紅外線傳感器及其應(yīng)用

1、紅外線傳感器及其應(yīng)用摘要：紅外線傳感器是利用物體產(chǎn)生紅外輻射的特性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)的傳感器。因其在使用測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且具有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)其工作原理研究出了紅外探測(cè)儀、紅外測(cè)溫儀、夜視儀、紅外無(wú)損探傷儀等等，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域。傳感器技術(shù)是探測(cè)與獲取外界的重要手段，在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)中占有十分重要的地位。隨著測(cè)量、控制及信息技術(shù)的發(fā)展，傳感器作為這些領(lǐng)域里的一個(gè)重要構(gòu)成因素，被視為90年代的關(guān)鍵技術(shù)之一受到普遍重視，具應(yīng)用幾乎滲透到每一個(gè)角落。由于利用某一原理可以做出檢測(cè)各種不同對(duì)象的傳感器，而對(duì)于同一物理量又可以用很多不同原

2、理的傳感器來檢測(cè)，故而傳感器種類繁雜。正是這么眾多的傳感器來檢測(cè)，反映出傳感器在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)中活躍的程度。深入研究傳感器的原理和應(yīng)用，對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)交往、科學(xué)技術(shù)和日常生活中自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)控制的發(fā)展，以及人類觀測(cè)研究自然的深度和廣度都有重要的實(shí)際意義?，F(xiàn)在，所有以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的測(cè)控系統(tǒng)，都需要傳感器提供賴以做出實(shí)時(shí)決策的數(shù)據(jù)。隨著系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜性的增加，對(duì)傳感器的精度、可靠性和響應(yīng)，要求的越來越高。而許多傳統(tǒng)的傳感器，在使用上已經(jīng)很難再做進(jìn)一步改善來滿足對(duì)他們的高要求，特別是在縮小體積、減輕重量等方面幾乎已無(wú)潛力可挖。因此，近些年來，國(guó)際上在傳感器技術(shù)方面，開展了許多探索性的預(yù)研工

3、作，也出現(xiàn)了越來越多不同種類和功用的傳感器，如溫度傳感器、生物傳感器、智能傳感器等等。但是，在這些用途廣泛的傳感器中，紅外線傳感器的作用和地位不容小覷。紅外線傳感器是利用物體產(chǎn)生紅外輻射的特性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)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)。紅外線傳感器是利用物體產(chǎn)生紅外輻射的特性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)的傳感器。紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，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。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)。在物理學(xué)中，我們已經(jīng)知道可見光、不可見光、紅外光及無(wú)線電等都是電磁

4、波，它們之間的差別只是波長(zhǎng)（或頻率）的不同而已。人的眼睛能看到的可見光按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長(zhǎng)范圍為0.620.76仙m紫光的波長(zhǎng)范圍為0.380.46pm比紫光光波長(zhǎng)更短的光叫紫外線，比紅光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光叫紅外線。紅外線屬于不可見光波的范疇，它的波長(zhǎng)一般在0.76600pm之間（稱為紅外區(qū)）。而紅外區(qū)通常又可分為近紅外（0.731.5pm）、中紅外（1.510Nm）和遠(yuǎn)紅外（10卜m以上），在300仙m以上的區(qū)域又稱為“亞毫米波”。最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件，紅外傳感器就是其中的一種。近年來，紅外輻射技術(shù)

5、已成為一門發(fā)展迅速的新興學(xué)科。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、科研、軍事、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。下面結(jié)合幾個(gè)實(shí)例，簡(jiǎn)單介紹一下紅外線傳感器的應(yīng)用一、紅外輻射的產(chǎn)生及其性質(zhì)紅外輻射是由于物體(固體、液體和氣體)內(nèi)部分子的轉(zhuǎn)動(dòng)及振動(dòng)而產(chǎn)生的。這類振動(dòng)過程是物體受熱而引起的，只有在絕對(duì)零度(-273.16C)時(shí)，一切物體的分子才會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。所以在絕對(duì)零度時(shí)，沒有一種物體會(huì)發(fā)射紅外線。換言之,在一般的常溫下，所有的物體都是紅外輻射的發(fā)射源。例如火焰、軸承、汽車、飛機(jī)、動(dòng)植物甚至人體等都是紅外輻射源。紅外線和所有的電磁波一樣，具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性質(zhì)，但它的特點(diǎn)是熱效應(yīng)非常大，紅外線在真空中傳播的速度c=

