红外传感器分类工作原理及发展应用前景
红外传感器文献综述

红外传感器文献综述简介红外传感器是一种能够感应发射红外线的设备,可以感应远处的温度或者物体的位置、温度等信息。
红外传感器已经被广泛应用在智能家居、电子产品、检测设备等各个领域中。
本文将从其原理、分类、应用等角度全面介绍红外传感器,并对当前研究现状进行综述。
红外传感器的原理红外传感器的工作原理是利用物体在可见光之外的红外光谱范围内发射和接收红外线信号。
红外线是存在于光谱中的一种较长波长的电磁波,具有较强的穿透能力,在一定程度上受到环境影响较小,因此其在人们的日常生活中使用越来越广泛。
红外传感器的分类根据红外线波长的不同,红外传感器主要分为短波红外传感器、中波红外传感器和长波红外传感器三种类型。
短波红外传感器短波红外传感器指工作波段为1.4μm到3μm的设备。
其适用于远距离测量,主要用于温度检测及非接触式测量。
由于受到大气中水和氧气的吸收,短波红外传感器的适用距离较短,通常在10米以内。
中波红外传感器中波红外传感器工作波长范围为3μm到5μm。
其适用范围较广,可以用于物体表面温度检测、表面温度测量、污渍检测等。
由于其波长范围的特点,中波红外传感器可以发射和检测物体表面的红外辐射,其检测范围较短波长的红外线更宽。
长波红外传感器长波红外传感器的工作波长范围在8μm到15μm,主要用于物体的红外强辐射测量。
长波红外传感器的检测范围较宽,因此可以广泛应用于各种各样的检测领域,例如人体热辐射探测、安防监控等。
红外传感器的应用红外传感器已经被广泛应用于各个领域,例如:智能家居红外传感器被应用于智能家居中用于检测房间内的人数、温度、湿度等信息。
通过红外传感器可以实现智能化的控制,例如智能冷暖控制、智能灯光控制等。
电子产品红外传感器应用于电子产品中用于实现手势识别、遥控器控制等。
通过红外传感器可以实现人机交互的控制,例如电视机、空调、投影仪等设备的遥控控制。
检测设备红外传感器可以用于温度检测、液体等检测。
例如,在食品加工行业中,红外传感器可以用于检测食品的成品温度,防止食品过热或过冷,以确保食品的品质和安全。
红外线传感器的工作原理

红外线传感器的工作原理红外线传感器是一种常见的电子设备,广泛应用于各种领域,包括安防系统、自动化控制、遥控设备等。
它通过接收和转换红外线信号来实现对目标物体的检测和测量。
本文将详细介绍红外线传感器的工作原理。
1. 概述红外线传感器是一种能够感知红外线辐射的电子器件。
红外线是一种电磁波,波长范围在0.75微米到1000微米之间,对于人眼来说是看不见的。
红外线可分为近红外、中红外和远红外三个频段,不同频段的红外线具有不同的特性和应用。
2. 红外线传感器的构成红外线传感器一般由红外线发射器和红外线接收器两部分组成。
红外线发射器使用红外二极管将电能转换为红外辐射能,并发射给目标物体。
红外线接收器则使用红外敏感器件,如红外二极管或热电偶,将接收到的红外辐射能转换为电能。
3. 红外线传感器的工作原理当红外线传感器工作时,红外线发射器会发射红外辐射能,这些红外线穿过空气或其他介质后,被目标物体吸收、反射或传导。
接着,红外线接收器接收到目标物体反射或传导回来的红外辐射能,并将其转换为电信号。
通过对接收到的电信号进行处理,可以得到与目标物体相关的信息或实现相应的控制。
4. 红外线传感器的工作模式红外线传感器可以工作在不同的模式下,常见的有被动式模式和主动式模式。
4.1 被动式红外线传感器被动式红外线传感器也被称为热释电传感器。
它通过监测目标物体与周围环境的温差来检测目标物体的存在或活动。
当有物体进入传感器的监测范围时,目标物体与周围环境的温差会导致红外线发射器和接收器之间的红外辐射能发生变化,被传感器检测到并转换为电信号。
4.2 主动式红外线传感器主动式红外线传感器是通过发射和接收红外线来实现目标物体检测的。
它会发射一束红外线,并接收目标物体对红外线的反射或透射。
当目标物体存在时,被传感器接收到的红外辐射能会发生变化,被转换为电信号。
5. 红外线传感器的应用红外线传感器在多个领域都有广泛的应用。
其中,最典型的应用之一是安防系统。
红外循迹传感器工作原理

红外循迹传感器工作原理红外循迹传感器是一种应用广泛的传感器,它可以用于机器人的循迹、避障、避光等场合。
其工作原理是利用红外线传感器感受地面上黑线与白地的反射率差异,从而控制机器人自动行走。
接下来,我将详细介绍红外循迹传感器的工作原理。
一、红外线红外线是一种电磁波,其波长长于可见光,频率低于可见光。
人眼不能直接感知红外线,但许多热物体会主动辐射出红外线,因此红外线传感器被广泛应用于热成像、温度测量等领域。
红外循迹传感器主要由光电二极管和运算放大器构成。
当红外线照射到地面上的黑线或白地面时,会发生不同程度的反射。
