紅外探頭工作原理,紅外線攝像頭工作原理

2022-02-15 04:41:03 字數 4800 閱讀 6347

1樓:匿名使用者

在外面,就憑我的概念說了。

攝像頭都要感光的,而紅外攝像頭感光就是紅外線,在某個波段範圍內,比如800nm-1100nm。如果從光譜來講,和普通攝像頭感可見光原理類似。

當然,還分近紅外,遠紅外。

應用更廣了,之前接手的n多專案都用到紅外感光提取目標識別處理等等。

希望對你有用。

過些天在我的baidu空間裡,會寫相應的一篇文章,之前被很多事耽擱下了,這次下決心要寫個技術總結了。

紅外線感測器的工作原理

2樓:匿名使用者

紅外線感測器原理 紅外線感測器依動作可分為:

(1) 將紅外線一部份變換為熱,藉熱取出電阻值變化及電動勢等輸出訊號之熱型。

(2) 利用半導體遷徙現象吸收能量差之光電效果及利用因pn 接合之光電動勢效果的量子型。

熱型的現象俗稱為焦熱效應,其中最具代表性者有測輻射熱器 (thermal bolometer),熱電堆(thermopile)及熱電(pyroelectric)元件。熱型及量子型的一般特徵如表1 所示,在此僅就熱型之熱電型紅外線感測器加以說明。 優點 缺點 熱型 常溫動作 波長依存性(波長不同 感度有很大之變化者) 並不存在 便宜 感度低 響應慢(ms 之譜) 量子型 感度 高 響應快速(μs 之譜) 必須冷卻(液體氮氣) 有波長依存性 **偏高 表1 紅外線熱型、量子型比較此感測器特別是利用遠紅外線範圍的感度做為人體檢出用,如圖1所示紅外線的波長比可見光長而比電波短。

紅外線讓人覺得只由熱的物體放射出來,可是事實上不是如此,凡是存在於自然界的物體,如人類、火、冰等等全部都會射出紅外線,只是其波長因其物體的溫度而有差異而已。例如圖1 中,人體的體溫約為36~37℃,所放射出峰值為9~10μm的遠紅外線,另外加熱至400~700℃的物 體,可放射出峰值為3~5μm 的中間紅外線。

圖1 溫度不同紅外線波長的差異

紅外線感測 器系可以檢出這些物體所發射之各種紅外線(溫度)的感知器。

特徵熱電型紅外線感測器系利用熱電效果,其材料則使用強介質陶 瓷體 (dielectric ceramic),鉭酸鋰(litao3)等單結晶及pvdf 等有機材料,

熱電型紅外線感測器具有下列幾項特 徵:

(1) 由於系檢知從物體放射出出來的紅外線,所以不必直接接觸就能夠感知物體表面的溫度,故人體檢知以及移動中物體的溫度當然均能以非接觸之方式測得。

(2) 熱電型紅外線感測器系接受檢知物件物所發出的紅外線,因此是被動型[請參照圖2(a)],由於不是圖(b)所示的主動型,所以並不需要校對投光器、受光器 之光軸等煩瑣的作業。

(a)被動 型 (b)主動型

圖 2人體檢知的方法(3) 熱電效果系溫度變化而產生的,這將在稍後說明之,因此只接受因溫度變化之能量(energy),而熱電型紅外線感測器將電壓微分而輸出之。

原 理首先介紹熱電效果,如圖3 所示,感知元件系使用pzt(鈦酸鋯酸鉛系陶瓷體)強介質陶瓷體,在感知元件施加高壓電(3kv~5kv/mm)

而 分極之,藉這種方法,元件表面顯現的正負電荷會和空氣中相反之電荷結合而呈電氣中和狀,如圖2-24 所示。當元件的表面溫度變化時,

感知元件 分極的大小會隨著溫度變化而變化,因此穩定時之電荷中和狀態就崩潰,而感知元件表面電荷與吸著雜散電荷的緩和時間不同,所以會形成電氣上的不平衡,而產生沒有配對的電荷,如圖3(b)所示。

像這種因溫度變化而產生電荷的現象稱為熱電效果,設若產生之電荷為δθ,溫度變化為δt,則 δθ/δt=λ(庫侖/℃),就是熱電

係數。實際上的感測器到底是如何利用熱電效果呢?請參考感測器內部構造及本文之解說,圖4 所示系熱電型紅外線感測器的構造。

(a)穩定時 (t)k (b)溫度剛變化之後(t+δt)k

圖3熱電型紅外線感測器的原理

圖4 熱電型紅外線感測器的內部構造

(1) 各種波長的紅外線射入感測器。

(2) 元件頂端之入射窗以濾光鏡(filter)覆蓋著,只讓必要的紅外線通過,而將不要的紅外線隔絕。

(3) 位於感知元件表面的熱吸收膜會將紅外線變換成熱。

(4) 感知元件的表面溫度上升,因熱電效果之故,就產生表面電荷。

(5) 產生的表面電荷以fet 放大且變換阻抗。

(6) 從漏極(drain)供給fet 動作所需的電壓。

(7) 放大後的電氣訊號會於外部所接的源極 ─ 地端之電阻上顯現出來,而與偏壓重迭之後取出。 應 用:

(1) 可作為入侵警報器(intrusion detector)。

(2) 移動偵測器(motion sensing)。

(3) 自動照明(automatic light control)。

(4) 自動門控制(automatic door control)。特 性: 項 目 最小典型 最 大單位 測試條件 檢驗型式 雙元件型 響 應 2300 2800 3300 v/w 8~14μm/1hz 噪 音 25℃/.

