红外线传感器匚作原理和技术参数
人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红.橙.黄.绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范 鬧为0.62~0.76pm:紫光的波长范圉为0・38~0.46pm。比紫光光波长更短的光叫紫外线,比红光波长见 长的光叫红外线
最广义地來说.传感器是一种能把物理址或化学址转变成便于利用的电信号的器件.红外传感器就是其中 的一种°随着现代科学技术的开展.红外线传感器的应用已经非常广泛,下而结合几个实例,简収介绍一 下红外线传感器的应用。
人体热释电红外传感器和应用介绍
被动式热释电红外探头的工作原理及特性:
一般人体都有恒定的体溫,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左右的红外线而进展匸作的。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。
1) 常敬感。
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
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持殊的菲尼尔滤光片,使环境的干
扰受到 明显的控制作用。
3) 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祥元件几乎具有一样的作用.使其产生释电效应相互抵消.于是探测器无信号输出。
4) 一旦人侵入探测区域内.人体红外辐射通过局部镜而聚焦,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
越女. 控制越严密。
在电子防盗、人体探测器领域中.被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉.技术性能稳 定而受到广阔用户和专业人士的欢送。
红外线遥控鼠标器中的传感器
在机械式鼠标器底部有一个露出一局部的塑胶小球亂标器在操作桌面上移动时.小球随之转动•在鼠标 器内部装有三个滚轴与小球接触,其中有两个分别是X轴方向和丫轴方向滚轴.用來分别测塑X轴方向和 丫轴方向的移动虽.另一个是空轴,仅起支摻作用。拖动做标器时.由干小球带动三个滚轴转动.X轴方 向和Y轴方向滚轴又幹带动一个转轴(称为译码轮)转动°译码轮(见图1)的两侧分别装有红外发光二极管 和光嬪传感器.组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敬晶休管A和B,如图2所示。 由于译码轮有间隙.故十译码轮转动时,红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感湍上.时而被阻 断.从而使光敬传感器输岀脉冲信号。光敬晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差片. 从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差.利用这种方法,就能测出鼠标器的拖动方向
照相机中的红外线传感器一夜视功能
红外夜视,就是在夜视状态下.数码摄像时机发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体.关掉 红外滤光镜,不再阻挡红外线进入CCD,红外线经物体反射后进入镜头进展成像.这时我们所看到的是由 红外线反射所成的影像.而不是可见光反射所成的影像•即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像c 索尼数码摄像机首创了红外线夜视摄影功能.能够在全照环境下进展拍摄.甚至连肉眼也不能分辨清楚的 物体.现在也可以淸晰地拍摄下來。这种夜视的特点是可以在完全没有光线的条件下进展拍摄.但由干采 用的是红外摄影,无法进展彩色的复原.所以拍摄出來的画面是单色的,影像会变绿。不久之后,索尼又 推出了拥有超级红外线夜视摄功能的数码摄像机,红外线功能的慢速快门为2段选择.超级红外线夜摄功 能的慢速快门为自动调节,可以获得更好的影像效果。举一个大家都见过的例子,在关国空袭伊拉克时. 伊拉克首都大局部地区都处干停电状态.这时除了防空曳光弹和导弹爆炸引起的火光以外就只有〃光或星 光照明能见度极差。我们在电视新闻上看到的从现场传回來的录像片的画面都呈现绿色,说明电视记 者在拍摄时使用了红外线夜视仪,导致影像是绿色的.如果不使用红外摄像技术,那么我们从电视画血上 将只能听到声音,而看不到任何影响了。
需要注意:的:因为红外线夜视摄影仪的前提是数码摄像机能发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄 的物体,所以说它的拍摄距离是有一定的.如杲摄
像机发出的红外线到达不了要拍摄的物体.那么十然就什么也拍不到了
C-211D微型照白红外线摄像机
红外线传感器在丄程上的应用 - 红外线轴套扫描器
ROTA-SONDE TS 2006通过光机系统扫描视场,并且无需任何光学调整。它准确测量线材、棒材等生产 线的活套大小.甚至对特殊钢或有色金屈以及在水汽、烟雾严重的情况下也能可靠工作。DELTA的红外 传感器TS2006可用于活套控制.热帯材或热板材的对中控制以及在其它很广的应用中提供位宜信息。