6、3x108n)/s,而在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的吸收和散射作用使它產(chǎn)生衰減。金屬對(duì)紅外輻射衰減非常大，一般金屬材料基本上不能透過紅外線；大多數(shù)的半導(dǎo)體材料及一些塑料能透過紅外線；液體對(duì)紅外線的吸收較大，例如厚l(mm)的水對(duì)紅外線的透明度很小，當(dāng)厚度達(dá)到lcm時(shí)，水對(duì)紅外線幾乎完全不透明了；氣體對(duì)紅外輻射也有不同程度的吸收，例如大氣(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收，它對(duì)波長(zhǎng)為15小磯814仙m之間的紅外線是比較透明的，對(duì)其他波長(zhǎng)的透明度就差了。而介質(zhì)的不均勻，晶體材料的不純潔，有雜質(zhì)或懸浮小顆粒等，都會(huì)引起對(duì)紅外輻射的散射。實(shí)踐證明，溫度愈低的物體輻射的紅外線波長(zhǎng)愈長(zhǎng)。

7、由此在工業(yè)上和軍事上根據(jù)需要有選擇地接收某一范圍的波長(zhǎng)，就可以達(dá)到測(cè)量的目的。二、紅外傳感器的組成與分類1、組成：紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路。2、分類：光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光電檢測(cè)元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、神化鈿、神化睇、確鎘汞三元合金、錯(cuò)及硅摻雜等材料制成。(1)紅外線傳感器依動(dòng)作可分為：1)將紅外線一部份變換為熱，藉熱取出電阻值變化及電動(dòng)勢(shì)等輸出信號(hào)之熱型。2)利用半導(dǎo)體遷徙

8、現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN接合之光電動(dòng)勢(shì)效果的量子型。熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應(yīng)。(2)按照功能能夠分成五類：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)紅外輻射的分布圖象；4)紅外測(cè)距和通信系統(tǒng)；5)混合系統(tǒng)，是指以各類系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。三、紅外傳感器主要物理量(1)響應(yīng)率所謂紅外探測(cè)器的響應(yīng)率就是其輸出電壓與輸入的紅外輻射功率之比。U0r二P式中r一響應(yīng)率(V/W);U0一輸出電壓(V);P一紅外輻射功率(W)。響應(yīng)波長(zhǎng)范圍平I口圖153光電探測(cè)器分譜響應(yīng)曲線紅外探測(cè)器的響應(yīng)

9、率與入射輻射的波長(zhǎng)有一定的關(guān)系，如右圖所示。曲線為熱敏探測(cè)器的特性。熱敏紅外探測(cè)器響應(yīng)率r與波長(zhǎng)入無(wú)關(guān)。光電探測(cè)器的分譜響應(yīng)如圖中線所示。p對(duì)應(yīng)響應(yīng)峰值rp,rp/2于對(duì)應(yīng)為截止波長(zhǎng)入6(3)噪聲等效功率(NEP)若投射到探測(cè)器上的紅外輻射功率所產(chǎn)生的輸出電壓正好等于探測(cè)器本身的噪聲電壓，這個(gè)輻射功率就叫做噪聲等效功率(NEP)。噪聲等效功率是一個(gè)可測(cè)量的(4)探測(cè)率NEP=PUnUorU7設(shè)入射輻射的功率為P,測(cè)得的輸出電壓為U0,然后除去輻射源，測(cè)得探測(cè)器的噪聲電壓為UN,則按比例計(jì)算，要使U0=UN,的輻射功率為經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)NEP與檢測(cè)元件的面積S和放大器帶寬Af乘積的平方根成正比，比

10、例系數(shù)的倒數(shù)稱為探測(cè)率D*。即S-fr-D*=Sf(cm.Hz/W)NEPUnD*實(shí)質(zhì)上就是當(dāng)探測(cè)器的敏感元件具有單位面積、放大器的帶寬為lHz時(shí)的輻射所獲得的信噪比。(5)響應(yīng)時(shí)間紅外探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間就是加入或去掉輻射源的響應(yīng)速度響應(yīng)時(shí)間，而且加入或去掉輻射源的響應(yīng)速度響應(yīng)時(shí)間相等。紅外探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間是比較短的。四、紅外傳感器工作原理：(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