红外循迹传感器可以探测这些反射光,并将其转化为电信号输出。
黑线反射的光比白地面反射的光小,因此红外循迹传感器可以通过排除环境干扰,只检测地面上的黑线,从而控制机器人自动行走。
三、工作原理当红外光源照射到地面上的黑线或白地面时,反射光线经过红外循迹传感器的光电二极管,产生微弱的信号电流。
该电流信号经过放大、滤波等处理后,被转化为数字信号输出。
由于黑色反射率低于白色反射率,因此检测到的黑线信号电压低于白线信号电压。
通过设定一个阈值,当检测到的信号电压低于该阈值时,机器人会执行相应的行动指令。
在机器人的循迹控制系统中,通常会使用多个红外循迹传感器组合使用。
两个传感器可以探测机器人左右两侧的黑线情况,进而控制机器人前进方向。
多个传感器可以实现更加复杂的循迹控制策略,例如环形循迹、轨迹识别等。
四、总结红外循迹传感器广泛应用于机器人、自动化生产线等领域。
在机器人的应用中,红外循迹传感器通常与电机、舵机、控制器等部件组合使用。
在自动化生产线的应用中,红外循迹传感器可以用于检测物料的位置、实现物料输送等功能。
除了红外线,其它传感器也可以用于循迹控制。
光电开关可以探测黑线和白线的颜色差异,从而控制机器人行走。
超声波传感器可以检测机器人距离地面的高度,从而实现避障控制。
红外循迹传感器具有响应速度快、功耗低、价格低廉、安装方便等优势,因此是循迹控制领域中应用最广泛的传感器之一。
红外传感器文献综述

红外传感器文献综述引言红外传感器是一种能够检测和测量物体周围红外辐射的设备。
在工业、军事、医疗和消费电子等领域,红外传感器被广泛应用于温度测量、遥控、安防等方面。
本文将对红外传感器的原理、分类、应用以及相关研究进展进行综述。
红外传感器的原理红外传感器的工作原理基于物体发射的红外辐射。
根据物体的温度,物体的表面会发射出不同波长的红外辐射。
红外传感器利用红外辐射转换为电信号,通过测量物体的红外辐射来获得物体的温度或其他相关信息。
常见的红外传感器原理主要有热电偶法、热电阻法、热释电法和红外成像等。
热电偶法利用两个不同材料的导线焊接处的温度差来产生电压信号。
热电阻法则是通过测量热敏电阻的电阻值,来间接测量物体的温度。
热释电法则是利用物体表面的红外辐射和热释电材料之间的相互作用来产生电压信号。
红外成像则通过捕捉物体发射的红外辐射图像,来实现对物体的检测和识别。
红外传感器的分类根据工作原理和应用领域的不同,红外传感器可以分为以下几类:1.热式红外传感器:–热电偶红外传感器–热电阻红外传感器2.光学式红外传感器:–红外光电传感器–红外线阵传感器–红外激光传感器3.无源红外传感器:–红外侦测传感器–红外数组传感器4.主动红外传感器:–红外测温传感器–红外热像仪5.数字红外传感器:–数字红外热像仪–数字红外线阵传感器不同类别的红外传感器适用于不同的应用场景。
热式红外传感器适用于辐射热测量和温度监测,而光学式红外传感器则常用于物体识别和辅助驾驶等领域。
红外传感器的应用红外传感器在各个领域都有广泛的应用。
下面将介绍一些主要的应用领域:1.工业应用:–温度测量和控制–分析和检测–热成像和红外检测2.军事与安防:–热成像和夜视觉–目标探测和识别–危险品检测和防范3.医疗与健康:–体温测量和监护–红外医学成像–生命体征监测4.消费电子:–手机和平板设备的红外遥控–智能家居设备的人体检测和控制红外传感器的研究进展近年来,红外传感器的研究在技术和应用方面取得了一系列突破和进展。
红外传感器的总结

红外传感器的总结红外传感器是一种能够感知周围环境中红外辐射的装置。
它利用红外辐射的特性来探测物体的存在和运动,广泛应用于安防监控、自动化控制和人体健康等领域。
红外传感器的工作原理是基于物体发射和反射红外辐射的特性。
物体在不同温度下会发射不同强度的红外辐射,而红外传感器可以感知到这种辐射并将其转化为电信号。
当有物体进入传感器的感知范围内,红外辐射会被物体反射回传感器,传感器会通过检测到的反射信号来判断物体的存在和运动状态。
红外传感器的应用十分广泛。
在安防监控领域,红外传感器可以用于检测人员或车辆的进入,实现对区域的实时监控和报警。
在自动化控制领域,红外传感器可以用于控制家电设备的开关,实现智能化的生活环境。
在人体健康领域,红外传感器可以用于测量体温,及时发现患者的热量异常,帮助医护人员进行及时的诊断和治疗。
红外传感器的优势在于其无需直接接触物体,能够实现远距离的检测和监控。
同时,红外辐射的特性使得红外传感器在夜间或低光环境下也能正常工作,不受光线影响。
此外,红外传感器的体积小巧,功耗低,使用寿命长,适用于各种应用场景。
然而,红外传感器也存在一些局限性。
由于红外辐射的特性,传感器对于透明物体或非热辐射的物体的检测效果较差。
