的工作原理及其应用
红外传感器背后的物理学由三个定律决定:
所有温度大于绝对零度(0开尔提到红外线,大家应该都知道,有朋友问红外线传感器的工作原理,当然了,还有朋友想问机器人触碰传感器基础课,这到底怎么回事呢?事实上电梯光幕红外线检测器呢,下面是小编精心为你们整理的红外线传感器的工作原理及其应用,希望能够帮到您。
红外线传感器的工作原理及其应用
红外传感器背后的物理学由三个定律决定:
所有温度大于绝对零度(0开尔文)的物体都具有热能,因此是红外辐射源。
普朗克辐射定律:温度T不等于0 K的每个物体都会发射辐射
Stephan Boltzmann定律:黑体在所有波长发射的总能量与绝对温度有关
Wein的位移定律:不同温度的物体发出的光谱在不同波长处达到峰值
拓展资料
红外传感器是一种电子仪器,用于感知周围环境的某些特征。它通过发射或检测红外辐射来做到这一点。红外传感器还能够测量物体发出的热量并检测运动。
红外技术不仅存在于工业中,也存在于日常生活中。例如,电视使用红外探测器来解释从遥控器发送的信号。无源红外传感器用于运动检测系统,LDR传感器用于室外照明系统。红外传感器的主要优点包括低功耗要求,简单的电路和便携式功能。
红外传感器可以是主动或被动的,它们可以分为两种主要类型:
热红外传感器 - 使用红外线能量作为热量。它们的光敏性与检测到的波长无关。热探测器不需要冷却,但响应时间慢,检测能力低。在此处阅读有关热红外传感器的更多信息。
量子红外传感器 - 提供更高的检测性能和更快的响应速度。它们的光敏性取决于波长。必须冷却量子探测器以获得精确的测量。
利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度(高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,响应快等优点。
红外线传感器包括光学系统、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,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。
红外线传感器的原理是什么???
目前,市场上常用的红外线光电传感器(光电开关),是利用物体对近红外线光束的反射原理,由同步回路感应反射回来的光,据其强弱来检测物体的存在与否,光电传感器首先发出红外线光束到达或透过目标物体,物体或镜面对红外线光束进行反射,光电传感器接收反射回来的光束,根据光束的强弱判断物体的存在。红外光电开关的种类很多,有镜反射式、漫反射式、槽式、对射式和光纤式等。
常见的红外线光电开关有对射式和反射式两种,反射式光电开关是利用物体对光电开关发射出的红外线反射回去,由光电开关接收,从而判断是否有物体存在。如有物体存在,光电开关接收到红外线,其触点动作,否则其触点复位。
对射式光电开关是由分离的发射器和接收器组成。当无遮挡物时,接收器接收到发射器发出的红外线,其触点动作;当有物体挡住时,接收器便接收不到红外线,其触点复位。
光电开关和接近开关的用途如今已远超出一般行程控制和限位保护,可应用于高速计数、测速、液面控制、检测物体的存在、检测零件尺寸等许多场合。
如何选购红外线光电开关?
不同的应用场合使用不同的红外线光电开关,例如在电磁振动供料器上常用光纤式光电开关,在间歇式包装机包装膜的供送中使用的是漫反射式光电开关,在连续式高速包装机中常用槽式光电开关。不仅要懂得正确选择光电开关的品种与型号,还需考虑生产厂家的因素。目前国内生产光电开关的厂家较多,企业规模大小各异,质量也是千差万别。但并不是说大企业的产品质量就一定比较好,一般来说,直接向企业购买具有较大的质量把握,如今有些企业为了扩大市场份额,即使是同一型号的产品价格也存在差异,差别主要是其内部元器件的质量。因此,我们在购买时需要厂家有明确的使用期限质量保证。
触碰传感器的工作原理及应用。
触碰传感器的工作原理:
在触摸屏的四个端点RT,RB,LT,LB四个顶点,均加入一个均匀电场,使其下层(氧化铟)ITO GLASS上布满一个均匀电压,上层为收接讯号装置,当笔或手指按压外表上任一点时,在手指按压处,控制器侦测到电阻产生变化,进而改变坐标。
触碰传感器的应用很广泛:
1、红外线式触摸屏
2、电容式触摸屏
3、电阻技术触摸屏
4、表面声波触摸屏
求 红外线传感器工作原理和技术参数
人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62~0.76μm;紫光的波长范围为0.38~0.46μm。比紫光光波长更短的光叫紫外线,比红光波长更长的光叫红外线
最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件,红外传感器就是其中的一种。随着现代科学技术的发展,红外线传感器的应用已经非常广泛,下面结合几个实例,简单介绍一下红外线传感器的应用。
人体热释电红外传感器和应用介绍
被动式热释电红外探头的工作原理及特性:
