第12章辐射式传感器PPT教案.pptx

【辐射式传感器】，尤其是红外传感器，是信息技术领域中一种重要的感知设备，广泛应用于各种环境监测和设备控制。本章主要介绍了红外传感器的基本原理、分类及其应用。 红外辐射，是电磁波谱中位于红色光之外的一种不可见光，波长在0.76到1000微米之间。它被分为近红外、中红外、远红外和极远红外四个部分。红外辐射的物理本质是热辐射，高温物体发出的红外线能量与其温度成正比。在大气中传播时，特定的波长（2-2.6微米、3-5微米和8-14微米，即"大气窗口"）具有高透过率，适合红外探测。 红外探测器是红外传感器的核心组件，主要分为热探测器和光子探测器两大类。热探测器利用红外辐射的热效应，如热释电型探测器，当吸收辐射能量后，敏感元件温度上升，导致物理参数变化，通过这些变化来探测红外辐射。热探测器的优点在于响应波段宽，可以在常温下工作，应用广泛，但探测率相对较低，响应时间较长。热释电型探测器因其高探测率和宽频率响应而备受关注，其原理是晶体受热时自然极化产生的电荷释放现象。 光子探测器则基于光子效应，如光电导、光生伏特和光磁电探测器，通过入射光子与电子的相互作用改变电子状态，产生电学现象。光子探测器具有高灵敏度和快速响应，但通常需要在低温环境下工作，且探测波段较窄。 红外传感器的应用非常广泛，例如红外测温仪，利用物体在红外波段的辐射通量来测量温度，尤其适用于高温物体或无法直接接触的物体的温度测量。此外，红外传感器还用于安全监控、目标识别、遥感、医疗诊断、工业自动化等诸多领域。 红外传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们在探测、识别和测量等方面发挥着关键作用，而理解其工作原理和技术特点对于相关领域的研究和应用至关重要。