同时,传感器对于温差较小的物体可能会产生误判。
此外,红外传感器的价格相对较高,对于一些低成本应用来说可能不太适合。
红外传感器作为一种能够感知红外辐射的装置,具有广泛的应用前景。
它在安防监控、自动化控制和人体健康等领域发挥着重要作用。
然而,我们也需要充分了解其工作原理和局限性,以便更好地应用和改进红外传感器技术。
通过不断的研究和创新,相信红外传感器将在未来发展出更多的应用和潜力。
人体红外传感器应用场景 -回复

人体红外传感器应用场景-回复人体红外传感器是一种能够检测和感知人体红外辐射的设备,广泛应用于很多领域。
本文将逐步介绍人体红外传感器的原理、应用场景以及未来的发展前景。
一、人体红外传感器的原理人体红外传感器基于人体红外辐射的特点工作。
人体红外辐射是一种低能量的辐射,主要是由人体表面的热能产生的红外辐射,它与光线一样,也是一种电磁波。
传感器采用红外传感器芯片作为感知元件,当人体靠近传感器时,人体发出的红外辐射会被传感器感知到并转换为电信号,从而触发相应的应用或控制。
二、人体红外传感器的应用场景1. 安防领域:人体红外传感器广泛应用于家庭和商业场所的安防系统中。
例如,当人体接近安装了人体红外传感器的门禁系统时,传感器会立即感知到并触发门禁系统,确保只有授权人员能够进入。
在商业场所,人体红外传感器还可以用于监控系统,通过感知人体的活动来判断是否有可疑人员入侵。
2. 照明控制:人体红外传感器可以应用于室内和室外照明系统的自动控制中。
例如,当进入一个房间时,传感器可以感应到人体的存在,自动打开光源,当房间内没有人时,传感器会自动关闭光源,从而实现节能的目的。
在室外,传感器可以感知到行人或车辆的存在,为其照明,提供更好的安全保障。
3. 窗帘控制:人体红外传感器还可以应用于窗帘系统的控制中。
例如,当人靠近窗帘时,传感器可以感知到人体的存在并触发窗帘自动打开;当人离开窗帘时,传感器会感知到并触发窗帘自动关闭。
这种智能窗帘系统不仅方便了用户的使用,还能提供更好的隐私保护和舒适度。
4. 空调和供热控制:人体红外传感器还可以应用于空调和供热系统的智能控制中。
传感器可以感知到人体的位置和活动,从而智能调节室内温度。
当房间内没有人时,传感器可以自动关闭或降低供热和制冷设备的运行,节约能源。
5. 医疗健康领域:人体红外传感器还有一些应用于医疗领域。
例如,传感器可以应用于体温计,通过测量人体红外辐射来测量人体温度;传感器还可以检测人体的心率、呼吸等生理参数,为医疗监护提供数据支持。
红外线传感器工作原理

红外线传感器工作原理红外线传感器是一种常见的电子元件,广泛应用于安防、智能家居、机器人等领域。
它通过感知和接收红外线辐射来实现物体检测和距离测量。
本文将介绍红外线传感器的工作原理,以及其在实际应用中的作用。
一、红外线的概述红外线是一种电磁辐射,它的波长范围在可见光和微波之间。
与可见光不同,人眼无法直接感知红外线,但它的能量仍然可以被物体吸收和辐射。
红外线具有很强的穿透力,可以在一定范围内穿透透明材料如玻璃和塑料。
二、红外线传感器的组成红外线传感器通常由发射器和接收器两部分组成。
发射器负责发射红外线辐射,而接收器则接收这些辐射并进行信号处理。
1. 发射器红外线传感器的发射器通常由红外发光二极管(IR LED)构成。
当发射器受到电流驱动时,它会发出红外线信号,并将其辐射到周围环境中。
2. 接收器红外线传感器的接收器通常由一种叫做红外光敏二极管(IR photodiode)的元件构成。
接收器对红外线辐射非常敏感,当接收到红外线信号时,会产生电流变化的响应。
这个电流变化可以被放大和处理,以产生与探测目标相关的输出信号。
三、红外线传感器的工作原理红外线传感器利用物体对红外线的吸收和辐射特性来实现目标检测和测量。
接下来将详细介绍红外线传感器的工作原理。
1. 目标检测当发射器发出红外线信号后,这些信号会被周围的物体吸收或反射。
如果有目标物体出现在传感器的感知范围内,该物体会吸收或反射一部分红外线信号,并将其反射回传感器面前的接收器。
2. 信号检测接收器接收到反射回来的红外线信号后,会产生一个电流变化的响应。
这个响应可以通过电路放大,并经过滤波和去噪等处理,以消除干扰。
3. 信号处理经过电路处理后的信号,可以被转换为数字信号或模拟信号,用于接收到的红外线信号的解析和输出。
这样,我们可以获得与目标物体相关的信息,如距离、位置等。
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、成本低等优点,在多个领域得到广泛应用。
红外传感器概念

红外传感器:探索未知的视界一、引言红外传感器是一种独特的传感器,它能够感知并测量物体发出的红外辐射。
