日期：2023-10-05
紅外 (IR) 發(fā)射管是一種用于測量和檢測周圍環(huán)境中的紅外輻射的電子設(shè)備。那么什么是紅外線輻射呢?紅外輻射 - 也稱為紅外光 - 是指波長比可見光更長的電磁輻射。事實(shí)上，據(jù)說它涵蓋了大約 1 毫米到大約 700 納米的波長(可見光譜的標(biāo)稱紅邊)。因此，人眼看不見它，但可以通過皮膚上的溫暖感覺來檢測。紅外輻射 (IR) 是天文學(xué)家威廉·赫歇爾 (William Herschel) 在 1800 年偶然發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)他計(jì)算每種顏色的光(由棱鏡分隔)的溫度時(shí)，赫歇爾觀察到紅光之外的溫度最高。值得注意的是，雖然紅外線的波長比可見光的波長長，但它們在很大程度上處于相同的電磁頻譜上。任何散發(fā)熱量的物體(基本上溫度高于五開氏度)都會發(fā)出紅外線輻射。
紅外發(fā)射管一、類型
紅外發(fā)射管有兩種類型：主動紅外傳感器和被動紅外發(fā)射管。主動紅外發(fā)射管，主動紅外傳感器發(fā)射并檢測紅外輻射。它們由兩部分組成：發(fā)光二極管 (LED) 和接收器。當(dāng)物體靠近發(fā)射管時(shí)，LED 發(fā)出的紅外光會從物體上反射出來并被接收器檢測到。因此，主動紅外傳感器充當(dāng)接近傳感器，通常用于機(jī)器人等障礙物檢測系統(tǒng)。
紅外發(fā)射管二、組件
另一方面，被動紅外傳感器僅檢測紅外輻射;它們不會從 LED 發(fā)出光。被動紅外傳感器 (PIR) 由以下組件組成： 兩條熱釋電材料條(熱釋電傳感器);紅外濾光片可阻擋所有其他波長的光;菲涅耳透鏡，可將多個(gè)角度的光線收集到一個(gè)點(diǎn);以及一個(gè)外殼單元，用于保護(hù)傳感器免受其他環(huán)境變量(例如溫度和濕度)的影響。PIR 傳感器主要用于基于 PIR 的運(yùn)動檢測器。
紅外發(fā)射管三、如何工作?
紅外發(fā)射管的工作原理與物體檢測傳感器的工作原理相同。該傳感器通常具有一個(gè)紅外 LED 和一個(gè)紅外光電二極管，將這兩者結(jié)合起來可以使用光電耦合器或光耦合器。IR LED 基本上是發(fā)射紅外輻射的發(fā)射器;它看起來與標(biāo)準(zhǔn) LED 類似。而且由于它產(chǎn)生的輻射不是人眼看不見的;輻射由光電二極管形式的紅外發(fā)射管檢測。紅外光電二極管響應(yīng)紅外 LED 產(chǎn)生的紅外光。光電二極管的電阻和輸出電壓的變化與紅外光成正比。然而，必須記住，紅外光電二極管與普通光電二極管不同，因?yàn)樗鼈儍H檢測紅外輻射。紅外發(fā)射器產(chǎn)生發(fā)射后，它到達(dá)物體，一些發(fā)射會反彈或反射回紅外接收器。根據(jù)響應(yīng)的強(qiáng)度，傳感器輸出由紅外接收器決定。
紅外發(fā)射管四、應(yīng)用
如今，紅外發(fā)射管已用于許多領(lǐng)域，所有這些領(lǐng)域都有其無數(shù)的應(yīng)用。例如，速度傳感器用于同步多個(gè)電機(jī)的速度。溫度傳感器用于工業(yè)溫度控制。被動紅外傳感器(又名 PIR 傳感器)用于自動開門系統(tǒng)，而超聲波傳感器用于測量距離。除了用于基于發(fā)射管的項(xiàng)目之外，紅外傳感器還廣泛用于下述的電器/電子設(shè)備。
紅外發(fā)射管五、紅外成像設(shè)備
紅外發(fā)射管的主要應(yīng)用之一是紅外成像設(shè)備;想想熱成像儀、夜視設(shè)備(夜視攝像機(jī))、紅外天文學(xué)等。盡管紅外輻射肉眼看不見，但水、巖石、土壤、植被、大氣甚至人體組織都會發(fā)射紅外輻射。熱紅外探測器可以測量紅外范圍內(nèi)的這些輻射，并共享圖像上物體/區(qū)域的溫度分布。輻射溫度計(jì)，紅外傳感器用于輻射溫度計(jì)，用于根據(jù)物體發(fā)出的熱輻射來測量物體的溫度。這些溫度計(jì)的使用主要是因?yàn)樗鼈兡軌蛟诓恢苯咏佑|物體的情況下測量溫度、響應(yīng)時(shí)間更快并且易于進(jìn)行模式測量。
紅外發(fā)射管六、暗電流
紅外光電二極管用作紅外接收器，用于檢測從紅外 LED 反射的光線。光電二極管基本上是一個(gè)反向偏置 PN 結(jié)二極管。當(dāng)光電二極管暴露在光線下時(shí)，二極管兩端的電阻會降低。從而增大反向電流。如果光電二極管沒有暴露在光線下，二極管兩端的電阻就會很高。因此，反向電流將非常小。該電流也稱為暗電流。根據(jù)波長、電壓、封裝和其他因素，紅外接收器有多種類型。當(dāng)用于紅外發(fā)射器-接收器組合時(shí)，接收器的波長應(yīng)與發(fā)射器的波長匹配。這些光肉眼不可見，但可以通過相機(jī)看到。這就是為什么這些紅外傳感器用于夜視攝像機(jī)的原因。當(dāng)光線照射到紅外傳感器上時(shí)，光電二極管會根據(jù)電阻變化做出響應(yīng)。這種電阻的變化是用電壓來測量的。該模塊可以通過幾個(gè)限流電阻直接連接到微控制器、Arduino 或 Raspberry Pi。
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