11、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，它具有多種結(jié)構(gòu)。(5)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)出來的電學(xué)效應(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。(6)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)過制冷，設(shè)備可以縮短響應(yīng)時(shí)間，提高探測(cè)靈敏度。(7)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

12、息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式，最后輸送到控制設(shè)備或者顯示器中。(8)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、顯象管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。五、紅外線傳感器的成就：1.紅外探測(cè)器：紅外系統(tǒng)的核心是紅外探測(cè)器，按照探測(cè)的機(jī)理的不同，可以分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類。熱探測(cè)器是利用輻射熱效應(yīng)，使探測(cè)元件接收到輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使探測(cè)器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。檢測(cè)其中某一性能的變化，便可探測(cè)出輻射。多數(shù)情況下是通過熱電變化來探測(cè)輻射的。當(dāng)元件接收輻射，引起非電量的物理變化時(shí)，可以通過適當(dāng)?shù)淖儞Q后測(cè)量相應(yīng)的電量變化。紅外探測(cè)器由光學(xué)系統(tǒng)、敏感元件、前置放大器和信號(hào)調(diào)制

13、器組成，光學(xué)系統(tǒng)是其重要組成部分，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為反射式和透射式兩種。(b>1.浸沒透鏡2.敏感元件3.前置放大器4.聚乙烯薄膜5.次反射鏡6.主反射鏡J2 .無(wú)線紅外傳感器|無(wú)線紅外傳感器又名無(wú)線紅外探測(cè)器，無(wú)線智能幕簾/廣角紅外探測(cè)器采用美國(guó)軍用紅外傳感器進(jìn)行信號(hào)采集探測(cè)與摩托羅拉芯片組合集成單片機(jī)智能技術(shù)控制，自動(dòng)溫度補(bǔ)償，微電流省耗，無(wú)誤報(bào)，無(wú)漏報(bào)，探測(cè)距離遠(yuǎn)，工作穩(wěn)定，性能可靠，外形精巧，美觀大方。機(jī)內(nèi)設(shè)置電源外撥開關(guān)，外出設(shè)防可以接通電源，達(dá)到更加省電的效果。它是根據(jù)人體紅外光譜而工作，當(dāng)人體在其接收范圍內(nèi)活動(dòng)時(shí)，探測(cè)器輸出報(bào)警信號(hào)，廣泛用于銀行、倉(cāng)庫(kù)和家庭等場(chǎng)所的安全

14、防范。它是目前可靠性較高的產(chǎn)品，紅外探測(cè)部分采用報(bào)警器用傳感器和紅外專用處理ICo高頻發(fā)射部分采用最新聲表面（SAW）穩(wěn)頻技術(shù)，配合成熟的外圍電路，使得產(chǎn)品具有紅外探測(cè)靈敏度好、誤報(bào)率低、高頻發(fā)射頻率穩(wěn)定、發(fā)射功率大的特點(diǎn)。幕簾/廣角型探頭工作原理：紅外幕簾/廣角型探頭的防范區(qū)域是以其透鏡始點(diǎn)，向前散發(fā)120度，長(zhǎng)12米的圓錐形的探測(cè)區(qū)域，在這區(qū)域內(nèi)，只要是熱能動(dòng)物在區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，其散發(fā)的紅外熱能將被吸收。3 .熱電型紅外線傳感器熱電型紅外線傳感器系接受檢知對(duì)象物所發(fā)出的紅外線，因此是被動(dòng)型請(qǐng)參照?qǐng)D2（a）,由于不是圖（b）所示的主動(dòng)型，所以并不需要校對(duì)投光器、受光器之光軸等煩瑣的作業(yè)。I紅外線

