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红外传感器

/infrared sensor/
条目作者方圣辉

方圣辉

最后更新 2022-01-20
浏览 329
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利用红外辐射进行测量的传感器。

英文名称
infrared sensor
所属学科
信息与通信工程

红外辐射(红外线)是一种人眼看不见的光线,波长范围在0.76~100微米。红外技术中,一般将红外辐射分为4个区域:波长0.76~3微米为近红外区;波长3~6微米为中红外区;波长6~20微米为中远红外区;波长20~100微米为远红外区。

任何温度高于热力学0K(-273.15℃)的物体都会辐射红外线。红外传感器是红外探测系统的核心,它的性能好坏,将直接影响系统性能的优劣。选择合适的、性能良好的红外传感器,对于红外探测系统是十分重要的。

红外传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路及显示单元等部分组成。红外传感器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外辐射的。红外探测的种类很多,按探测机理的不同,分为红外光子传感器和红外热传感器两大类。①红外光子传感器。它的工作原理是基于光电效应。其主要特点是灵敏度高,响应速度快,响应频率高。但红外光子传感器一般需在低温下才能工作,故需要配备液氦和液氮制冷设备。此外,红外光子传感器有确定的响应波长范围,探测波段较窄。②红外热传感器。它的工作原理是基于辐射热效应。探测器件接收辐射能后引起温度升高,再由接触型测温元件测量温度改变量,从而输出电信号。与红外光子传感器相比,红外热传感器的探测率比红外光子传感器的峰值探测率低,响应速度也慢得多。但红外热传感器光谱响应宽而且平坦,响应范围可扩展到整个红外区域,并且在常温下就能工作,使用方便,应用广泛。

红外传感器的优点有:①环境适应性好,在夜间和恶劣气象条件下的工作能力优于可见光;②被动式工作,隐蔽性好,不易被干扰;③靠目标和背景之间各部分的温度和发射率形成的红外辐射差进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;④红外系统的体积小、质量轻、功耗低。

红外传感器在军事领域和民用工程上都得到了广泛应用。在军事领域的应用主要包括:侦查、搜索和预警;探测和跟踪;全天候前视和夜视;武器瞄准;红外制导导弹;红外成像相机;水下探潜、探雷技术。在民用工程领域的应用主要包括:气象预报、地貌学、环境监测和遥感资源调查等;地下矿井测温和测气;电力、消防、石化和医疗等。

  • 梅安新,彭望琭,秦其明,等.遥感导论.北京:高等教育出版社,2001.
  • 王国宏,毛士艺,何友.红外传感器目标跟踪算法.火力与指挥控制,2001,26(2):5-9.

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