一般人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,电后续电路经检验处理后即可产生报警信号。
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲尼尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
3)被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
4)一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。
5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。
在电子防盗、人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
红外线遥控鼠标器中的传感器
在机械式鼠标器底部有一个露出一部分的塑胶小球,当鼠标器在操作桌面上移动时,小球随之转动,在鼠标器内部装有三个滚轴与小球接触,其中有两个分别是X轴方向和Y轴方向滚轴,用来分别测量X轴方向和Y轴方向的移动量,另一个是空轴,仅起支撑作用。拖动鼠标器时,由于小球带动三个滚轴转动,X轴方向和Y轴方向滚轴又各带动一个转轴(称为译码轮)转动。译码轮(见图1)的两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器,组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敏晶体管A和B,如图2所示。由于译码轮有间隙,故当译码轮转动时,红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上,时而被阻断,从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异,从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差,利用这种方法,就能测出鼠标器的拖动方向
照相机中的红外线传感器――夜视功能
红外夜视,就是在夜视状态下,数码摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体,关掉红外滤光镜,不再阻挡红外线进入CCD,红外线经物体反射后进入镜头进行成像,这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像,而不是可见光反射所成的影像,即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。
索尼数码摄像机首创了红外线夜视摄影功能,能够在全黑环境下进行拍摄,甚至连肉眼也不能分辨清楚的物体,现在也可以清晰地拍摄下来。这种夜视的特点是可以在完全没有光线的条件下进行拍摄,但由于采用的是红外摄影,无法进行彩色的还原,所以拍摄出来的画面是单色的,影像会变绿。不久之后,索尼又推出了拥有超级红外线夜视摄功能的数码摄像机,红外线功能的慢速快门为2段选择,超级红外线夜摄功能的慢速快门为自动调节,可以获得更好的影像效果。举一个大家都见过的例子,在美国空袭伊拉克时,伊拉克首都大部分地区都处于停电状态,这时除了防空曳光弹和导弹爆炸引起的火光以外就只有月光或星光照明了,能见度极差。我们在电视新闻上看到的从现场传回来的录像片的画面都呈现绿色,说明电视记者在拍摄时使用了红外线夜视仪,导致影像是绿色的,如果不使用红外摄像技术,那么我们从电视画面上将只能听到声音,而看不到任何影响了。
需要注意的:因为红外线夜视摄影仪的前提是数码摄像机能发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体,所以说它的拍摄距离是有一定限制的,如果摄
像机发出的红外线到达不了要拍摄的物体,那么当然就什么也拍不到了
C-211D微型黑白红外线摄像机
红外线传感器在工程上的应用―――红外线轴套扫描器
ROTA-SONDE TS 2006 通过光机系统扫描视场,并且无需任何光学调整。它精确测量线材、棒材等生产线的活套大小,甚至对特殊钢或有色金属以及在水汽、烟雾严重的情况下也能可靠工作。 DELTA 的红外传感器TS2006 可用于活套控制、热带材或热板材的对中控制以及在其它很广的应用中提供位置信息。
ISO9002
红 外 检 测 – 高 灵 敏 度 250 ℃ 或 400 ℃
使 用 维 护 简 单、方便
具 有 自 监 测 和 报 警 功 能
ROTA-SONDE TS 2006 – 特点
TS 2006 检测位于其视场范围内的热工件(钢,铜,合金及玻璃等)的位置并输出与工件在视场中的角度位置成正比的信号。
ROTA-SO ROTA-SONDE NDE TS 2006 是扫描方式工作的测量用传感器,它对温度高于250 °C (480 °F) 的热工件的红外辐射敏感。
主要特点:
· 高灵敏度:400°C/750°F或 250°C / 480 °F
· 红外光谱: 1至 3 µm
· 由自监测功能实现数字式控制
· 无需光学调整
· 使用维护方便
· 专为钢铁工业恶劣的工作环境设计,光电子电路放置于重型外壳中(IP66)
· 设有空气吹扫装置和水冷却系统
· 提供连接器和带有不锈钢辫型编织保护层的电缆
ROTA-SONDE TS 2006 – 应用
典型应用
热钢板的对中控制和纠偏控制
红外线边缘传感器 FR50
边缘纠偏传感器FR50是以反射原理工作的。发射机产生一束波长为880nm的平行红外线,这束红外线被对面整齐排列的CCD元件所接收。一个处理器评估这些信号并发送出估计好的实际位置到CAN总线。
传感器在+/-10mm的测量范围内以0.02毫米的精确度确定出纸边位置。光学设备只是接收平行光束从而排除了位置偏差导致的高度起伏。
一个位向控制器监控镜头扫描污渍并反馈适当的污渍信息到控制器。
传感器应用与军事上――军用遥感技术
遥感从字面上说就是从远处感觉事物。严格一点的意义上定义为:远远地去感觉某一定对象的技术。广义地讲,遥感是不直接接触地收集关于某一定对象的某种或某些特定的信息,从而了解这个对象的性质。
很早以前,人们就希望从空中来观察地球,当时人们使用的是普通的照相机,后来发展成为专门的航空照相机。航空摄影的技术在世界大战期间获得了长足的发展,基于这种照片的识别技术也得到了提高。随着飞行器技术的提高,尤其是火箭和卫星的出现,遥感技术获得了一个全新的平台。现在,遥感技术也日新月异,成为在国民经济建设中不可取少的一种重要技术,尤其在军事方面的应用也很广泛。遥感中收集到的信息,就是物体发射或者被它反射的电磁波。这些电磁波包括近紫外、红外线、可见光、微波等。收集电磁波信息的装置叫做传感器。装载传感器的地方,称为平台。遥感就是用装在平台上的传感器来收集(测定)由对象辐射或(和)反射来的电磁波,再通过对这些数据进行分析和处理,获得对象信息的技术。遥感技术的迅速发展,一个重要的因素是它应用于我们所生活的环境。人们越来越需要深刻地了解我们的地球,了解它的资源,了解他的变化,以便合理安排生产和生活活动。
遥感主要原理
注:传感器装载在平台上
遥感中可以使用可见光和近红外区的电磁波进行遥感,这是利用了对象的反射特性,这种方式是航空摄影发展而来的结果,也是最为广泛应用的一种,在月球上观察地球就是这样的。另外有两类技术也在遥感中大显身手。其一是使用热红外和热成像技术,主要是利用了物体的辐射特性。热成像是与远距离测量地球表面特征的温度有关的遥感分支。它所研究的问题小到可以探测一间屋子的热能量泄漏,大到可以研究地球表面的洋流。因为温度实质是地球环境中一切物理、化学和生物过程的重要控制因素之一。因此,温度数据在经营管理地球资源的活动中必然占有极其重要的地位。其二是利用微波遥感器进行遥感。微波遥感分为被动式和主动式。主动式的微波遥感器主要是侧视雷达。它是在50年代为军事侦察目的而发展的。它目前的重要应用主要在于快速取得大片有云地区的地面资源情报数据。被动式微波遥感器感受的是它们视场内的自然可利用的微波能量,其工作方式和热辐射计或热扫描仪非常相似,但是能够接受到的信号也比热红外区微弱得多,同时信号所伴随的噪声也大得多。因此这种信号的判释问题也要比其他各种遥感器困难得多。但和侧视雷达一样也有全天候的特性。依靠选择适合的工作波长,可以用它或者穿透大气,或者观察大气。通常来说,微波遥感用在大气的各项数据的测量上,在海洋学、油污探测、融雪测定等方面都有应用。
遥感在军事科学上的应用是显然的,因为可以远距离地观察目标,而且可以获得相对宏观的分析数据。在军事上,遥感的用途大致有:首先是对目标国家和地区的资源状况的监视。通过有效地监视资源及其变化,可以帮助确定战略的目标。其次,监视对方军事部署和大规模的军事移动。许多军事部署的位置信息可以通过高精度的卫星遥感获得,大规模的军事移动也容易在遥感器上留下痕迹,这些都对于对应国家采取相应的措施提供了快速而有效的信息。其次,在具体的作战当中,遥感可以帮助分析局部的地形、资源状况,从而帮助己方进行战术行动的方案判断。各种军用卫星的发射,也为全方位地监视目标提供了基础。现代战争作为数字化的战争,信息在战争中是至关重要的,遥感作为一项能够大范围、高精度、快速获得信息的技术,必然能够在未来的战争中获得更多的应用。
可见,传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力。而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。
二十一世纪,人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能;一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能,制造出更多的传感器.而红外线传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展.
什么是红外线传感器?有什么应用?
