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組員：徐陽東胡維波劉磊,紅外傳感器及其應(yīng)用,一：紅外傳感器的定義二：紅外傳感系統(tǒng)的分類三：紅外傳感系統(tǒng)的工作原理四：紅外傳感器的應(yīng)用五：紅外傳感器的發(fā)展前景,紅外線傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的傳感器。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)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。如右圖就是一種常見的紅外傳感器——雙元熱釋電紅外傳感器,紅外傳感器：,紅外傳感系統(tǒng)：,按照功能分為五大類：1、輻射計，用于輻射和光譜測量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它的運(yùn)動進(jìn)行跟蹤3、熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個目標(biāo)紅外輻射的分布圖像4、紅外測距和通信系統(tǒng)5、混合系統(tǒng)，是指以上各類系統(tǒng)中的兩個或者多個的組合,（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。待測目標(biāo)的紅外輻射通過地球大氣層時，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感器。相當(dāng)于雷達(dá)天線，常用是物鏡。（4）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。又稱調(diào)制盤和斬波器，它具有多種結(jié)構(gòu)。（5）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、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。,紅外傳感系統(tǒng)組成和工作原理：,（6）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)出的電學(xué)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。（7）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)時間，提高探測靈敏度。（8）信號處理系統(tǒng)。將探測的信號進(jìn)行放大、濾波，并從這些信號中提取出信息。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。,紅外傳感器的應(yīng)用,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。紅外探測器應(yīng)用可以用于非接觸式的溫度測量，氣體成分分析，無損探傷，熱像檢測，紅外遙感以及軍事目標(biāo)的偵察、搜索、跟蹤和通信等。下面我們看看紅外傳感器在生活，工業(yè)，農(nóng)業(yè)，軍事，機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用。,1、紅外傳感器在生活中的應(yīng)用紅外線遙控鼠標(biāo)器：在機(jī)械式鼠標(biāo)器底部有一個露出一部分的塑膠小球,當(dāng)鼠標(biāo)器在操作桌面上移動時,小球隨之轉(zhuǎn)動在鼠標(biāo)器內(nèi)部裝有三個滾軸與小球接觸,其中有兩個分別是X軸方向和Y軸方向滾軸,用來分別測量X軸方向和Y軸方向的移動量,另一個是空軸,僅起支撐作用。拖動鼠標(biāo)器時,由于小球帶動三個滾軸轉(zhuǎn)動,X軸方向和Y軸方向滾軸又各帶動一個轉(zhuǎn)軸(稱為譯碼輪)轉(zhuǎn)動譯碼輪兩側(cè)分別裝有紅外發(fā)光二極管和光敏傳感器,組成光電耦合器。光敏傳感器內(nèi)部沿垂直方向排列有兩個光敏晶體管A和B。由于譯碼輪有間隙,故當(dāng)譯碼輪轉(zhuǎn)動時,紅外發(fā)光二極管發(fā),出的紅外線時而照在光敏傳感器上,時而被阻斷,從而使光敏傳感器輸出脈沖信號。光敏晶體管A和B被安放的位置使得其光照和阻斷的時間有差異,從而產(chǎn)生的脈沖A和脈沖B有一定的相位差,利用這種方法,就能測出鼠標(biāo)器的拖動方向。右圖則為鼠標(biāo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，里面含有紅外傳感器。,紅外線遙控鼠標(biāo)器工作原理,紅外遙控器：在我們的家用電器中，很多都用到紅外遙控器，比如我們電視遙控器，用紅外遙控器控制控制智能冰箱，洗衣機(jī)，空調(diào)，還有私家汽車車門等等都能看到紅外遙控器的用武之地。