《紅外傳感器》ppt課件 (2)-文庫吧
2024-12-31 07:39 本頁面
【正文】 ，符號 ?單色比輻射率 ：在波長 ?處物體的輻射出射度與黑體的輻 射出射度之比 ，符號 ??第 16章 紅外傳感器 三、 紅外輻射源 根據(jù)輻射源幾何尺寸的大小，距探測器的遠近，分為點源和面源。 點源 將沒有充滿紅外光學(xué)系統(tǒng)瞬時視場的大面源叫做點源。 理想的點源被認為是沒有面積的幾何點 輻射強度 是點源在某一指定方向，單位立體角內(nèi)發(fā)射的輻射功率，即 J???? PJ第 16章 紅外傳感器 設(shè)點源的輻射強度為 ， 它與被照面上 處的圓面積 的距離為 ， 圓面積 的法線 與 的夾角為 ， 則 接收到的輻射功率為 J XdA ldAnl ?dA2c osldAJJddP ????第 16章 紅外傳感器 面源 ? 輻射強度為 ??????????????????????????? APAPNA ?? c osc osl i m2200? 面源單位面發(fā)射的輻射出射度為 ??? ? dNAdpM ?c os半球第 16章 紅外傳感器 ? 面源在與它相距 處的被照面上產(chǎn)生的輻照度為 l? ????????? ??? c osc osc os 2 NlANH—— 小面源的表面積； —— 面源表面法線 與 的夾角； —— 被照表面法線 與 的夾角； —— 小面源 對被照面所張的小立體角，且 A?? n l?? n? l???A?2c oslA ???? ??第 16章 紅外傳感器 漫輻射體 (也叫朗伯輻射體 ) 它的面輻射強度 N 是一個與方向無關(guān)的常量 ? ??? 半球 NdNM ??c os第 16章 紅外傳感器 紅外傳感器 一、紅外傳感器（也稱為紅外探測器）的定義 紅外傳感器是能將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電能的光敏器件，它是紅外探測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的性能好壞，將直接影響系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。 二、常見紅外傳感器 熱傳感器 熱傳感器是利用入射紅外輻射引起傳感器的溫度變化，進而使有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，通過測量有關(guān)物理參數(shù)的變化來確定紅外傳感器所吸收的紅外輻射。 第 16章 紅外傳感器 熱傳感器主要類型有：熱敏電阻型、熱電偶型、高萊氣動型和熱釋放電型四種。 ? 熱敏電阻型傳感器 熱敏電阻是由錳、鎳、鈷的氧化物混合后燒結(jié)而成的。 第 16章 紅外傳感器 當(dāng)紅外輻射照射在熱敏電阻上，其溫度升高，電阻值減小。測量熱敏電阻值變化的大小，即可得知入射的紅外輻射的強弱，從而可以判斷產(chǎn)生紅外射物體的溫度。 熱電偶是由熱電功率差別較大的兩種金屬材料構(gòu)成的。當(dāng)紅外輻射入射到這兩種金屬材料構(gòu)成的閉合回路的接點上時，該接點溫度升高。而另一個沒有被紅外輻射照的接點處于較低的溫度，此時回路中產(chǎn)生溫差電勢的大小，反映了接點吸收紅外輻射的強弱。 利用溫差電勢現(xiàn)象制成的紅外傳感器稱為熱電偶型紅外傳感器 ? 熱電偶型傳感器 第 16章 紅外傳感器 ? 高萊氣動型傳感器 高萊氣動型傳感器是利用氣體吸收紅外輻射后，溫度升高，體積增大的特性。來反映紅外輻射的強弱。 結(jié)構(gòu)原理圖 第 16章 紅外傳感器 它有一個氣室，以一個小管道與一塊柔性薄片相連。薄片的背向管道一面是反射鏡。氣室的前面附有吸收的膜，它是低熱容量的薄膜。紅外輻射通過窗口入射到吸收膜上，吸收膜將吸收的熱能傳給氣體，使氣體溫度升高，氣壓增大，從而使柔鏡移動。 第 16章 紅外傳感器 在室的另一邊，一束可見光通過柵狀光欄聚焦在柔鏡上，經(jīng)柔鏡反射回來的柵狀光欄圖像又經(jīng)過柵狀光欄投射紅外射到光電管上。 第 16章 紅外傳感器 當(dāng)柔鏡因壓力變化而移動時，柵狀圖像與柵狀光欄發(fā)生相對位移，使落到光管上的光量發(fā)生改變，光電管的輸出信號也發(fā)生改變，這個變化量變反映出入射紅外輻射的強弱。 第 16章 紅外傳感器 ? 熱釋電型傳感器 熱釋電型傳感器是一種具有極化現(xiàn)象的熱晶體或稱 “ 鐵電體 ” 。鐵電體的極化強度（單位面積上的電荷）與溫度有關(guān)。當(dāng)紅外輻射照射到已經(jīng)極化的鐵電體薄片表面上時，引起薄片溫度升高，使其極化強度降低，表面電荷減少，這相當(dāng)于釋放一部分電荷，所以叫做熱釋電型傳感器。 如果將負載電阻與鐵電體薄片相連，則負載電阻上便產(chǎn)生一個電信號輸出。 第 16章 紅外傳感器 輸出信號的大小，取決于薄片溫度變化的快慢，從而反映出入射的紅外輻射的強弱。熱釋電型紅外傳感器的電壓響應(yīng)率正比于入射變化的速率。當(dāng)恒定的紅外輻射照射在熱釋電傳感上時，傳感器沒有電信號輸出。只有鐵電體溫度處于變
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