《紅外傳感器及其應(yīng)用課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《紅外傳感器及其應(yīng)用課件.ppt（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、組員：徐陽(yáng)東 胡維波 劉磊 一 ： 紅 外 傳 感 器 的 定 義二 ： 紅 外 傳 感 系 統(tǒng) 的 分 類三 ： 紅 外 傳 感 系 統(tǒng) 的 工 作 原 理四 ： 紅 外 傳 感 器 的 應(yīng) 用五 ： 紅 外 傳 感 器 的 發(fā) 展 前 景 紅 外 線 傳 感 器 是 利 用 紅 外 線 的 物 理 性 質(zhì) 來(lái) 進(jìn) 行 測(cè) 量 的傳 感 器 。 紅 外 線 又 稱 紅 外 光 ， 它 具 有 反 射 、 折 射 、 散 射 、干 涉 、 吸 收 等 性 質(zhì) 。 任 何 物 質(zhì) ， 只 要 它 本 身 具 有 一 定 的 溫度 （ 高 于 絕 對(duì) 零 度 ） ， 都 能 輻 射 紅 外 線 。

2、 紅 外 線 傳 感 器 測(cè)量 時(shí) 不 與 被 測(cè) 物 體 直 接 接 觸 ， 因 而 不 存 在 摩 擦 ， 并 且 有 靈敏 度 高 ， 響 應(yīng) 快 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 如 右 圖 就 是 一 種 常 見(jiàn) 的 紅 外 傳 感 器 雙 元 熱 釋 電 紅外 傳 感 器 紅 外 傳 感 系 統(tǒng) ： 按 照 功 能 分 為 五 大 類 ： 1、 輻 射 計(jì) ， 用 于 輻 射 和 光 譜 測(cè) 量 2、 搜 索 和 跟 蹤 系 統(tǒng) ， 用 于 搜 索 和 跟 蹤 紅 外 目 標(biāo) 確 定 其 空 間 位 置 并 對(duì) 它 的 運(yùn) 動(dòng) 進(jìn) 行 跟 蹤 3、 熱 成 像 系 統(tǒng) ， 可 產(chǎn) 生 整 個(gè) 目 標(biāo)

3、 紅 外 輻 射 的 分 布 圖 像 4、 紅 外 測(cè) 距 和 通 信 系 統(tǒng) 5、 混 合 系 統(tǒng) ， 是 指 以 上 各 類 系 統(tǒng) 中 的 兩 個(gè) 或 者 多 個(gè) 的 組 合 （1）待側(cè)目標(biāo)。根據(jù)待側(cè)目標(biāo)的紅外輻射特性可進(jìn)行紅外系統(tǒng)的設(shè)定。 （2）大氣衰減。待測(cè)目標(biāo)的紅外輻射通過(guò)地球大氣層時(shí)，由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收，將使得紅外源發(fā)出的紅外輻射發(fā)生衰減。 （3）光學(xué)接收器。它接收目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當(dāng)于雷達(dá)天線，常用是物鏡。 （4）輻射調(diào)制器。對(duì)來(lái)自待測(cè)目標(biāo)的輻射調(diào)制成交變的輻射光，提供目標(biāo)方位信息，并可濾除大面積的干擾信號(hào)。又稱調(diào)制盤和斬波器

4、，它具有多種結(jié)構(gòu)。（5）顯示設(shè)備。這是紅外設(shè)備的終端設(shè)備。常用的顯示器有示波器、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。 （6）紅外探測(cè)器。這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來(lái)的物理效應(yīng)探測(cè)紅外輻射的傳感器，多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出的電學(xué)應(yīng)。此類探測(cè)器可分為光子探測(cè)器和熱敏感探測(cè)器兩大類型。 （7）探測(cè)器制冷器。由于某些探測(cè)器必須要在低溫 下工作，所以相應(yīng)的系統(tǒng)必須有制冷設(shè)備。經(jīng)過(guò)制 冷，設(shè)備可以縮短響應(yīng)時(shí)間，提高探測(cè)靈敏度。 （8）信號(hào)處理系統(tǒng)。將探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，并從這些信號(hào)中提取出信息。然后將此類信息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式，最后輸送到控制設(shè)備或

