迁感徙度现高象、吸响收应能快量速差(之μS光之电谱效)；果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。
(热中1)型文将的 名红现红外热象外线俗线型一称传部的为感份焦器优变热外换点效文为应有名热，i，n：其fr藉a中可r热e最d常取t具r出a温代n电s表d动阻u性c值作e者r变原有下化理测及操红辐电外射作动线热，势来器等波进(输T行h长出e数r信依m据号a处l存之B优o热性lo点型m灵e。t敏er)度，高热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。 量是子利型 用红的(外波优线点长来：不进感行度同数高感据、处度响理应有的快很一速种(大μ传S之感之器谱变，)；化有灵者敏)并度高不等存优点在，，红外造线价传便感器可以控制驱动装置的运行。 (量1)子将型红的外宜优线；点一：部感份度变高换、为响热应，快藉速热(取μS出之电谱阻)；值变化及电动势等输出信号之热型。
火焰传感器利用红外线对对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线接受管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入 到中央处理器中，中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。
(2) 利用半导体迁徙现 量子型 的优点：感度高、响应快速(μS 之谱)；
红外传感器的原理
红外传感器的原理
一、红外传感器的原理
1、什么是红外传感器
红外传感器是一种利用“热”原理，能够检测周围环境中物体温度和红外能量的传感器。
它能够清楚地探测到温度和红外辐射，通常用于各种机器人和导航系统。
2、红外传感器的工作原理
红外传感器具有良好的灵敏度，能够有效地检测到周围环境中物体的温度和红外辐射。
红外传感器的工作原理是，物体中的温度和红外辐射被探测器感应，然后转换成电信号输出，最终根据电信号的强弱来处理外部环境的信息。
3、红外传感器的特点
红外传感器具有良好的灵敏度，可以探测到物体的温度和红外辐射，并能够精确地检测到小变化的温度。
另外，红外传感器可以用于夜晚的环境检测，因为它可以检测到红外辐射，而不受光强度的影响。
此外，由于红外传感器具有低功耗、精确度高、安装方便等优点，多用于飞行器、机器人、工业自动化系统等的环境检测和导航系统。
4、红外传感器的应用
红外传感器的主要应用领域有：
（1）飞行器环境检测：利用红外传感器能够准确地检测到周围环境的热源，从而控制飞行器的安全性和性能。
（2）机器人环境检测：利用红外传感器能够准确地检测到周围
环境中物体的温度和红外辐射，有效地为机器人的行为提供参考。
（3）导航系统：红外传感器能够检测到红外辐射，多用于夜间的导航系统，以便有效地定位和跟踪。
红外测距传感器的原理及功能特点
红外测距传感器的原理
红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，利用的红外测距传感器LDM301发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用CCD图像处理接收发射与接收的时间差的数据。
经信号处理器处理后计算出物体的距离。
这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。
测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的工业环境中。
红外测距传感器的特点
红外测距传感器的远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；有同步输入端，可多个传感器同步测量；测量范围广，响应时间短；外形设计紧凑，易于安装，便于操作。
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红外线传感器原理
红外线传感器原理红外线传感器是一种常见的光电传感器，其工作原理基于红外线辐射的特性。
红外线传感器能够检测并测量环境中的红外线辐射，广泛应用于许多领域，包括安全监控、无人机导航、智能家居等。
本文将介绍红外线传感器的工作原理及应用。
一、红外线的本质和特性红外线是一种电磁辐射，位于可见光谱的下方。
与可见光一样，红外线也有一定的波长范围，通常分为近红外、中红外和远红外三个区域。
近红外波长范围为0.75-1.4微米，中红外波长范围为1.4-3微米，远红外波长范围为3-1000微米。
红外线具有以下几个特性：1. 红外线是一种无形的电磁辐射，人眼无法直接感知。
2. 红外线能够透过大部分的常见物体，如玻璃、塑料等。
3. 物体的温度与其所发射的红外线强度相关。
二、红外线传感器的基本原理红外线传感器利用红外线的特性来进行测量和检测。
其基本原理可概括如下：1. 发射器部分：红外线传感器的发射器通常采用红外LED作为光源，通过电流的驱动产生红外辐射。
红外LED通常工作在近红外波段，其波长范围与红外接收器相匹配。
2. 接收器部分：红外接收器是红外线传感器的核心组件，它能够感知红外线辐射并转化为电信号。
红外接收器通常由光敏元件和电路组成。
常见的光敏元件有红外二极管（IR Diode）、红外光敏三极管（Phototransistor）、红外线传感器阵列（IR Array）等。
3. 检测原理：当物体发射红外线时，红外线传感器的接收器会接收到红外线辐射并产生相应的电信号。
这个电信号的强度与物体的温度以及距离等因素密切相关。
红外线传感器通过测量接收到的电信号来获取环境中红外线的信息。
4. 信号处理：红外线传感器的测量信号需要进行处理才能得到有用的信息。
常见的信号处理方法包括放大、滤波、模数转换等。
这样处理后的信号可以用于显示、报警、控制等应用。
三、红外线传感器的应用红外线传感器在各个行业和领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用示例：1. 安防监控：红外线传感器可用于人体检测和入侵警报系统。
红外线传感器的原理
红外线传感器的原理红外线传感器是一种常见的电子器件，用于检测并测量环境中的红外辐射。
它在许多领域中得到广泛应用，如安防系统、电子设备、自动化控制等。
那么，红外线传感器是如何工作的呢？本文将详细介绍红外线传感器的原理。
一、红外线辐射的特点首先，我们需要了解红外线辐射的特点。
红外线位于可见光谱的较长波长一侧，具有较高的热能。
人眼无法直接感知红外线辐射，但许多热体，如人体、物体等，在其表面都会发射红外线辐射。
因此，通过检测环境中的红外线辐射，我们可以获取有关目标物体的信息。
二、红外线传感器的构成红外线传感器一般由红外线发射器、红外线接收器和信号处理电路组成。