其工作原理和我们所知的传统传感器不同,它不依赖于可见光或电磁波,而是通过捕捉物体释放的微量辐射来工作。
正是这种独特的工作方式,使得红外传感器在许多领域具有重要的应用价值。
本文将详细探讨红外传感器的概念、工作原理、应用以及未来发展趋势。
二、红外传感器的概念及工作原理红外传感器是一种能够检测和测量红外辐射的装置。
其基本工作原理是:当红外辐射照射到传感器表面时,传感器会吸收辐射并将其转化为电信号。
这个电信号再被进一步处理和解读,从而得到物体的红外图像或温度信息。
红外传感器按照工作原理可以分为热型和光子型两种。
热型红外传感器通过吸收红外辐射并利用热电效应来产生电信号;光子型红外传感器则是通过吸收光子并利用光电效应来产生电信号。
三、红外传感器的应用红外传感器因其独特的检测方式和广泛的应用领域,在许多领域都发挥了重要的作用。
以下是一些常见的应用领域:军事应用:由于红外传感器能够透过烟雾和黑暗环境进行目标检测,因此在军事领域中得到了广泛应用。
例如,用于导弹制导、战场侦察、隐蔽行动等。
医疗应用:红外传感器在医疗领域也有着广泛的应用,如医学影像辅助诊断、疾病治疗等。
环境监测:红外传感器可以用来监测环境中的温度、湿度、气压等参数,对于气象预报、环境监测等领域有着重要的应用价值。
工业应用:在工业领域中,红外传感器被用于检测产品的温度、缺陷等,例如在钢铁、陶瓷等产品的质量检测中发挥着重要作用。
消防安全:红外传感器在消防安全领域也有着重要的应用价值,例如在火灾预警、灭火救援等方面发挥着关键作用。
空间探索:在空间探索领域,红外传感器被用于观测天体、寻找外星生命等研究工作中。
例如,在火星探测任务中,红外传感器可以帮助科学家们了解火星表面的温度分布情况以及寻找可能存在的生命迹象。
汽车安全:在现代汽车中,红外传感器被用于辅助驾驶和安全预警系统。
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一、红外传感器概述将红外辐射能转换成电能的光敏元件称为红外传感器,也常称为红外探测器。
红外传感器是利用物体产生红外辐射的特性,实现自动检测的传感器。
在物理学中,我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波,其中红外线又称红外光,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。
红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新兴技术。
它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。
(一)红外辐射的产生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,只有在绝对零度(-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,在一般的常温下,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。
红外线和所有的电磁波一样,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。
红外线的衰减遵循如下规律I=I0*e^(-kx)。
式中,I为通过厚度为x的介质后的通量;I0为射到介质时的通量;e为自然对数的底;K为与介质性质有关的常数。
金属对红外辐射衰减非常大,一般金属材料基本上不能透过红外线;大多数的半导体材料及一些塑料能透过红外线;液体对红外线的吸收较大,例如厚l(mm)的水对红外线的透明度很小,当厚度达到lcm时,水对红外线几乎完全不透明了;气体对红外辐射也有不同程度的吸收,例如大气(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收,它对波长为1~5µm,8~14µm之间的红外线是比较透明的,对其他波长的透明度就差了。
而介质的不均匀,晶体材料的不纯洁,有杂质或悬浮小颗粒等,都会引起对红外辐射的散射。
我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波,它们之间的差别只是波长(或频率)的不同而已。
下面是将各种不同的电磁波按照波长(或频率)排成如图1所示的波谱图,称之为电磁波谱。
图1 电磁波谱图从图中可以看出,红外线属于不可见光波的范畴,它的波长一般在0.76—600μm之间(称为红外区)。
而红外区通常又可分为近红外(0.73~1.5μm)、中红外(1.5一l0μm)和远红外(10μm以上),在300μm以上的区域又称为“亚毫米波”。
