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紅外線傳感器工作原理

畢業(yè)設(shè)計(jì)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(lán)、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(xué)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，紅外線傳感器的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，下面結(jié)合幾個實(shí)例，簡單介紹一下紅外線傳感器的應(yīng)用。人體熱釋電紅外傳感器和應(yīng)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(jìn)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(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)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(yàn)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(biāo)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(yīng)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(yīng)距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場，視場越多，控制越嚴(yán)密。在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器的應(yīng)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(biāo)器中的傳感器在機(jī)械式鼠標(biāo)器底部有一個露出一部分的塑膠小球,當(dāng)鼠標(biāo)器在操作桌面上移動時，小球隨之轉(zhuǎn)動，在鼠標(biāo)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(biāo)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(dāng)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(biāo)器的拖動方向照相機(jī)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(jī)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(guān)掉紅外濾光鏡，不再阻擋紅外線進(jìn)入CCD，紅外線經(jīng)物體反射后進(jìn)入鏡頭進(jìn)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(jī)首創(chuàng)了紅外線夜視攝影功能，能夠在全黑環(huán)境下進(jìn)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(diǎn)是可以在完全沒有光線的條件下進(jìn)行拍攝，但由于采用的是紅外攝影，無法進(jìn)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(jī)，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(dǎo)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(dǎo)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?yàn)榧t外線夜視攝影儀的前提是數(shù)碼攝像機(jī)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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