5、者顯示器中。 紅 外 傳 感 器 已 經(jīng) 在 現(xiàn) 代 化 的 生產(chǎn) 實(shí) 踐 中 發(fā) 揮 著 它 的 巨 大 作 用 ，隨 著 探 測(cè) 設(shè) 備 和 其 他 部 分 的 技 術(shù)的 提 高 ， 紅 外 傳 感 器 能 夠 擁 有 更多 的 性 能 和 更 好 的 靈 敏 度 。 紅 外探 測(cè) 器 應(yīng) 用 可 以 用 于 非 接 觸 式 的溫 度 測(cè) 量 ， 氣 體 成 分 分 析 ， 無(wú) 損探 傷 ， 熱 像 檢 測(cè) ， 紅 外 遙 感 以 及軍 事 目 標(biāo) 的 偵 察 、 搜 索 、 跟 蹤 和通 信 等 。 下 面 我 們 看 看 紅 外 傳感 器 在 生 活 ， 工 業(yè) ， 農(nóng) 業(yè) ， 軍 事

6、 ，機(jī) 器 人 等 領(lǐng) 域 的 應(yīng) 用 。 1、紅外傳感器在生活中的應(yīng)用 紅外線遙控鼠標(biāo)器：在機(jī)械式鼠標(biāo)器底部有一個(gè)露出一部分的塑膠小球,當(dāng)鼠標(biāo)器在操作桌面上移動(dòng)時(shí),小球隨之轉(zhuǎn)動(dòng)在鼠標(biāo)器內(nèi)部裝有三個(gè)滾軸與小球接觸,其中有兩個(gè)分別是X軸方向和Y軸方向滾軸,用來(lái)分別測(cè)量X軸方向和Y軸方向的移動(dòng)量,另一個(gè)是空軸,僅起支撐作用。拖動(dòng)鼠標(biāo)器時(shí),由于小球帶動(dòng)三個(gè)滾軸轉(zhuǎn)動(dòng),X軸方向和Y軸方向滾軸又各帶動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)軸(稱為譯碼輪)轉(zhuǎn)動(dòng)譯碼輪兩側(cè)分別裝有紅外發(fā)光二極管和光敏傳感器,組成光電耦合器。光敏傳感器內(nèi)部沿垂直方向排列有兩個(gè)光敏晶體管 A和B。由于譯碼輪有間隙,故當(dāng)譯碼輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),紅外發(fā)光二極管發(fā) 出的紅外線時(shí)

7、而照在光敏傳感器上,時(shí)而被阻斷,從而使光敏傳感器輸出脈沖信號(hào)。光敏晶體管A和B被安放的位置使得其光照和阻斷的時(shí)間有差異,從而產(chǎn)生的脈沖A和脈沖B有一定的相位差,利用這種方法,就能測(cè)出鼠標(biāo)器的拖動(dòng)方向。 右圖則為鼠標(biāo)的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)，里面含有 紅外傳感器。 紅外遙控器：在我們的家用電器中，很多都用到紅外遙控器，比如我們電視遙控器，用紅外遙控器控制控制智能冰箱，洗衣機(jī)，空調(diào)，還有私家汽車車門等等都能看到紅外遙控器的用武之地。液晶電視紅外遙控器 各式各樣的紅外遙控器 由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置

8、上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備 環(huán)形繞線機(jī) 中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。 通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成。應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作，如圖1所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。 2、紅外傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用 紅外無(wú)損探傷儀：紅外無(wú)損探傷儀可以用來(lái)檢查部件內(nèi)部缺陷，對(duì)部件結(jié)構(gòu)無(wú)任何損傷。例如，檢查兩塊金屬板的焊接質(zhì)量，利用紅外輻射探傷儀能十分方便地檢查漏焊或缺焊；為了檢測(cè)金屬材料的內(nèi)部裂縫，也可利用紅外探傷儀。 將紅外輻射對(duì)金屬板進(jìn)行均勻

9、照射，利用金屬對(duì)紅外輻射的吸收與縫隙(含有某種氣體或真空) 對(duì)紅外輻射的吸收所存在的差異，可以探測(cè)出金屬斷裂空隙。當(dāng)紅外輻射掃描器連續(xù)發(fā)射一定波長(zhǎng)的紅外光通過(guò)金屬板時(shí)，在金屬板另一側(cè)的紅外接收器也同時(shí)連續(xù)接收到經(jīng)過(guò)金屬板衰減的紅外光；如果金屬板內(nèi)部無(wú)斷裂，輻射掃描器在掃描過(guò)程中，紅外接收器收到的是等量的紅外輻射； 多晶硅紅外無(wú)損探測(cè)儀如果金屬板內(nèi)部存在斷裂，紅外接收器在輻射掃描器在掃描到斷裂處時(shí)所接收到的紅外輻射值與其他地方不一致，利用圖像處形技術(shù)，就可以顯示出金屬板內(nèi)部缺陷的形狀。 下面我們?cè)賮?lái)看看一些紅外傳感所做成的工業(yè)產(chǎn)品圖片，讓我們對(duì)它有個(gè)更好的了解。紅外成像儀非接觸式紅外測(cè)溫儀 光電

