原标题：红外传感器是如何工作的？详解其工作原理、类型及应用领域

　　在技术不断进步的时代，传感器行业也在飞速发展，红外线大家应该都知道，而红外传感器则是利用红外线来工作的一种检测装置，并通过红外线感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。本文将通过介绍红外传感器的工作原理、类型、及应用来带大家更好的了解红外传感器。

　　一、红外传感器的介绍

　　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。

　　二、红外传感器的工作原理

　　我们知道任何物体都会发出电磁辐射, 这种电磁辐射能被红外温度传感器测量.当物体温度变化时,其辐射出的电磁波的波长也会随之变化,红外传感器能将这种波长的变化转换成温度的变化,从而实现监控,测温的目的.

　　我们先来看看红外传感器的结构，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.

　　红外传感器的工作原理不复杂,一个典型的传感器系统各部分的实体分别是:

　　(1)待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。

　　(2)大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。

　　(3)光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。

　　(4)辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。

　　(5)红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。

　　(6)探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。

　　(7)信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。

　　(8)显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。

　　依照上面的流程, 红外系统就可以完成相应的物理量的测量.

　　红外传感器工作原理图

　　三、红外线传感器的类型

　　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 (Thermal Bolometer)，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。

　　四、红外传感器的应用

　　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。具有红外传感器的望远镜可用于军事行动，林地战探测密林中的敌人，城市战中探测墙后面的敌人，以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地。

　　以上就是对红外传感器工作原理、类型、应用的介绍。虽然现在的红外传感器还存在许多缺点，但它的功能和作用却是不容忽视的，随着科技的进步，它的发展和使用范围将会越来越广，不仅给人们的生活带来方便，而且对科学的发展也会带来极大的便利。