15、（a）被動(dòng)型（b）主動(dòng)型圖2人體檢知的方法4 .紅外測(cè)溫儀此設(shè)備由紅外傳感器和顯示報(bào)警系統(tǒng)兩部分組成，它們之間通過專用的五芯電纜連接。安裝時(shí)將紅外傳感器用支架固定在通道旁邊或大門旁邊等地方，使得被測(cè)人與紅外傳感器之間的距離相距35CM。在其旁邊擺放一張桌子，放置顯示報(bào)警系統(tǒng)。只要被測(cè)人在指定位置站立1秒鐘以上，紅外快速檢測(cè)儀就可準(zhǔn)確測(cè)量出旅客體溫。一旦受測(cè)者體溫超過38°C,測(cè)溫儀的紅燈就會(huì)閃亮，同時(shí)發(fā)出蜂鳴聲提醒檢查人員。如圖是目前最常見的紅外測(cè)溫儀結(jié)構(gòu)框圖。它是光、機(jī)、電一體化的紅外測(cè)溫系統(tǒng)。圖中的光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)固定焦距的透視系統(tǒng)，濾光片一般采用只允許814um的紅外輻射能通過的

16、材料。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)調(diào)制盤轉(zhuǎn)動(dòng)，將被測(cè)的紅外輻射調(diào)制成交變的紅外輻射射線。紅外探測(cè)器一般為熱釋電探測(cè)器，透鏡的焦點(diǎn)落在其光敏面上。被測(cè)目標(biāo)的紅外通過透鏡聚焦在紅外探測(cè)器上，紅外探測(cè)器將紅外輻射變換為電信號(hào)輸出。紅外測(cè)溫儀電路比較復(fù)雜，包括前置放大器、選頻放大、溫度補(bǔ)償、線性化、發(fā)射率調(diào)節(jié)等。目前已經(jīng)有一種帶單片機(jī)的智能紅外測(cè)溫儀，利用單片機(jī)與軟件的功能，大大簡(jiǎn)化了硬件電路，提高了儀表的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性。紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)可以是透射式，也可以是反射式。紅外溫度快速檢測(cè)儀為在人流量較大的公共場(chǎng)所降低非典的擴(kuò)散和傳播提供快速、非接觸測(cè)量手段，可廣泛用于機(jī)場(chǎng)、海關(guān)、車站、賓館、商場(chǎng)、影院、寫字樓

17、、學(xué)校等人流量較大的公共場(chǎng)所，對(duì)體溫超過380C的人員進(jìn)行有效篩選。5 .熱釋紅外線傳器熱釋紅外線傳器主要由高熱電系數(shù)的皓鈦酸鉛系陶瓷以及鋰酸鋰、硫酸三甘鈦等配合濾光鏡片窗口組成它能以非接觸形式檢測(cè)出物體放射出來的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：一般人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10U2右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向

18、外釋放電荷，電后續(xù)電路經(jīng)檢驗(yàn)處理后即可產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。(1)這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。(2)為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲尼爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。(3)被動(dòng)紅外探頭，具傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。(4) 一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而

19、報(bào)警。(5)菲尼爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距(感應(yīng)距離)，從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場(chǎng)，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。在電子防盜、人體探測(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。6 .紅外溫度檢測(cè)系統(tǒng)自然界一切溫度高于絕對(duì)零度(-273.15°C)的物體，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，都在不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波，其輻射能量密度與物體本身的溫度關(guān)系符合普朗克(Plank)定律。人體主要輻射波長(zhǎng)在910仙m的紅外線，通過對(duì)人體自身輻射紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定人體表面溫度。由于該波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸收，

20、因而可利用人體輻射的紅外能量精確地測(cè)量人體表面溫度。人體的紅外輻射特性與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系，因此，通過對(duì)人體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定人體表面溫度。紅外溫度測(cè)量技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試速度快，1秒鐘以內(nèi)可測(cè)試完畢。由于它只接收人體對(duì)外發(fā)射的紅外輻射，沒有任何其它物理和化學(xué)因素作用于人體，所以對(duì)人體無(wú)任何害處。7 .夜視儀紅外夜視儀是利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的軍用夜視儀器。它分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種：前者用紅外探照燈照射目標(biāo)，接收反射的紅外輻射形成圖像；紅外夜視儀不是利用目標(biāo)自身發(fā)射的紅外輻射來獲得目標(biāo)的信息，而是靠紅外探照燈發(fā)射的紅外輻射去“照明”目標(biāo)，并接收目標(biāo)反射的紅外線來偵察