这里所说的远近是指红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离而言。
(二)红外辐射的性质1、辐射出射度简称辐出度,从辐射源表面单位面积发射出的辐射通量,其中单位波长间隔内的辐射出射度称光谱辐出度;某一特定波长的辐射出射度称为单色辐射出射度。
单色辐射出射度多用在科学理论研究中,单一频率的波由于能量很少,实际测量和应用过程中很难探测到,所以如辐射测温仪等都是测定一定范围波长内的辐射出射度。
辐射出射度:单位时间内离开辐射源表面一点处的面单元上的辐射能量除以该单元面积,称为该点的辐射出射度,即辐射出射度的单位为瓦/米2(W/㎡)。
如果一个光源表面上的一个发光面积A在各个方向(在半个空间内)的辐射通量为Фe,则该发光面对辐射出射度为Me = Фe / A 。
物体的辐射出射度可由斯忒藩-波尔兹曼定律得到。
积分量为物体的分谱辐射通量密度。
ε为物体的比辐射度。
此处强调“出”字。
如果是指投射到物体表面的辐射,则必须用辐照度来表示。
2、辐射功率辐射功率就是单位时间内发射(传输或接受)的辐射能。
单位为[瓦](焦耳/秒)。
辐射功率P的定义表示为3、红外辐射基本规律(1) 金属对红外辐射衰减非常大,一般金属基本不能透过红外线。
(2) 气体对红外辐射也有不同程度的吸收。
(3) 介质不均匀、晶体材料的不纯洁、有杂质或悬浮小颗粒等都会引起对红外辐射的散射。
(4) 实践证明,温度越低的物体辐射的红外线波长越长。
由此在应用中根据需要有选择的接受某一定范围的波长,就可以达到测量的目的。
(三)红外传感器的分类红外传感器的种类很多,按照不同的机制可以分成不同的类别:1、按照功能分:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标的红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以各类系统中两个或多个的组合。
2、按照工作原理分:(1)将红外线一部分变换成热,藉热取出电阻值变化和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。
二、红外传感器的工作原理上一节我们说过红外传感器按照工作原理可以分成两类:热释电红外线传感器和红外光电传感器,现分别进行介绍。
(一)热释电红外线传感器1、热释电效应若某些强介电质物质的表面发生变化, 随着温度的上升或下降, 在这些物质表面上就会产生电荷的变化, 这种现象称为热释电效应, 是热电效应的一种。
这种现象在钛酸钡之类的强介电材料上表现的特别明显。
热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标,其工作原理是利用热释电效应,即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极,在上表面覆以黑色膜,若有红外线间歇地照射,其表面温度上升△T,其晶体内部的原子排列将产生变化,引起自发极化电荷,在上下电极之间产生电压△U。
常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体,如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。
另外, 需指出的是, 热释电效应产生的电荷不是永存的,只要它出现, 很快会被空气中的单个离子所结合。
因此, 用热释电效应制成的红外传感器, 往往在它的元件前面加机械式的周期遮光装置, 以使此电荷周期地出现, 只有测移动物体时可不用。
2、热释电传感器的构造热释电红外线传感器是利用材料自发极化随温度变化的特征来探测红外线辐射的传感器,采用双灵敏元设计,抑制环境温度变化产生的干扰,提高了传感器的工作稳定性。
图2为热释电红外传感器结构图.热释电红外传感器主要由外壳、滤光片、热释电元件、结型场效应管FET、电阻等组成。
其中,场效应管起到阻抗变换的作用,而窗口处的滤光片是为滤去无用的红外线,让有用的红外线进入窗口。
在防盗报警系统所采用热释电传感器的滤光片为7um的滤光片,该滤光片能很好地让人体辐射的红外线通过而阻止其它射线通过,以免引起干扰。
并且,在防盗报警系统所采用热释电传感器为双元型红外传感器,双元型传感器由两个有极性的敏感元件反向串联,这样由于环境的影响而使整个晶片发生温度变化时,极性相反的敏感元件产生的热释电信号相互抵消,可以有效的防止因太阳光等红外线及环境温度变化而引起的误差。
图2 热释电红外线传感器结构和等效电路因为探测器元件自身在使用时有探测距离短, 而且后电路不容易使用的弱点, 所以, 目前销售一种红外组合件。