10、紅外傳感器在軍事上的應(yīng)用主要包括： 瞄準(zhǔn)吊艙；直升機(jī)；無(wú)人機(jī)；預(yù)警機(jī)；偵察車；艦艇用 新型偵察技術(shù)等等。 關(guān)于這方面的內(nèi)容本文不做 什么詳細(xì)的原理探討， 只是給大家看一些這方面的 圖片，吸引下大家的眼球。 美國(guó)空軍F-16戰(zhàn)斗機(jī)，機(jī)腹下掛載的狙擊手增程型紅外瞄準(zhǔn)吊艙 諾斯羅普-格魯門公司研制的萊特寧先進(jìn)瞄準(zhǔn)吊艙系統(tǒng) 諾斯羅普格魯曼公司的RQ-4A“全球鷹” “全球鷹”可同時(shí)攜帶光電、紅外傳感系統(tǒng)和合成孔徑雷達(dá)。光電傳感器工作在0.4到0.8微米波段，紅外傳感器在3.6到5微米波段。光電系統(tǒng)包括第三代紅外傳感器和一個(gè)柯(KODAK)數(shù)字式電耦合器(CCD) 。合成孔徑雷達(dá)具有一個(gè)X波段、600M

11、HZ、3.5千瓦峰值的活動(dòng)目標(biāo)指示器 最新研制先進(jìn)的無(wú)人轟炸機(jī) 隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，越來(lái)越多的智能產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的面前。我們之所以稱它們智能，是因?yàn)樗麄儞碛幸粋€(gè)比較發(fā)達(dá)的 “大腦” 當(dāng)然，這個(gè)大腦就是計(jì)算機(jī)。除了這個(gè)大腦以為，還有一個(gè)使它們具有智能化的重要原因就是在它們的內(nèi)部擁有各式各樣的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器。這樣就使得它們擁有人類一樣的嗅覺(jué)，視覺(jué)，觸覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)等等。 右圖是現(xiàn)在全世界非常著名的 QRIO機(jī)器人在打太極拳的圖片 前面提到的機(jī)器人應(yīng)該代表著機(jī)器人的最高端水平，下面來(lái)看看和我們有些接觸和設(shè)計(jì)到的機(jī)器人。 超級(jí)紅外遙控智能機(jī) 避障紅外傳感電子小車紅外 遙控避障小車 紅外遙控

12、避障小車是大學(xué)生比較喜歡制作的一種電子小車，也是相對(duì)而言比較容易制作的，現(xiàn)在在大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室中很多都能見(jiàn)到這種小車的身影。是比較能夠鍛煉本科生的動(dòng)手實(shí)踐能力的。 由 此 可 預(yù) 見(jiàn) ， 未 來(lái) 傳 感 器 在 科 學(xué) 技 術(shù) 領(lǐng) 域 、 工 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 以 及 日 常生 活 中 發(fā) 揮 著 越 來(lái) 越 重 要 的 作 用 。 人 類 社 會(huì) 對(duì) 傳 感 器 提 出 的 越 來(lái) 越 高的 要 求 是 傳 感 器 技 術(shù) 發(fā) 展 的 強(qiáng) 大 動(dòng) 力 。 而 現(xiàn) 代 科 學(xué) 技 術(shù) 突 飛 猛 進(jìn) 則 提供 了 堅(jiān) 強(qiáng) 的 后 盾 。 二 十 一 世 紀(jì) ， 人 們 一 方 面 通 過(guò) 提 高 與 改 善 傳 感 器 的 技 術(shù) 性 能 ；一 方 面 通 過(guò) 尋 找 新 原 理 、 新 材 料 、 新 工 藝 及 新 功 能 來(lái) 改 善 傳 感 器 性 能 ，制 造 出 更 多 的 傳 感 器 而 紅 外 線 傳 感 器 作 為 其 中 的 一 部 分 也 必 將 得 到更 大 的 發(fā) 展 。小結(jié)：