为了更好的遏制新冠肺炎病毒的传播,并快速在人群中检测出体温较高的人员,红外体温监控及相关产品不断被投入到市场中。 而在这些产品中,红外线传感器成为其中最为核心的配件。 红外线传感器是利用红外线来进行数据处理的一种传感器,有灵敏度高等优点,红外线传感器可以控制驱动装置的运行。其包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化(这种变化可能是变大也可能是变小,因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻),通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。 红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。 红外线传感器依动作可分为: (1)将红外线一部份变换为热,藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。 (2)利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN接合之光电动势效果的量子型。 热型的现象俗称为焦热效应,其中最具代表性者有测辐射热器(ThermalBolometer),热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。 热型的优点有:可常温动作下操作,波长依存性(波长不同感度有很大之变化者)并不存在,造价便宜; 缺点:感度低、响应慢(mS之谱)。 量子型的优点:感度高、响应快速(μS之谱); 缺点:必须冷却(液体氮气)、有波长依存性、价格偏高; 红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用,红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的物体放射出来,可是事实上不是如此,凡是存在于自然界的物体,如人类、火、冰等等全部都会射出红外线,只是其波长因其物体的温度而有差异而已。人体的体温约为36~37°C,所放射出峰值为9~10μm的远红外线,另外加热至400~700°C的物体,可放射出峰值为3~5μm的中间红外线。 红外传感器是红外探测系统中很重要的部件,但它很娇气,使用中如果不注意就有可能导致红外传感器损坏。因此,红外传感器在使用中应注意以下几点: (1)必须首先注意了解红外传感器的性能指标和应用范围,掌握它的使用条件。 (2)必须关注传感器的工作温度,一般要选择能在室温下工作的红外传感器,便于维护。 (3)适当调整红外传感器的工作点。一般情况下,传感器有一个最佳工作点。只有工作在最佳工作点时,红外传感器的信噪比最大。 (4)选用适当前置放大器与红外传感器配合,以获取最佳探测效果。 (5)调制频率与红外传感器的频率响应相匹配。 (6)传感器的光学部分不能用手摸,擦,防止损伤与沾污。 (7)传感器存放时注意防潮,防振,防腐。 免责声明:编写或转载此文是为了传递更多的信息,为光电行业尽一些绵薄之力。若文字或图片侵犯了您的合法权益或有不当之处,请作者在20个工作日之内与我们联系,我们将协调给予处理。 联系邮箱:lm@focaloptics.com,欢迎相关行业朋友与我们约稿。谢谢。 |
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