红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍.doc

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1、红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍红外传感器的种类和工作原理及特性的介绍　　先看一条两年前的资讯：“据悉，今年秋天，罹患渐冻症逾半个世纪的著名物理学家史蒂芬-霍金将出版一部回忆录，坦诚地透露71年来的生活细节。据称，这是第一部霍金未借助他人帮助、完全依靠自己写成的书籍。那么，一直以来，霍金是如何与他人进行交谈和发表演讲的呢？　　原来，霍金轮椅下方和后方安装的电脑包含一

2、个音频放大器和声音合成器，它们受到霍金眼镜上的红外传感器控制，能够对因面部运动而产生的光线变化作出反应……”　　从上面我们可以看出，现如今，红外传感器技术已经非常成熟，已经融入到人们的日常生活，并且发挥着巨大的作用。　　在了解红外传感器之前，首先，我们应该了解一下，什么是红外线，或者叫红外光。　　我们知道，光线也是一种辐射电磁波，以人类的经验而言，通常指的是肉眼可见的光波域是从400nm（紫光）到700nm（红光）可以被人类眼睛感觉得到的范围。　　如图所示我们把红光之外、波长760nm到1mm之间辐射叫做红外光，红外光是肉眼看不到的，但通过一些特殊光学设备，

3、我们依然可以感受到。　　红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。所有高于绝对零度即－273℃的物质都可以产生红外线。　　因此，简单地说，红外线传感器是利用红外线为介质来进行数据处理的一种传感器。　　红外传感器的种类　　红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。所有高于绝对零度即－273℃的物质都可以产生红外线。　　根据发出方式不同，红外传感器可分为主动式和被动式两种。　　　　主动红外传感器的工作原理及特性　　主动红

4、外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。　　主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防范，现在已经从最初的但光束发展到多光束，而且还可以双发双受，最大限度的降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。　　由于红外线属于环境因素不相干性良好（对于环境中的声响、雷电、振动、各类人工光源及电磁干扰源，具有良好的不相干性）的探测介质；同时也是目标因素相干性好的产品（只有阻断红外射束的目标，才会触发报警），所以主动式红外传感器

5、器将会得到进一步的推广和应用。　　被动红外传感器器的工作原理及特性　　被动红外传感器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。传感器器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。　　这种传感器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了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滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。　　被动红外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

6、背景辐射对两个热释电元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。　　一旦入侵人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，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。　　根据能量转换方式的不同，红外线传感器又可分为光子式和热释电式两种。　　光子式红外传感器　　光子式红外传感器是利用红外辐射的光子效应而进行工作的传感器。所谓光子效应，是指当有红外线入射到某些半导体材料上时，红外辐射中的光子流与半导体材料中的电子相互作用，改变了电子的能量状态，从而引起各种电学现象。　　通过测量半导体

7、材料中电子性质的变化，就可以知道相应红外辐射的强弱。光子探测器类型主要有内光电探测器、外光电探测器、自由载流子式探测器、QWIP量子阱式探测器等。　　光子探测器的主要特点是灵敏度高、响应速度快，具有较高的响应频率，但缺点是探测波段较窄，一般工作于低温（为保持高灵敏度，常采用液氮或温差电制冷等方式，将光子探测器冷却至较低的工作温度）。　　热释电式红外传感器　　热释电式红外传感器是利用红外辐射的热效应引起元件本身的温度变化来实现某些参数的检测的，其探测率、响应速度都不如光子型传感器。　　但由于其可在室温下使用，灵敏度与波长无关，所以应用领域很广。利用铁电体热释电

8、效应的热释电型红外传感器灵敏度很高，获得了广泛应用。