原理
(1)待測目標
根據待測目標的紅外(wài)輻射特性可進行紅外係統的設定。
(2)大氣(qì)衰減
待測目標的紅外輻射通過地球大(dà)氣層時,由於氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收(shōu),將使得紅外源發出(chū)的紅外輻射發(fā)生衰減。
(3)光學接收器
它(tā)接收目標的(de)部分紅(hóng)外(wài)輻射並傳輸給紅外傳(chuán)感器。相當(dāng)於雷達天線,常用是物(wù)鏡。
(4)輻射調製器
對來自待(dài)測目標的輻射調製成交變的輻射光,提供(gòng)目標(biāo)方位信息,並可(kě)濾除大麵積的幹擾信號。又稱調製盤和斬波器,它具有多種結構。
(5)紅外探(tàn)測器
這是紅外係統的核心。它(tā)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(de)傳感(gǎn)器,多數情(qíng)況(kuàng)下是利用這種相互作用所(suǒ)呈現出的電學效應。此類探測器可(kě)分為光子(zǐ)探測(cè)器和熱敏感探測器兩大類型。
(6)探測器製冷器
由於某些探測器必須要在低溫下工作,所以相應的係統必須有製冷設備。經過製冷,設備可以縮短響應時間,提高探測靈敏度。
(7)信號處理係統
將(jiāng)探測的信(xìn)號進(jìn)行放大、濾波,並從這些信號中提取出信(xìn)息。然後將此類信息轉化成為所需要的格式,最後輸送到控製(zhì)設備或者顯示器中。
(8)顯示設備
這是紅外設備(bèi)的終端設備。常用的顯示器有示波器、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。
依照上麵的(de)流程,紅外係統就可以完(wán)成相應(yīng)的物理量的測量。紅外係統的核心(xīn)是紅外探測器,按(àn)照探測的機(jī)理的不同,可以分為熱探測器和光(guāng)子探測器兩大類。下麵以熱探測器為例子來分(fèn)析探測器的原理。
熱探測器是利(lì)用輻射熱(rè)效應,使探測(cè)元件接(jiē)收到輻(fú)射能後引起溫度升(shēng)高,進而使探測(cè)器中依(yī)賴於溫度的性(xìng)能發生變化。檢測其中(zhōng)某一性能的變化,便可探測出輻射。多數情況下是通過熱電變化來探測(cè)輻射的。當元件接收輻射,引(yǐn)起非電(diàn)量的物(wù)理變(biàn)化時,可以(yǐ)通過適(shì)當的變換後測量(liàng)相應的電量變化。
圖上所示為歐姆(mǔ)龍公司生產的漫反射式和對射(shè)式光電(diàn)傳感器,這兩種傳感器主要用於事件(jiàn)檢測和物(wù)體定位。圖(tú)中的紅燈和綠(lǜ)燈表(biǎo)示傳感器的狀態。
紅外傳感器已經(jīng)在現代化的生產實踐中發揮著它的巨大作用,隨著探測設備和其他部分的技術的提高(gāo),紅外傳感器能夠擁有更多的性能(néng)和更好的靈敏度。