21、和顯示目標(biāo)，所以，又被稱為“主動(dòng)式紅外夜視儀”。后者不發(fā)射紅外線，依靠目標(biāo)自身的紅外輻射形成“熱圖像”，故稱為“熱像儀”熱像儀又被稱作“被動(dòng)式紅外夜視儀”，它本身不發(fā)出紅外輻射，只接收目標(biāo)的紅外輻射，并轉(zhuǎn)換成人眼可見的紅外圖象，圖象反映了目標(biāo)各部分的紅外輻射強(qiáng)度。如今，這種夜視功能也早被應(yīng)用在攝影機(jī)中，并且有了快速的發(fā)展。索尼數(shù)碼攝像機(jī)首創(chuàng)了紅外線夜視攝影功能，能夠使攝像機(jī)在全黑環(huán)境下進(jìn)行拍攝，甚至連肉眼也不能分辨清楚的物體，現(xiàn)在也可以清晰地拍攝下來。這種夜視的特點(diǎn)是可以在完全沒有光線的條件下進(jìn)行拍攝，但由于采用的是紅外攝影，無(wú)法進(jìn)行彩色的還原，所以拍攝出來的畫面是單色的，影像會(huì)變綠。不久之后

22、，索尼又推出了擁有超級(jí)紅外線夜視攝功能的數(shù)碼攝像機(jī)，紅外線功能的慢速快門為2段選擇，超級(jí)紅外線夜攝功能的慢速快門為自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以獲得更好的影像效果。譬如說，在美國(guó)空襲伊拉克時(shí)，伊拉克首都大部分地區(qū)都處于停電狀態(tài)，這時(shí)除了防空曳光彈和導(dǎo)彈爆炸引起的火光以外就只有月光或星光照明，能見度極差。我們?cè)陔娨曅侣勆峡吹降膹默F(xiàn)場(chǎng)傳回來的錄像片的畫面都呈現(xiàn)綠色，說明電視記者在拍攝時(shí)使用了紅外線夜視儀，導(dǎo)致影像是綠色的，但是如果不使用紅外攝像技術(shù)，那么我們從電視畫面上將只能聽到聲音，而看不到任何影像。需要注意的：因?yàn)榧t外線夜視攝影儀的前提是數(shù)碼攝像機(jī)能發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照亮被拍攝的物體，所以說它的拍

23、攝距離是有一定限制的，如果攝像機(jī)發(fā)出的紅外線到達(dá)不了要拍攝的物體，那么當(dāng)然就什么也拍不到了。8 .紅外氣體分析儀外線氣體分析儀，是利用紅外線進(jìn)行氣體分析“它基于待分析組分的濃度不同，吸收的輻射能不同，剩下的輻射能使得檢測(cè)器里的溫度升高不同，動(dòng)片薄膜兩邊所受的壓力不同，從而產(chǎn)生一個(gè)電容檢測(cè)器的電信號(hào)”這樣，就可間接測(cè)量出待分析組分的濃度-根據(jù)紅外輻射在氣體中的吸收帶的不同，可以對(duì)氣體成分進(jìn)行分析。例如，二氧化碳對(duì)于波長(zhǎng)為2.74.33pm和14.5pm紅外光吸收相當(dāng)強(qiáng)烈，并且吸收譜相當(dāng)?shù)膶?，即存在吸收帶。根?jù)實(shí)驗(yàn)分析，只有4.33pm吸收帶不受大氣中其他成分影響，因此可以利用這個(gè)吸收帶來判別大氣

24、中的CO2的含量。9 .紅外無(wú)損探傷儀紅外無(wú)損探傷儀可以用來檢查部件內(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。六、紅外傳感器的應(yīng)用：紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量，氣體成分分析和無(wú)損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。1、在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用：采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖，應(yīng)用電路：人體焦耳式體溫感測(cè)O+12V20K焦耳式體溫傳感器由于靜電效應(yīng)輸出阻抗很高，因此基板之一側(cè)連接一FET作為阻抗匹配的電壓隨耦器，工作時(shí)需加直流于D極和S極。當(dāng)人體接近感知器時(shí)，在源極（S）端感應(yīng)一脈沖信號(hào)，送至運(yùn)算放大器做一正向放大器。調(diào)整VR1MD,可改變輸出的放大倍數(shù)?？梢园l(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療；例：人體熱釋電紅外傳感器和應(yīng)用介紹被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：一般人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10UM左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進(jìn)行工作的。2、在空間技術(shù)上的應(yīng)用：利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