红外线发射器主要负责发射红外线辐射，红外线接收器则用于接收环境中的红外线辐射，并将其转化为电信号，信号处理电路则负责对接收到的信号进行处理和解读。
三、红外线传感器的工作原理红外线传感器的工作原理主要分为发射和接收两个过程。
1. 发射过程红外线传感器中的红外线发射器会通过激活电路发射红外线辐射。
这种辐射一般采用红外二极管或红外线激光器等器件产生。
当电流通过红外二极管时，它会发出红外光。
因为红外光的波长较长，所以我们无法直接看到光的发射。
这样的光通常不会对人眼造成伤害，但在实验室或工业环境中，还是需要特殊的保护措施。
2. 接收过程红外线传感器的红外线接收器用于接收环境中的红外线辐射。
它一般会采用光敏二极管，也叫作红外线接收二极管。
当红外辐射照射到红外线接收二极管上时，光敏二极管会转换成电压或电流信号。
这个信号的强弱取决于接收到的红外线辐射的强度。
接收到的电信号将通过信号处理电路进行放大、滤波和解析，最终输出为可以被其他设备或系统识别和使用的信号。
四、红外线传感器的应用红外线传感器由于其灵敏度高、反应速度快、使用方便等特点，被广泛应用于各个领域。
1. 安防系统中的应用红外线传感器被用于安装在门窗、走廊、车库等位置，用于检测是否有人进入或离开，以实现对房屋或办公场所的安全监控和防护。
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利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。
红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。
红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。
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。
这类振动过程是物体受热而引起的，只是在绝对零度（﹣273.16℃）时，一切物体的分子才会停止运动。
所以在绝对零度时，没有一种物体会发射红外线。
换言之，在一般常温下，所有的物体都是红外辐射的发射源。
例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。
红外线和所有电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质，但它的特点是热效应非常大，红外线在真空中传播的速度c=3×108m／s，而在介质中传播时，由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。
红外传感器利用红外辐射与物质相互作用所称呈现的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现的电学效应。
1. 热释电人体传感器
热释电红外探头的工作原理及特性：
“铁电体”的极化强度（单位面积上的电荷）与温度有关。
当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高（参阅图2-6），使其极化强度降低，表面电荷减少，这相当于释放一部分电所以叫做热释电型传感负载电阻与铁电体薄片相连，则负载电阻上便产生一个电信号输出。
输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出入射红外辐射的强弱，热释电型红外传感器的电压响应率正比于入射光辐射率变化的速率。
一般人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10UM 左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，电后续电路经检验处理后即可产生报警信号（参阅图2-7）
图2-7
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。
所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用
)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。
而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
3)4一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。
热释电红外传感器件有多种，但大都是有高热系数的钴钛铅系陶瓷，以及钽酸锂，硫酸三甘钛等配合滤光镜片窗口所组成的。
利用这种传感器件，就可以非接触方式对物体辐射出的红外线进行检测，察觉红外线能量的变化，将其转换成相应的电信号，并以该信号作为控制信号，对电器设备或保安防盗进行控制。
一般来说热释电传感器的封装有两种，即TO-5型金属封装和塑料封装。
为了使热释电红外传感器件辐射到的红外线与大气的红外透射率相结合，同时考虑到对人体红外辐射（特别是近红外辐射）干扰进行抑制，在热释电传感元件前加上一个8~14微米的
干涉滤光片，波长小于8微米的红外线被吸收，只留下对人体敏感的热释红外线光谱。
热释电陶瓷元件也称热电探测元它是由高热电系数的钴太酸率陶瓷等材料构成的。
这种强电解质的热电元件能够遥感人体发出的微量红外线，并明显地觉察到其相对温度的变化过程，是探测元的自发极化值发生变化，即产生热——电效应。
有的热释电器件内装有两个陶瓷元件，有的器件内装有一个陶瓷元件。
前者将两个特性一致的探测元件进行串联，已组成差动平衡电路，其目的在于抑制因探测元自身温度变化产生的干扰。
在热释电传感器的壳内，还装有一个场效应管和栅极电阻，栅极电阻与探测元并接，它能将探测元表面的极化值或电荷的变化以电信号的形式加至场效应的栅极。
场效应管的作用与驻极体话筒相似，起阻抗变换作用，他的输入阻抗极高，而输出阻抗极低。
通过场效应管的匹配和放大，在它的源极输出反映外来红外线能量变化的相应幅度的电脉冲。
其脉冲频率一般为0.3~5Hz。
场效应的输出阻抗为10~47kΩ.
热释电红外传感技术在红外探测，夜视装置，防入侵，安全防范，自动门控制，自动灯控制，交通管制，温度监测以及观点玩具等方面有着广泛应用，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎：
⑴“有电危险”安全警示电路：用于有电场合时，通过发出声音和声光提醒人们注意安全
⑵自动门：主要用于银行、宾馆，当有人来到时，大门自动打开，人离开后又自动关闭。
⑶红外防盗报警器：用于银行、办公楼、家庭等场合的防盗报警器。
⑷高速公路车辆、车流计数器。
⑸自动开、关的照明灯，人体自动开关等。