,液晶電視紅外遙控器,各式各樣的紅外遙控器,紅外線遙控的原理,由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備環(huán)形繞線機(jī)中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成。應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作，如圖1所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。,,2、紅外傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用紅外無損探傷儀：紅外無損探傷儀可以用來檢查部件內(nèi)部缺陷，對部件結(jié)構(gòu)無任何損傷。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；為了檢測金屬材料的內(nèi)部裂縫，也可利用紅外探傷儀。將紅外輻射對金屬板進(jìn)行均勻照射，利用金屬對紅外輻射的吸收與縫隙(含有某種氣體或真空)對紅外輻射的吸收所存在的差異，可以探測出金屬斷裂空隙。當(dāng)紅外輻射掃描器連續(xù)發(fā)射一定波長的紅外光通過金屬板時，在金屬板另一側(cè)的紅外接收器也同時連續(xù)接收到經(jīng)過金屬板衰減的紅外光；如果金屬板內(nèi)部無斷裂，輻射掃描器在掃描過程中，紅外接收器收到的是等量的紅外輻射；,多晶硅紅外無損探測儀,,如果金屬板內(nèi)部存在斷裂，紅外接收器在輻射掃描器在掃描到斷裂處時所接收到的紅外輻射值與其他地方不一致，利用圖像處形技術(shù)，就可以顯示出金屬板內(nèi)部缺陷的形狀。,下面我們再來看看一些紅外傳感所做成的工業(yè)產(chǎn)品圖片，讓我們對它有個更好的了解。,紅外成像儀,非接觸式紅外測溫儀,光電／紅外傳感器在軍事上的應(yīng)用主要包括：瞄準(zhǔn)吊艙；直升機(jī)；無人機(jī)；預(yù)警機(jī)；偵察車；艦艇用新型偵察技術(shù)等等。關(guān)于這方面的內(nèi)容本文不做什么詳細(xì)的原理探討，只是給大家看一些這方面的圖片，吸引下大家的眼球。,3、紅外傳感器應(yīng)用在軍事上,美國空軍F-16戰(zhàn)斗機(jī)，機(jī)腹下掛載的狙擊手增程型紅外瞄準(zhǔn)吊艙,諾斯羅普-格魯門公司研制的萊特寧先進(jìn)瞄準(zhǔn)吊艙系統(tǒng),諾斯羅普格魯曼公司的RQ-4A“全球鷹”,“全球鷹”可同時攜帶光電、紅外傳感系統(tǒng)和合成孔徑雷達(dá)。光電傳感器工作在0.4到0.8微米波段，紅外傳感器在3.6到5微米波段。光電系統(tǒng)包括第三代紅外傳感器和一個柯(KODAK)數(shù)字式電耦合器(CCD)。合成孔徑雷達(dá)具有一個X波段、600MHZ、3.5千瓦峰值的活動目標(biāo)指示器,最新研制先進(jìn)的無人轟炸機(jī),隨著時代和科技的發(fā)展，越來越多的智能產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的面前。我們之所以稱它們智能，是因?yàn)樗麄儞碛幸粋€比較發(fā)達(dá)的“大腦”當(dāng)然，這個大腦就是計算機(jī)。除了這個大腦以為，還有一個使它們具有智能化的重要原因就是在它們的內(nèi)部擁有各式各樣的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器。這樣就使得它們擁有人類一樣的嗅覺，視覺，觸覺，聽覺等等。右圖是現(xiàn)在全世界非常著名的QRIO機(jī)器人在打太極拳的圖片,4、紅外傳感器應(yīng)用在智能機(jī)器人中,前面提到的機(jī)器人應(yīng)該代表著機(jī)器人的最高端水平，下面來看看和我們有些接觸和設(shè)計到的機(jī)器人。,超級紅外遙控智能機(jī),避障紅外傳感電子小車,紅外遙控避障小車,紅外遙控避障小車是大學(xué)生比較喜歡制作的一種電子小車，也是相對而言比較容易制作的，現(xiàn)在在大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室中很多都能見到這種小車的身影。是比較能夠鍛煉本科生的動手實(shí)踐能力的。,由此可預(yù)見，未來傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的越來越高的要求是傳感器技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動力。而現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)則提供了堅強(qiáng)的后盾。二十一世紀(jì)，人們一方面通過提高與改善傳感器的技術(shù)性能；一方面通過尋找新原理、新材料、新工藝及新功能來改善傳感器性能，制造出更多的傳感器．而紅外線傳感器作為其中的一部分也必將得到更大的發(fā)展。,小結(jié)：,講解到此結(jié)束！謝謝觀看,