3~10hz 飄移電壓 0.2 0.6 1.

5 v rs=47kω 輸出阻抗 10 kω 操作溫度 -40~70 ℃ δt<5℃/min 操作電壓 3 15 v 直流 操作電流 4 20 50 μa 使 用注意

(1) 使用聚熱元件時如cmos等,應防止靜電感應破壞元件。

(2) 避免使用於溫度改善在3℃/分(3℃/minute)以上之場所。

(3) 僅量避免手指接觸感測器之偵測壁,必要時可用棉花沾酒精擦拭。應 用電路:人體焦耳式體溫感測

焦耳式體溫感測器,由於靜電效應輸出阻抗很高,因此基板之一側連線一fet 作為阻抗匹配的電壓隨耦器,工作時需加直流於d極和s 極。

當人體接近感知器時,在源極(s)端感應一脈衝訊號,送至運算放大器做一正向放大 器。調整vr1mω,可改變輸出的放大倍數。

3樓:

拿下圖所示的一款紅外線感測器舉例,功能為檢測與障礙物之間的距離是否達到設定的閾值:

紅外線靠近檢測感測器模組

障礙物距離較遠時,感測器模組上的led燈熄滅,並對外輸出相應電平訊號,見下圖:

障礙物距離較近時,感測器模組上的led燈亮起,並對外輸出相應電平訊號,見下圖:

詳細分析可參考文章《紅外線靠近檢測電路》。

4樓:匿名使用者

利用紅外線的物理性質來進行測量的感測器。紅外線又稱紅外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質。任何物質,只要它本身具有一定的溫度(高於絕對零度),都能輻射紅外線。

紅外線感測器測量時不與被測物體直接接觸,因而不存在摩擦,並且有靈敏度高,響應快等優點。

紅外線感測器包括光學系統、檢測元件和轉換電路。光學系統按結構不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。

熱敏元件應用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高,電阻發生變化,通過轉換電路變成電訊號輸出。光電檢測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、鍺及矽摻雜等材料製成。

紅外線感測器常用於無接觸溫度測量,氣體成分分析和無損探傷,在醫學、軍事、空間技術和環境工程等領域得到廣泛應用。例如採用紅外線感測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**(見熱像儀);利用人造衛星上的紅外線感測器對地球雲層進行監視,可實現大範圍的天氣預報;採用紅外線感測器可檢測飛機上正在執行的發動機 的過熱情況等。

紅外探測器的工作原理是怎樣的

5樓:光惜玉

你好1、紅外探測器是一種紅外線光束遮擋型報警器,發射機中的紅外發光二極體在電源的激發下,發出一束經過調製的紅外光束(此光束的波長約在0.8~0.95微米之間),經過光學系統的作用變成平行光發射出去。

此光束被接收機接收,由接收機中的紅外光電感測器把光訊號轉換成訊號,經過電路處理後傳給報警控制器。由發射機發射出的紅外線經過防範區到達接收機,構成了一條警戒線。正常情況下,接收機收到的是一個穩定的光訊號,當有人入侵該警戒線時,紅外光束被遮擋,接收機收到的紅外訊號發生變化,提取這一變化,經放大和適當處理,控制器發出的報警訊號。

2、紅外探測器:採用主動紅外方式,以達到安保報警功能的探測器。紅外探測器由紅外發射機、紅外接收機和報警控制器組成。

分別置於收、發端的光學系統一般採用的是光學透鏡,起到將紅外光束聚焦成較細的平行光束的作用,以使紅外光的能量能夠集中傳送。紅外光在人眼看不見的光譜範圍,有人經過這條無形的封鎖線,必然全部或部分遮擋紅外光束。接收端輸出的電訊號的強度會因此產生變化,從而啟動報警控制器發出報警訊號。

3、主動式紅外探測器有光束之分,光束越多防範的面積越大。以發射機與接收機設定的位置不同分為對向型安裝方式和反射式安裝方式,反射型安裝方式的接收機不是 直接接收發射機發出的紅外光束,而是接收由反射鏡或適當的反射物(如石灰牆、門板表面光滑的油漆層)反射回的紅外光束。當反射面的位置與方向發生變化或紅 外發射光束和反射光束之一被阻擋,而使接收機無法接收到紅外反射光束時觸發報警。

紅外線探測器的工作原理 5

6樓:灰鶇視野

紅外線測溫儀的工作原理,它測得的體溫準確嗎?

7樓:匿名使用者

1、紅外線探測器的區分

紅外線探測器,分為主動紅外線探測器和被動紅外線探測器。通俗點講,他們的主要區別在於:主動紅外是由會發出紅外光線的一端和接收紅外線光的一端組成一套產品,正常工作時會由紅外元件發出紅外光線;而被動紅外線探測器是靠探測範圍內的紅外光線的一種探測產品,工作時本身不發出紅外光。

1、主動紅外線探測器的原理(被動的見推薦)由微控制器控制紅外發光元器件按照謀種頻率來發出紅外光線,由接收紅外光線的單元,接收紅外光線,當中間有物體遮擋紅外光線時,接收單元就會失去紅外光線,通過微控制器識別後發出報警資訊。

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