紅外傳感器的測(cè)量原理和發(fā)展趨勢(shì)

　　紅外傳感器定義

　　工程上把紅外線占據(jù)在電磁波譜中的位置（波段）分為：近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四個(gè)波段。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。

　　紅外傳感器的測(cè)量基礎(chǔ)原理

　　首先了解一下紅外光。紅外光是太陽光譜的一部分，紅外光的更大特點(diǎn)就是具有光熱效應(yīng)，輻射熱量，它是光譜中更大光熱效應(yīng)區(qū)。紅外光一種不可見光，與所有電磁波一樣，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。紅外光在真空中的傳播速度為300000Km/s。紅外光在介質(zhì)中傳播會(huì)產(chǎn)生衰減，在金屬中傳播衰減很大，但紅外輻射能透過大部分半導(dǎo)體和一些塑料，大部分液體對(duì)紅外輻射吸收非常大。

　　不同的氣體對(duì)其吸收程度各不相同，大氣層對(duì)不同波長的紅外光存在不同的吸收帶。研究分析表明，對(duì)于波長為1～5μm、 8～14μm區(qū)域的紅外光具有比較大的“透明度”。即這些波長的紅外光能較好地穿透大氣層。自然界中任何物體，只要其溫度在絕對(duì)零度之上，都能產(chǎn)生紅外光輻射。紅外光的光熱效應(yīng)對(duì)不同的物體是各不相同的，熱能強(qiáng)度也不一樣。例如，黑體（能全部吸收投射到其表面的紅外輻射的物體）、鏡體（能全部反射紅外輻射的物體）、透明體（能全部穿透紅外輻射的物體）和灰體（能部分反射或吸收紅外輻射的物體）將產(chǎn)生不同的光熱效應(yīng)。

　　嚴(yán)格來講，自然界并不存在黑體、鏡體和透明體，而絕大部分物體都屬于灰體。上述這些特性就是把紅外光輻射技術(shù)用于衛(wèi)星遙感遙測(cè)、紅外跟蹤等軍事和科學(xué)研究項(xiàng)目的重要理論依據(jù)。

　　紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，紅外輻射的能量就越強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，太陽光譜各種單色光的熱效應(yīng)從紫色光到紅色光是逐漸增大的，而且更大的熱效應(yīng)出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍內(nèi)，因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或熱射線。

　　紅外傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

　　1、智能化：目前的紅外傳感器主要結(jié)合外圍設(shè)備來使用，而智能傳感器內(nèi)置微處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器與控制單元的雙向通信，具有小型化、數(shù)字通信、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，能夠單獨(dú)作為一個(gè)模塊獨(dú)立工作。

　　2、微型化：傳感器微型化一個(gè)必然趨勢(shì)?，F(xiàn)在應(yīng)用中，由于紅外傳感器的體積問題，導(dǎo)致其使用程度遠(yuǎn)不如熱電隅來的好。所以紅外傳感器微型化便攜與否對(duì)其發(fā)展前途的影響是不可忽略的。

　　3、高靈敏度及高性能：在醫(yī)學(xué)上，人體體溫測(cè)試方面，紅外傳感器因測(cè)量的快速性而得到了相當(dāng)?shù)膽?yīng)用，但局限于其準(zhǔn)確度不高而沒辦法取代現(xiàn)有的體溫測(cè)量方法。因此，紅外傳感器高靈敏度及高性是其未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　雖然現(xiàn)階段的紅外傳感器還有很多的不足，但紅外傳感器已經(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，也將有更廣闊的應(yīng)用范圍。