第5章红外传感器ppt课件.ppt
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1、第五章 红外传感器,2,热释电型红外传感器热电堆红外传感器,3,1.红外线的基本知识,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。红外线传感器是利用物体产生红色辐射的特性实现自动检测的传感器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。,4,将各种不同的电磁波按照波长(或频率)排成如图所示的波谱图,称之为电磁波谱从图中可以看出红外线属于不可见光波的范畴,波长一般在0.76600um之间称为红外区,5,红外区通常分为近红外0.731.5um、中红外1.510um和远红外10
2、um以上,300um以上的区域又称为“亚毫米波”,6,(1)红外辐射的产生红外辐射是由物体的内部分子的转动及振动而产生的。这类振动过程中是物体受热而引起的,只有在绝对零度时,一切物体的分子才会停滞运动。换言之,在常温下,所有的物体都是红外辐射的发射源。红外线和所有电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。他的特点是热效应最大,红外辐射的产生及其性质,7,红外线在真空中的传播速度为30万公里/秒,而在介质中传播时,由于介质的吸收和散射作用使他产生衰减。红外线的衰减遵循如下规律:式中,I为通过介质时的通量;K为与介质性质有关的常数;x为介质的厚度,8,(2)红外辐射的性质金属对红外辐射衰
3、减非常大,一般金属基本不能透过红外线。气体对红外辐射也有不同程度的吸收。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。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。,9,红外线传感器,红外传感器:它是一种能探测红外线的器件。从近代测量技术角度来看,能把红外辐射转换成电量变化的装置,称之为红外探测器。红外探测器的分类按其工作原理可分为两类:热敏探测器和光子探测器,10,(1)热敏探测器,热敏探测器是利用红外辐射的热效应制成的,它采用热敏元件。热敏探测器的探测率比光子探测器的峰值探测率低,响应时间
4、长。热敏探测器的主要优点是响应波段宽,响应 范围可扩展到整个红外区域,可以在室温下工作,使用方便,应用仍相当广泛。热敏探测器的主要类型有热释电型、热电堆探测器。,11,(2)光子探测器,光子探测器是利用红外辐射的光电效应制成的,它采用光电元件。因此它的响应时间一般比热敏探测器的响应时间短得多。能引起光电效应的辐射存在一个最长的波长限度。由于这类探测器是以光子为单元起作用的,只要光子的能量足够,相同数目的光子基本上具有相同的效果,因此这类探测器常被称为“光子探测器”。,12,光子探测器只要采用光电传感器,分为光电管、光敏电阻、光敏晶体管、光电伏特元件等几类。光子探测器的主要特点是灵敏度高,响应速
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