深度分析红外传感器的基本定义、原理以及基本定律

2019-12-24 22:57:10 利汇自动化 131

  在科技高速发展的今天,自动检测跟自动控制在人们的生活以及工业控制领域中所占据的比例越来越大,让我们的生活越来越方便,工业生产的效能也变得越来越高,但是传感器是自动控制中非常重要的部件,其是信息采集系统的重要零部件,通过传感器将感受或者响应的被测量转换成适合输出的信号,在使用计算机或者电路设备对传感器输出的信号进行处理,以达到自动控制的功能,因为传感器的相应时间都比较短促,所以,能够通过计算机系统对工业生产进行实时的控制;


  红外传感器是传感器中非常常见的一种,因为红外传感器是检测红外辐射的一种传感器,但是自然界中任何物体只要其稳定高于绝对零度都将对外发射红外能量,所以,红外传感器也是比较实用的一种传感器,利用红外传感器能够设计出很多实用的传感器模块,比如红外测温仪以及红外成像仪、自动门控制系统以及红外人体人体探测报警器等;

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  一、红外传感器的定义:

  红外传感器是使用红外线的物理性质来进行测量的传感器,红外线也被称之为红外光,其具备反射、散射、折射、干涉、吸收等特质,其是一种不可见的光,光谱位于可见光中红色意外,所以被称之为红外线;

  工程上将红外线占据在电磁波谱中的位置分为:极远红外、远红外、中红外、近红外四个波段,任何物质,只要其本身具备一定的温度都能够辐射红外线;


  二、红外线的基础原理:

  首先了解一下红外光,红外光是太阳光谱的一部分,红外光的特点便是具备光热的效应,辐射热量,其是光谱中最大的光热效应区,红外光是一种不可见光,跟所有的电磁波相同,具备了折射、反射、吸收以及干涉的特质,红外光在真空中的传播速度约为300000Km/s,红外光在介质中的传播会产生衰减,尤其是在金属传播中,衰减很大,但是红外辐射能够通过大部分半导体跟一些塑料,大部分液体对红外辐射吸收非常之大;

  不同的气体对其吸收的程度也不一样,大气层对于不同波长的红外光存在着不同的吸收带,研究发现,对于波长为1~5μm、8~14μm区域的红外光具备比较大的“透明度”,也就是说,这些波长的红外光能够较好的穿透大气层,自然界中的任何物体,只要其温度在绝对温度以上,都能够产生红外光辐射、红外光的光热效应对于不同的物体是不一样的,热能的强度也不一样。比方说,镜体、黑体、透明体以及灰体都讲产生不同的光热效应;

  严格的讲,自然界中其实并不存在着黑体、透明体跟镜体,但是绝大部分物体都是属于灰体,以上的这些特性就是将红外光辐射技术应用于卫星遥感遥测、红外跟踪等军事和科研项目的重要理论依据;红外辐射的物体本质是热辐射值,物体的温度越高,辐射出来的红外线也就越多,红外辐射的能量也就越强。研究表明,太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光刀红色光都是逐步增加的,并且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围之内,所以,人们也将红外辐射称之为热辐射或者是热涉嫌;


  三、红外辐射的基本定律:

  1、维恩位移定律:随着温度的升高,辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。

  2、玻耳兹曼定律:即黑体总辐射通量随温度的增加而迅速增加,它与温度的四次方成正比。因此,温度的微小变化,就会引起辐射通量密度很大的变化。是红外装置测定温度的理论基础。

  3、基尔霍夫定律:在一定温度下,地物单位面积上的辐射通量W和吸收率之比,对于任何物体都是一个常数,并等于该温度下同面积黑体辐射通量W。在给定的温度下,物体的发射率=吸收率(同一波段);吸收率越大,发射率也越大。

  地物的热辐射强度与温度的四次方成正比,所以,地物微小的温度差异就会引起红外辐射能量的明显变化。这种特征构成了红外遥感的理论基础。

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  通过上述的分析,您是不是已经对红外传感器已经非常熟知,利汇自动化科技上海有限公司专注于红外传感器的研制与生产销售,若您有相关的产品需求,欢迎您致电利汇,我们将为您提供完善的产品解决方案及技术支持。

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