紅外傳感器工作原理

　　先來說紅外傳感器背后的物理學由三個定律決定：

　　普朗克輻射定律：溫度T不等于0 K的每個物體都會發射輻射；

　　Stephan Boltzmann定律：黑體在所有波長發射的總能量與絕對溫度有關；

　　Wein的位移定律：不同溫度的物體發出的光譜在不同波長處達到峰值；

　　所有溫度大于絕對零度（0開爾文）的物體都具有熱能，因此是紅外輻射源。

　　紅外傳感器工作原理流程：

　　（1 ）待側目標。根據待側目標的紅外輻射特性可進行紅外系統的設定。

　　（2 ）大氣衰減。待測目標的紅外輻射通過地球大氣層時，由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收，將使得紅外源發出的紅外輻射發生衰減。

　　（3 ）光學接收器。它接收目標的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當于雷達天線，常用是物鏡。

　　（4 ）輻射調制器。對來自待測目標的輻射調制成交變的輻射光，提供目標方位信息，并可濾除大面積的干擾信號。又稱調制盤和斬波器，它具有多種結構。

　　（5 ）紅外探測器。這是紅外系統的核心。它是利用紅外輻射與物質相互作用所呈現出來的物理效應探測紅外輻射的傳感器，多數情況下是利用這種相互作用所呈現出來的電學效應。此類探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類型。

　　（6 ）探測器制冷器。由于某些探測器必須要在低溫下工作，所以相應的系統必須有制冷設備。經過制冷，設備可以縮短響應時間，提高探測靈敏度。

　　（7 ）信號處理系統。將探測的信號進行放大、濾波，并從這些信號中提取出信息。然后將此類信息轉化成為所需要的格式，最后輸送到控制設備或者顯示器中。

　　（8 ）顯示設備。這是紅外設備的終端設備。常用的顯示器有示波器、顯象管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。

　　依照上面的流程，紅外系統就可以完成相應的物理量的測量。

　　紅外傳感器的種類

　　紅外線是一種人類肉眼看不見的光，所以，它具有光的一切光線的所有特性。但同時，紅外線還有一種還具有非常顯著的熱效應。所有高于絕對零度即-273℃的物質都可以產生紅外線。

　　根據發出方式不同，紅外傳感器可分為主動式和被動式兩種。

　　主動紅外傳感器的發射機發出一束經調制的紅外光束，被紅外接收機接收，從而形成一條紅外光束組成的警戒線。當遇到樹葉、雨、小動物、雪、沙塵、霧遮擋則不應報警，人或相當體積的物品遮擋將發生報警。

　　被動紅外傳感器是靠探測人體發射的紅外線來進行工作的。傳感器器收集外界的紅外輻射進而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發出變化時就會向外釋放電荷，檢測處理后產生報警。

　　紅外傳感器的應用

　　1、 在醫學上的應用

　　采用紅外線傳感器遠距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發現溫度異常的部位，及時對疾病進行診斷治療；例：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射的10UM左右的紅外線而進行工作的。

　　2、在空間技術上的應用

　　利用人造衛星上的紅外線傳感器對地球云層進行監視，可實現大范圍的天氣預報；采用紅外線傳感器可檢測飛機上正在運行的發動機 的過熱情況等。

　　3、在軍事上的應用

　　遙感就是用裝在平臺上的傳感器來收集（測定）由對象輻射或（和）反射來的電磁波，再通過對這些數據進行分析和處理，獲得對象信息的技術。遙感中可以使用可見光和近紅外區的電磁波進行遙感，不僅如此，另外有兩類技術也在遙感中大顯身手。其一是使用熱紅外和熱成像技術，主要是利用了物體的輻射特性。其二是利用微波遙感器進行遙感。微波遙感分為被動式和主動式。主動式的微波遙感器主要是側視雷達。

　　遙感在軍事科學上的應用是顯然的，因為可以遠距離地觀察目標，而且可以獲得相對宏觀的分析數據。在軍事上，遙感的用途大致有：首先是對目標國家和地區的資源狀況的監視。通過有效地監視資源及其變化，可以幫助確定戰略的目標。其次，監視對方軍事部署和大規模的軍事移動。許多軍事部署的位置信息可以通過高精度的衛星遙感獲得，大規模的軍事移動也容易在遙感器上留下痕跡，這些都對于對應國家采取相應的措施提供了快速而有效的信息。其次，在具體的作戰當中，遙感可以幫助分析局部的地形、資源狀況，從而幫助己方進行戰術行動的方案判斷。各種軍用衛星的發射，也為全方位地監視目標提供了基礎。現代戰爭作為數字化的戰爭，信息在戰爭中是至關重要的，遙感作為一項能夠大范圍、高精度、快速獲得信息的技術，必然能夠在未來的戰爭中獲得更多的應用。

　　4、環境工程上的應用

　　微波遙感用在大氣的各項數據的測量上，在海洋學、油污探測、融雪測定等方面都有應用。