IS09002
红外检测-商灵敏度250 °C或400 C
使用维护简爪.方便
具有自监测和报警功能
ROTA-SONDE TS 2006 一 特点
TS 2006检测位于其视场范用内的换I:件(钢,料 合金及玻璃等)的位置并输出与工件在视场中的角度 位迓成正比的信号。
ROTA-SO ROTA-SONDE NDE TS 2006是扫描方式I:作的测址用传感器,它对温度商干250 °C (480 T) 的热工件的红外辐射敏感。
主要特点:
・商灵敏度:400乜/750乐或250°C/480 °F
・红外光谱:1至3 pm
・由自监测功能实现数字式控制
・无需光学调整
•使用维护方便
•专为钢铁匸业恶劣的匸作环境设讣,光电子电路放貝于重型外壳中(IP66)
・设有空气吹扫装宜和水冷却系统
・提供连接器和帯有不锈钢辫型编织保护层的电缆
ROTA-SONDE TS 2006 一 应用
典型应用
热钢板的对中控制和纠偏控制
红外线边缘传感器FR50
边缘纠偏传感器FR50是以反射原理工作的。发射机产生一束波长为880nm的平行红外线.这束红外线被 对而整齐排列的CCD元件所接收。一个处理器评估这些信号并发送出估汁好的实际位迓到CAN总线。 传感器在+MOmm的测量范闌内以0.02亳米的准确度确定出纸边位宜。光学设备只是接收平行光束从而 排除了位宜偏差导致的商度起伏。
一个位向控制器监控镜头扫描污渍并反应适十的污渍信息到控制器。
传感器应用与军爭上——军用遥感技术
遥感从字面上说就是从远处感觉爭物C严格一点的总义上定义为:远远地去感觉某一定对象的技术。广义 地讲.遥感是不直接接触地收集关于某一定对彖的某种或某些特定的信息,从而了解这个对象的性质。
很早以前.人们就希望从空中來观察地球.、彳时人们使用的是普通的照相机,后來开展成为专门的航空照 相机。航空摄影的技术在世界大战期间获得了长足的开展,基于这种照片的识别技术也得到了提商。随若 飞行器技术的提拓.尤其是火箭和卫星的出现,遥感技术获得了一个全新的平台C现在,遥感技术也日新 〃异.成为在国民经济建立中不可取少的一种重婆技术,尤其在军爭方面的应用也很广泛。遥感中收集到 的信息,就是物体发射或者被它反射的电磁波。这些电磁波包括近紫外、红外线、可见光、微波等。收集 电磁波信息的装迓叫做传感湍。装载传感湍的地方.称为平台。遥感就是用装在平台上的传感器來收集(测 定)由对象辐射或(和)反射來的电磁波.再通过对这些数据进展分析和处理.获得对線信息的技术。遥 感技术的迅速开展.一个重要的因素是它应用于我们所生活的环境C人们越來越需要深刻地J'解我们的地 球,了解它的资源.了解他的变化.以便合理安排生产和生活活动。
遥感主要原理
注:传感辭装载在平台上
遥感中可以使用可见光和近红外区的电磁波进展遥感.这是利用r对象的反射特性,这种方式是航空摄影 开展而來的结果.也是报为广泛应用的一种.在丿J球上观察地球就是这样的。另外有两类技术也在遥感中 大显身于・。其一是使用热红外和热成像技术.主要是利用了物体的辐射特性。热成像是与远距离测址地球 外表特征的温度有关的遥感分支。它所研究的问题小到可以探测一间屋子的热能虽泄漏.大到可以研究地 球外表的洋流。因为温度实质是地球环境中一切物理.化学和生物过程的重要控制I大I素之一。因此•温度 数据在经营管理地球资源的活动中必然占有极其重要的地位。其二是利用微波遥感器进展遥感。微波遥感 分为被动式和主动式°主动式的微波遥感器主要是侧视雷达。它是在50年代为军爭侦察目的而开展的。它 目前的重要应用主婆在于快速収得大片有云地区的地血资源情报数据。被动式微波遥感器感受的是它们视 场内的自然可利用的微波能虽.其工作方式和热辐射汁或热扫描仪非常相似.但是能够承受到的信号也比 热红外区微弱得多•同时信号所伴随的噪声也大得女。因此这种信号的判释问题也要比其他各种遥感器困 难得女
C但和侧视宙达一样也有全天候的特性。依靠选择适合的匸作波长.可以用它或者穿透大气,或者 观察大气。通常來说.微波遥感用在大气的各项数据的测虽上,在海洋学.油污探测、融雪测定等方而都 有应用。
遥感在军事科学上的应用是显然的•因为可以远距离地观察目标.而且可以获得相对宏观的分析数据。在 军爭上,遥感的用途大致有:首先是对目标国家和地区的资源状况的监视。通过有效地监视资源及其变化. 可以帮助确定战略的目标。其次,监视对方军爭部署和大规模的军爭移动。许女军爭部署的位宜信息可以 通过商精度的卫星遥感获得.大规模的军爭移动也容易在遥感器上留下痕迹.这些都对干对应国家采取相 应的措施提供J'快速而有效的信息。其次,在具休的作战、“I中.遥感可以帮助分析局部的地形.资源状况. 从而帮助己方进展战术行动的方案判断。幹种军用卫星的发射,也为全方位地监视目标提供了根底。现代 战争作为数字化的战争,信息在战争中是至关重耍的,遥感作为一项能够大范吊1、岛精度、快速获得信息 的技术,必然能够在未來的战争中获得更多的应用。
可见.传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越來越重婆的作用。人类社会对传感湍 提出的越來越商的耍求是传感器技术开展的强大动力。而现代科学技术突飞猛进那么提供了坚强的后盾。 二十一世纪,人们一方血通过提高与改善传感器的技术性能:一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及 新功能來改善传感器性能,制造出更女的传感器.而红外线传感器作为其中的一局部也必将得到更大的开 展.