紅外線傳感器

紅外線傳感器|熱型紅外線傳感器|量子型紅外線傳感器

紅外線傳感器特別是利用遠(yuǎn)紅外線范圍的感度做為人體檢出用，紅外線的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)而比電波短。紅外線讓人覺(jué)得只由熱的物體放射出來(lái)，可是事實(shí)上不是如此，凡是存在于自然界的物體，如人類、火、冰等等全部都會(huì)射出紅外線，只是其波長(zhǎng)因其物體的溫度而有差異而已。人體的體溫約為36～37°C，所放射出峰值為9～10μm的遠(yuǎn)紅外線，另外加熱至400～700°C的物體，可放射出峰值為3～5μm 的中間紅外線。

紅外線傳感器分類
紅外線傳感器依動(dòng)作可分為熱型和量子型。
(1) 將紅外線一部份變換為熱，藉熱取出電阻值變化及電動(dòng)勢(shì)等輸出信號(hào)之熱型。
(2) 利用半導(dǎo)體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN 接合之光電動(dòng)勢(shì)效果的量子型。
熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應(yīng)，其中最具代表性者有測(cè)輻射熱器 (Thermal Bolometer)，熱電堆(Thermopile)及熱電(Pyroelectric)元件。
熱型的優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：可常溫動(dòng)作下操作，波長(zhǎng)依存性(波長(zhǎng)不同感度有很大之變化者)并不存在，造價(jià)便宜；
缺點(diǎn)：感度低、響應(yīng)慢(mS之譜)。
量子型的優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：感度高、響應(yīng)快速(μS 之譜)；
缺點(diǎn)：必須冷卻(液體氮?dú)? 、有波長(zhǎng)依存性、價(jià)格偏高；

紅外線傳感器利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。
紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光電檢測(cè)元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。
紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量，氣體成分分析和無(wú)損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療（見熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳感器可檢測(cè)飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過(guò)熱情況等。
具有紅外傳感器的望遠(yuǎn)鏡可用于軍事行動(dòng)，林地戰(zhàn)探測(cè)密林中的敵人，城市戰(zhàn)中探測(cè)墻后面的敵人，以上均利用了紅外線傳感器測(cè)量人體表面溫度從而得知敵人所在地。

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