紅外傳感器工作原理
先來說紅外傳感器背后的物理學(xué)由三個(gè)定律決定：
普朗克輻射定律：溫度T不等于0 K的每個(gè)物體都會(huì)發(fā)射輻射；
Stephan Boltzmann定律：黑體在所有波長發(fā)射的總能量與絕對溫度有關(guān)；
Wein的位移定律：不同溫度的物體發(fā)出的光譜在不同波長處達(dá)到峰值；
所有溫度大于絕對零度（0開爾文）的物體都具有熱能，因此是紅外輻射源。
紅外傳感器工作原理流程：
?。? ）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。
?。? ）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。
?。? ）輻射調(diào)制器。對來自待測目標(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)。
?。? ）紅外探測器。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)。此類探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類型。
?。? ）探測器制冷器。由于某些探測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，提高探測靈敏度。
（7 ）信號(hào)處理系統(tǒng)。將探測的信號(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。
依照上面的流程，紅外系統(tǒng)就可以完成相應(yīng)的物理量的測量。
紅外傳感器的種類
紅外線是一種人類肉眼看不見的光，所以，它具有光的一切光線的所有特性。但同時(shí)，紅外線還有一種還具有非常顯著的熱效應(yīng)。所有高于絕對零度即-273℃的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。
根據(jù)發(fā)出方式不同，紅外傳感器可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。
主動(dòng)紅外傳感器的發(fā)射機(jī)發(fā)出一束經(jīng)調(diào)制的紅外光束，被紅外接收機(jī)接收，從而形成一條紅外光束組成的警戒線。當(dāng)遇到樹葉、雨、小動(dòng)物、雪、沙塵、霧遮擋則不應(yīng)報(bào)警，人或相當(dāng)體積的物品遮擋將發(fā)生報(bào)警。
被動(dòng)紅外傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線來進(jìn)行工作的。傳感器器收集外界的紅外輻射進(jìn)而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時(shí)就會(huì)向外釋放電荷，檢測處理后產(chǎn)生報(bào)警。
紅外傳感器的應(yīng)用
1、 在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對疾病進(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10UM左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測人體發(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)；采用紅外線傳感器可檢測飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過熱情況等。
3、在軍事上的應(yīng)用
遙感就是用裝在平臺(tái)上的傳感器來收集（測定）由對象輻射或（和）反射來的電磁波，再通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，獲得對象信息的技術(shù)。遙感中可以使用可見光和近紅外區(qū)的電磁波進(jìn)行遙感，不僅如此，另外有兩類技術(shù)也在遙感中大顯身手。其一是使用熱紅外和熱成像技術(shù)，主要是利用了物體的輻射特性。其二是利用微波遙感器進(jìn)行遙感。微波遙感分為被動(dòng)式和主動(dòng)式。主動(dòng)式的微波遙感器主要是側(cè)視雷達(dá)。
遙感在軍事科學(xué)上的應(yīng)用是顯然的，因?yàn)榭梢赃h(yuǎn)距離地觀察目標(biāo)，而且可以獲得相對宏觀的分析數(shù)據(jù)。在軍事上，遙感的用途大致有：首先是對目標(biāo)國家和地區(qū)的資源狀況的監(jiān)視。通過有效地監(jiān)視資源及其變化，可以幫助確定戰(zhàn)略的目標(biāo)。其次，監(jiān)視對方軍事部署和大規(guī)模的軍事移動(dòng)。許多軍事部署的位置信息可以通過高精度的衛(wèi)星遙感獲得，大規(guī)模的軍事移動(dòng)也容易在遙感器上留下痕跡，這些都對于對應(yīng)國家采取相應(yīng)的措施提供了快速而有效的信息。其次，在具體的作戰(zhàn)當(dāng)中，遙感可以幫助分析局部的地形、資源狀況，從而幫助己方進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)的方案判斷。各種軍用衛(wèi)星的發(fā)射，也為全方位地監(jiān)視目標(biāo)提供了基礎(chǔ)。現(xiàn)代戰(zhàn)爭作為數(shù)字化的戰(zhàn)爭，信息在戰(zhàn)爭中是至關(guān)重要的，遙感作為一項(xiàng)能夠大范圍、高精度、快速獲得信息的技術(shù)，必然能夠在未來的戰(zhàn)爭中獲得更多的應(yīng)用。
4、環(huán)境工程上的應(yīng)用
微波遙感用在大氣的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測量上，在海洋學(xué)、油污探測、融雪測定等方面都有應(yīng)用。