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。
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。
1、火焰探测器
火焰传感器利用红外线对对火焰非常敏感的特点,使用特制的红外线接受管来检测火焰,然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号,输入到中央处理器中,中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。
2、红外测温仪
红外测温仪的构成主要有光学系统,调制器,红外传感器放大器,指示器等部分构成。红外传感器是接收目标辐射并转换成电信号的器件。
3、红外成像
在许多场合,人们不仅要知道物体表面的平均温度,更需了解物体的温度分布以便分析,研究物体的结构,探测内部缺陷。红外成像就能将物体的温度分布以图像的形式直观显示出来。
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。
红外线测量光幕传感器的原理和应用
意普的红外线测量光幕传感器是由发光器发出不可见的红外光,接收器进行对应的接收,形成光幕,每一条光束与相邻的另一条光束之间的距离就是光轴间距,光抽间距越小,精度就会越高。当被检测物通过光幕时,会把光束遮挡,受光器监控光幕的通断状态,并把这一信号传给控制与执行系统,从而达到检测测量的目的。
红外线测量光幕传感器的应用:
1、对物体的尺寸进行测量检测。意普的测量光幕的检测高度可以做到30-2000mm,检测距离0-20000mm,精度可达2.5mm。
2、对孔洞进行检测。通过光幕检测测量孔洞的大小。
3、零件计数、分类检测。
4、位置跟踪定位、喷涂等。
意普的红外测量光幕采用的是RS485/232窜口输出,用标准MODBUS协议与上位机进行通讯,精度高、性能好。电信号输出方式有NPN或PNP,当物体经过光幕时会给控制系统一个电平信号。
光幕传感器的应用特点和工作原理
中国作为以重工业为主的发展中国家,在汽车制造厂等等这些都是重工业,今天小编要将的就是光幕传感器,这种产品在运行的时候可以远离事故的发生,其主要就是该装置通过红外线来产生光幕,如果光幕被挡住了,产品就会接受被挡住的信号,这样一来使用该产品的机器停止动作。那么光幕传感器到底具体的运用方法是什么?其工作原理又是什么?
光幕传感器的工作原理:
当同一条直线上的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时,红外发射管发出的调制信号(光信号)能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后,相应的内部电路输出低电平,而在有障碍物的情况下,红外发射管发出的调制信号(光信号)不能顺利到达红外接收管,这时该红外接收管接收不到调制信号,相应的内部电路输出为高电平。当光幕中没有物体通过时,所有红外发射管发出的调制信号(光信号)都能顺利到达另一侧的相应红外接收管,从而使内部电路全部输出低电平。这样,通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。
光幕传感器的应用特点:
▲ 符合国际电工学会IEC61496-1/2 标准
▲ 采用技术成熟的同步红外线扫描,优异的光学性能和2.5°的发散角,容易对准和维护
▲ 外形小巧,采用铝铸合金外壳,非常坚固,轻巧
▲ 20/40mm的多种规格分辨率
▲ 保护高度范围宽4-128cm
▲ 电气连接.4针M12接头
▲ 紧凑的尺寸OTDGM,系列产品的横截面积仅为25×25mm
▲可定制分辨率和保护幅宽,以及其它各类接口和扩展功能
▲光路密集,工作的盲区,抗干扰能力强
▲因为抗干扰能力强,可以两套以上的安装
▲具有故障自检功能,掉电停止,内部器件失灵停止,连接失灵停止,物体入侵停止信号的输出
▲配套专用遥控器,提供强大的控制功能
小编给大家介绍的光幕传感器特点和工作原理是不是有了差不多的了解,其实这种产品在塑胶机械厂,切纸机的应用也是很多,这样的产品在使用的时候,不仅可以减少厂里工人受到危险的几率,还可以给老板带来更多的利益,这样的产品是不是很方便呢。最后,小编要说一下,这种光幕传感器分两种,一种是直线扫描的,一种是交叉扫描,购买的消费者根据自己的需要购买哦。
人体红外传感器的原理 使用方法
原理:红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
使用方法:调整同心环与红外线探头有一个适当的焦距,红外光正好被探头接收,探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。人体红外线传感器应该远离空调, 冰箱,火炉等空气温度变化敏感的地方。
红外光在介质中传播会产生衰减,在金属中传播衰减很大,但红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料,大部分液体对红外辐射吸收非常大。
红外传感器应用可以用于非接触式的温度测量,气体成分分析,无损探伤,热像检测,红外遥感以及军事目标的侦察、搜索、跟踪和通信等。
红外传感器的应用前景随着现代科学技术的发展,将会更加广阔。在将来的发展中,主要在红外传感器的性能和灵敏度将会二较大的提高。