紅外探測器,英文名稱為Infrared Detector,其核心功能在于將不可見的紅外輻射轉變為可測量的電信號。紅外輻射,作為電磁波的一種,其波長位于可見光與微波之間,超出了人眼的可見范圍。為了檢測和量化這種輻射,紅外探測器利用了多種物理效應,其中最為關鍵的是紅外熱效應和光電效應。這些效應的輸出大多為電量形式,或者可以方便地轉換為電量,從而實現了對紅外輻射的間接測量。
紅外探測器根據工作原理、工作方式、探測范圍以及波長響應范圍等多個維度進行分類。
一、按工作原理分類
1.熱探測器:利用紅外線輻射產生的熱效應進行探測。紅外光輻射將能量轉化為溫度變化,再利用熱電偶、熱敏電阻或熱釋電等材料將溫度變化轉換為電壓信號。
2.光子探測器:利用紅外線光子與物質相互作用產生的光電效應進行探測。這類探測器包括內光電探測器和外光電探測器,如光敏電阻、光敏晶體管、光電池等。它們通常使用某些半導體材料,在紅外輻射的照射下產生光電子效應,使材料的電學性質發生變化。
二、按工作方式分類
1.主動式紅外探測器:主動發射紅外線并接收反射回來的紅外線,通過測量反射回來的紅外線來判斷目標物體的存在和位置。通常由紅外發射器和紅外接收器組成,當發射器與接收器之間沒有遮擋物時,探測器不會報警;有物體遮擋時,接收器輸出信號發生變化,探測器報警。
2.被動式紅外探測器:只接收目標物體自身發射的紅外線,不發射紅外線。它通過探測目標物體與背景的紅外線差異來判斷目標。這類探測器適用于探測人體等具有紅外輻射的物體。
三、按探測范圍分類
1.點控紅外探測器:探測范圍較小,主要集中在某一點。當這個警戒點的警戒狀態被破壞時,即發出報警信號。
2.線控紅外探測器:探測范圍呈線形,可以探測一條線上的目標。當警戒線上出現危險情況時,發出報警信號。
3.面控紅外探測器:探測范圍是一個區域,可以探測到該區域內的所有目標。當警戒面上出現危害時,發出報警信號。
空間防范紅外探測器:探測范圍更廣泛,可以探測三維空間內的目標。當警戒空間內的任意處出現入侵危害時,發出報警信號。
四、按波長響應范圍分類
1.短波紅外探測器:工作波長范圍為1.0-3.0μm。
2.中波紅外探測器:工作波長范圍在3.0-5.0μm之間。
3.長波紅外探測器:工作波長范圍在8.0-14μm之間。
綜上所述,紅外探測器的分類方式多種多樣,涵蓋了工作原理、工作方式、探測范圍和波長響應范圍等多個方面。在實際應用中,需要根據具體的使用場景和安全防范要求來選擇合適的紅外探測器類型。
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