红外组合件由热释电传感器、扩大探测范围、增高灵敏度的透镜、电放大、信号处理系统用的后电路、防止因外界噪声引起的错误动作使用的密封管壳( 仅多功能组合件) 构成。
这种构型小型化且有多种功能。
3、热释电传感器的基本原理实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。
它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,在元件两个表面做成电极。
在环境温度有ΔT的变化时,由于有热释电效应,在两个电极上会产生电荷ΔQ,即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。
由于它的输出阻抗极高,在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。
热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失,即当环境温度稳定不变时,ΔT=0,则传感器无输出。
当人体进入检测区,因人体温度与环境温度有差别,产生ΔT,则有ΔT输出;若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器也没有输出了。
所以这种传感器也称为人体运动传感器。
由实验证明,传感器不加光学透镜(也称菲涅尔透镜),其检测距离小于2m,而加上光学透镜后,其检测距离可增加到10m左右。
热释电红外传感器是一种具有极化现象的热晶体或称为“铁电体”,铁电体的极化强度(单位面积的电荷)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,使其极化强度降低,表面电荷减少,这相当于释放一部分电荷,所以叫做热释电型传感器。
如果将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,输出信号的大小取决于薄片温度变化的快慢,从而反映出入射的红外辐射的强弱。
由此可见,热释电红外传感器的电压响应率正比于入射辐射变化的速率。
当恒定的红外辐射照射在热释电红外传感器上时,传感器没有电信号输出,只有铁电体温度处于变化过程中,才有电信号输出。
所以,必须对红外辐射进行交变辐射,不断地引起传感器的温度变化,才能导致热释电产生,并输出交变的信号。
(二)红外光电传感器1、红外光电传感器的基本原理红外光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路,如图3所示:图3 红外光电传感器组成发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。
光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。
接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。
在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。
在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。
此外,光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。
三角反射板是结构牢固的发射装置。
它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回,具有实用意义。
它可以在与光轴0到25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射线,经过反射后,还是从这根反射线返回。
2、红外光电传感器的分类和工作方式⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。
发光器能发出红外光或可见光,在无阻情况下光接收器能收到光。
但当被检测物体从槽中通过时,光被遮挡,光电开关便动作。
输出一个开关控制信号,切断或接通负载电流,从而完成一次控制动作。
槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
⑵对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开,就可使检测距离加大。
由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。
它的检测距离可达几米乃至几十米。
使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,收光器就动作输出一个开关控制信号。