来自 航天航空 2019-07-19 21:12 的文章
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红外线探测器工作原理

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  展开全部首先,我先声明该篇选自某论坛!红外探测器工作原理波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时,才能够发出可见光。相比之下,我们周围所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。所以,热红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射除存在的普遍性之外,还有另外两个重要的特性。1.物体的热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析,从而为工业生产,节约能源,保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。

  2.大气、烟云等吸收可见光和近红外线微米的热红外线却是透明的。因此,这两个波段被称为热红外线的“大气窗口” 。利用这两个窗口,可以使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点,热红外成像技术军事上提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用。

  现代的热成像装置工作在中红外区域(波长3~5um)或远红外区域(波长8~12um)。通过探测物体发出的红外辐射,热成像仪产生一个实时的图像,从而提供一种景物的热图像。并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像仪非常灵敏,能探测到小于0.1℃的温差。

  工作时,热成像仪利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上,然后来自与每个探测器元件的红外数据转换成标准的视频格式,可以在标准的视频监视器上显示出来,或记录在录像带上。由于热成像系统探测的是热而不是光,所以可全天候使用;又因为它完全是被动式的装置,没有光辐射或射频能量,所以不会暴露使用者的位置。

  红外探测器分为两类:光子探测器和热探测器。光子探测器在吸收红外能量后,直接产生电效应;热探测器在吸收红外能量后,产生温度变化,从而产生电效应。温度变化引起的电效应与材料特性有关。 光子探测器非常灵敏,其灵敏度依赖于本身温度。要保持高灵敏度,就必须将光子探测器冷却至较低的温度。通常采用的冷却剂为斯太林(Stirling)或液氮。

  红外探测器一般没有光子探测器那么高的灵敏度但在室温下也有足够好的性能,因此不需要低温冷却红外热像仪是通过非接触探测红外热量,并将其转换生成热图像和温度值,进而显示在显示器上,并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化,能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。

  照相机成像得到照片,电视摄像机成像得到电视图像,都是可见光成像。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图。

  目标的热图像和目标的可见光图像不同,它不是人眼所能看到的目标可见光图像,而是目标表面温度分布图像,换一句话说,红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

  展开全部在红外线探测器中,热电元件检测人体的存在或移动,并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后,对电压信号进行波形分析。于是,只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时,才输出检测信号。例如,在两个不同的频率范围内放大电压信号,且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。于是,误将诸如热电元件的爆米花噪声一类噪声当作为由人体所产生而在准备加以检测乃得以防止。一种红外线探测器,其特征在于,包括:热电元件;电流-电压变换器,它把来自所述热电元件的电流变换成电压信号;第一放大器,它以具有发送频带中心在第一频率处的第一带通滤波器特征来放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号;第二放大器,它以具有发送频带中心在高于第一频率的第二频率处的第二带通滤波器特征来放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号;以及爆米花噪声探测器,它把所述第二放大器的输出信号与阈值相比较以输出爆米花检测信号;输出电路,它把所述第一放大器的输出信号与预定阈值相比较以输出检测信号,以及控制器,当从所述爆米花噪声探测器接收到所述的爆米花检测信号时,该控制器控制所述电流-电压变换器、所述第一放大器、所述输出电路、所述第二放大器和所述爆米花噪声探测器中的至少一个,以防止所述输出电路输出所述检测信号。参考信息:

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