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紅外線傳感器工作原理

畢業(yè)設計用的: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-06-19

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人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光光波長更短的光叫紫外線，比紅光波長更長的光叫紅外線最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件，紅外傳感器就是其中的一種。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，紅外線傳感器的應用已經(jīng)非常廣泛，下面結(jié)合幾個實例，簡單介紹一下紅外線傳感器的應用。人體熱釋電紅外傳感器和應用介紹被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：一般人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10UM左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，電后續(xù)電路經(jīng)檢驗處理后即可產(chǎn)生報警信號。 1)這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。 2)為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲尼爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。 3)被動紅外探頭，其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。 4)一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號處理而報警。 5)菲尼爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場，視場越多，控制越嚴密。在電子防盜、人體探測器領域中，被動式熱釋電紅外探測器的應用非常廣泛，因其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。紅外線遙控鼠標器中的傳感器在機械式鼠標器底部有一個露出一部分的塑膠小球,當鼠標器在操作桌面上移動時，小球隨之轉(zhuǎn)動，在鼠標器內(nèi)部裝有三個滾軸與小球接觸，其中有兩個分別是X軸方向和Y軸方向滾軸，用來分別測量X軸方向和Y軸方向的移動量，另一個是空軸，僅起支撐作用。拖動鼠標器時，由于小球帶動三個滾軸轉(zhuǎn)動，X軸方向和Y軸方向滾軸又各帶動一個轉(zhuǎn)軸（稱為譯碼輪）轉(zhuǎn)動。譯碼輪(見圖1)的兩側(cè)分別裝有紅外發(fā)光二極管和光敏傳感器，組成光電耦合器。光敏傳感器內(nèi)部沿垂直方向排列有兩個光敏晶體管A和B，如圖2所示。由于譯碼輪有間隙，故當譯碼輪轉(zhuǎn)動時，紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線時而照在光敏傳感器上，時而被阻斷，從而使光敏傳感器輸出脈沖信號。光敏晶體管A和B被安放的位置使得其光照和阻斷的時間有差異，從而產(chǎn)生的脈沖A和脈沖B有一定的相位差，利用這種方法，就能測出鼠標器的拖動方向照相機中的紅外線傳感器――夜視功能紅外夜視，就是在夜視狀態(tài)下，數(shù)碼攝像機會發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照亮被拍攝的物體，關掉紅外濾光鏡，不再阻擋紅外線進入CCD，紅外線經(jīng)物體反射后進入鏡頭進行成像，這時我們所看到的是由紅外線反射所成的影像，而不是可見光反射所成的影像，即此時可拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的影像。索尼數(shù)碼攝像機首創(chuàng)了紅外線夜視攝影功能，能夠在全黑環(huán)境下進行拍攝，甚至連肉眼也不能分辨清楚的物體，現(xiàn)在也可以清晰地拍攝下來。這種夜視的特點是可以在完全沒有光線的條件下進行拍攝，但由于采用的是紅外攝影，無法進行彩色的還原，所以拍攝出來的畫面是單色的，影像會變綠。不久之后，索尼又推出了擁有超級紅外線夜視攝功能的數(shù)碼攝像機，紅外線功能的慢速快門為2段選擇，超級紅外線夜攝功能的慢速快門為自動調(diào)節(jié)，可以獲得更好的影像效果。舉一個大家都見過的例子，在美國空襲伊拉克時，伊拉克首都大部分地區(qū)都處于停電狀態(tài)，這時除了防空曳光彈和導彈爆炸引起的火光以外就只有月光或星光照明了，能見度極差。我們在電視新聞上看到的從現(xiàn)場傳回來的錄像片的畫面都呈現(xiàn)綠色，說明電視記者在拍攝時使用了紅外線夜視儀，導致影像是綠色的，如果不使用紅外攝像技術(shù)，那么我們從電視畫面上將只能聽到聲音，而看不到任何影響了。需要注意的：因為紅外線夜視攝影儀的前提是數(shù)碼攝像機能發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照亮被拍攝的物體，所以說它的: 回答者：網(wǎng)友

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