常見的紅外線傳感器有哪些？

常見紅外傳感器可分為熱傳感器和光子傳感器。

一、熱傳感器

熱傳感器是利用入射紅外輻射引起傳感器的溫度變化，進而使有關物理參數發(fā)生相應的變化，通過測量有關物理參數的變化來確定紅外傳感器所吸收的紅外輻射。

熱探測器的主要優(yōu)點是相應波段寬，可以在室溫下工作，使用簡單。但是，熱傳感器相應時間較長，靈敏度較低，一般用于低頻調制的場合。

熱傳感器主要類型有：熱敏傳感器型，熱電偶型，高萊氣動型和熱釋放電型四種。

1、熱敏電阻型傳感器

熱敏電阻是由錳、鎳、鈷的氧化物混合后燒解而成的，熱敏電阻一般制成薄片狀，當紅外輻射照射在熱敏電阻上，其溫度升高，電阻值減少。測量熱敏電阻值變化的大小，即可得知入射的紅外輻射的強弱，從而可以判斷產生紅外輻射物體的溫度。

2、熱電偶型傳感器

熱電偶是由熱電功率差別較大的兩種材料構成。當紅外輻射到這兩種金屬材料構成的閉合回路的接點上時，該接點溫度升高。而另一個沒有被紅外輻射輻照的接點處于較低的溫度，此時，在閉合回路中將產生溫差電流。同時回路中產生溫差電勢，溫差電勢的大小，反映了接點吸收紅外輻射的強弱。利用溫差電勢現象制成的紅外傳感器稱為熱電偶型紅外傳感器，因其時間常數較大，相應時間較長，動態(tài)特性較差，調制頻率應限制在10HZ以下。

3、萊氣動型傳感器

高萊氣動型傳感器是利用氣體吸收紅外輻射后，溫度升高，體積增大的特性，來反映紅外輻射的強弱。它有一個氣室，以一個小管道與一塊柔性薄片相連。薄片的背向管道一面是反射鏡。氣室的前面附有吸收模，它是低熱容量的薄膜。紅外輻射通過窗口入射到吸收模上，吸收模將吸收的熱能傳給氣體，使氣體溫度升高，氣壓增大，從而使柔鏡移動。在室的另一邊，一束可見光通過柵狀光欄聚焦在柔鏡上，經柔鏡反射回來的柵狀圖像又經過柵狀光欄投射到光電管上。當柔鏡因壓力變化而移動時，柵狀圖像與柵狀光欄發(fā)生相對位移，使落到光電管上的光量發(fā)生改變，光電管的輸出信號也發(fā)生變化，這個變化量就反映出入射紅外輻射的強弱。這種傳感器的特點是靈敏度高，性能穩(wěn)定。但響應時間性長，結構復雜，強度較差，只適合于實驗室內使用。

4、熱釋電型傳感器

熱釋電型傳感器是一種具有極化現象的熱晶體或稱“鐵電體”。鐵電體的極化強度（單位面積上的電荷）與溫度有關。當紅外線輻射照射到已經極化的鐵電體薄片表面上時，引起薄片溫度升高，使其極化強度降低，表面電荷減少，這相當于釋放一部分電荷，所以叫做熱釋電型傳感器。如果將負載電阻與鐵電體薄片相連，則負載電阻上便產生一個電信號輸出。輸出信號的大小，取決于薄片溫度變化的快慢，從而反映入射的紅外輻射的強弱。由此可見，熱釋電型紅外傳感器的電壓響應率正比于入射輻射變化的速率。當恒定的紅外輻射照射在熱釋電傳感器上時，傳感器沒有電信號輸出。只有鐵電體溫度處于變化過程中，才有電信號輸出。所以，必須對紅外輻射進行調制（或稱斬光），使恒定的輻射變成交變輻射，不斷的引起傳感器的溫度變化，才能導致熱釋電產生，并輸出交變的信號。

二、光子傳感器

光子傳感器是利用某些半導體材料在入射光的照射下，產生光子效應，使材料電學性質發(fā)生變化。通過測量電學性質的變化，可以知道紅外輻射的強弱。利用光子效應所制成的紅外傳感器。統稱光子傳感器。光子傳感器的主要特點靈敏度高，響應速度快，具有較高的響應頻率。但其一般須在低溫下工作，探測波段較窄。

按照光子傳感器的工作原理，一般可分為內光電和外光電傳感器兩種，后者又分為光電導傳感器、光生伏特傳感器和光磁電傳感器等三種。

1、光電導傳感器

當紅外輻射照射在某些半導體材料表面上時，半導體材料中有些電子和空穴可以從原來不導電的束縛狀態(tài)變?yōu)槟軐щ姷淖杂蔂顟B(tài)，使半導體的導電率增加，這種現象叫光電導現象。利用光電導現象制成的傳感器稱為光導傳感器，如硫化鉛、硒化鉛、銻化銦、碲隔汞等材料都可制光電導傳感器。使用光電導傳感器時，需要制冷和加一定的偏壓，否則會使響應率降低，噪聲大，響應波段窄，以致使紅外線傳感器損壞。

2、光生伏特傳感器

當紅外輻射照射在某些半導體材料的PN結上時，在結內電場的作用下，自由電子移向N區(qū)，如果PN結開路，則在PN結兩端便產生一個附加電勢，稱為光生電動勢。利用這個效應制成的傳感器或PN結傳感器。常用的材料為砷化銦、銻化銦、碲化汞、碲錫鉛等幾種。

3、光磁電傳感器

當紅外輻射照射在某些半導體材料表面上時，半導體材料中有些電子和空穴將向內部擴散，在擴散中若受強磁場的作用，電子與空穴則各偏向一方，因而產生開路電壓，這種現象稱為光磁電效應。利用此效應制成的紅外傳感器，叫做光磁電傳感器。

光磁電傳感器不需致冷，響應波段可達7μM左右，時間常數小，響應速度快，不用加偏壓，內阻極低，噪聲小，有良好的穩(wěn)定性和可靠性。但其靈敏度低，低噪聲前置放大器制作困難，因而影響了使用。