日期：2024-10-08
如今，隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)控制與檢測(cè) 在工業(yè)控制和人們的日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，而傳感器是自動(dòng)控制和信息采集系統(tǒng)中的重要組成部分。傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或檢測(cè)的信號(hào)(一般為電信號(hào))，再利用計(jì)算機(jī)或電路設(shè)備對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于傳感器的響應(yīng)時(shí)間一般都比較短，因此可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
紅外對(duì)管一、類(lèi)型
紅外對(duì)管是一種常見(jiàn)的傳感器類(lèi)型。紅外傳感器用于檢測(cè)紅外輻射，自然界中任何物體只要高于絕對(duì)零度，都會(huì)向外輻射紅外能量，因此非常實(shí)用。此外，基于紅外傳感器可以設(shè)計(jì)出許多實(shí)用的傳感器模塊，例如紅外測(cè)溫儀、紅外成像儀、紅外報(bào)警器、自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)等。紅外對(duì)管是利用紅外線的物理特性進(jìn)行測(cè)量的，紅外線具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性，它是不可見(jiàn)光，其光譜位于可見(jiàn)光中的紅色之外，所以叫紅外光。(1)熱敏電阻傳感器熱敏電阻是由錳、鎳、鈷的混合氧化物經(jīng)燒結(jié)而成，熱敏電阻一般制成薄片狀，當(dāng)紅外線照射到熱敏電阻上時(shí)，其溫度升高，電阻值減小，通過(guò)測(cè)量熱敏電阻的阻值變化 ，就可以得到入射紅外輻射的強(qiáng)度，從而可以測(cè)定物體的溫度。
紅外對(duì)管二、熱電偶
熱電偶是由兩種熱電勢(shì)相差很大的材料所構(gòu)成，當(dāng)紅外輻射照射到這兩種金屬材料所構(gòu)成的閉合電路的接點(diǎn)上時(shí)，該接點(diǎn)的溫度升高，而沒(méi)有受到紅外輻射照射的另一接點(diǎn)則處于較低的溫度。同時(shí)在電路中產(chǎn)生熱電流和熱電動(dòng)勢(shì)，熱電流的大小反映接點(diǎn)吸收紅外輻射的強(qiáng)度。利用熱電動(dòng)勢(shì)現(xiàn)象制成的紅外傳感器稱(chēng)為熱電偶型紅外傳感器。由于它的時(shí)間常數(shù)大，動(dòng)態(tài)特性差，調(diào)制頻率應(yīng)限制在10Hz以下。
紅外對(duì)管三、工作原理
紅外對(duì)管的工作原理與物體檢測(cè)傳感器相似。該傳感器包括一個(gè)紅外 LED 和一個(gè)紅外光電二極管，因此通過(guò)組合這兩個(gè)元件可以形成光耦合器或光耦合器。該傳感器使用的物理定律是普朗克輻射、斯蒂芬·波爾茲曼和魏因斯位移。紅外對(duì)管 是一種發(fā)射紅外輻射的發(fā)射器。這種 LED 看起來(lái)類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn) LED，其產(chǎn)生的輻射人眼無(wú)法看到。紅外接收器主要使用紅外發(fā)射器檢測(cè)輻射。這些紅外對(duì)管以光電二極管形式提供。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(cè)紅外輻射。不同類(lèi)型的紅外接收器主要取決于電壓、波長(zhǎng)、封裝等。一旦將其用作紅外對(duì)管和接收器的組合，接收器的波長(zhǎng)必須等于發(fā)射器。這里，發(fā)射器是紅外 LED，而接收器是紅外光電二極管。紅外光電二極管對(duì)通過(guò)紅外 LED 產(chǎn)生的紅外光有響應(yīng)。光電二極管的電阻和輸出電壓的變化與獲得的紅外光成正比。這是紅外傳感器的基本工作原理。
紅外對(duì)管四、成像設(shè)備
紅外圖像設(shè)備是紅外波的主要應(yīng)用之一，主要是因?yàn)樗豢梢?jiàn)的特性。它用于熱像儀、夜視設(shè)備等。例如，水、巖石、土壤、植被、大氣和人體組織都會(huì)發(fā)出紅外輻射。熱紅外探測(cè)器測(cè)量紅外范圍內(nèi)的這些輻射，并在圖像上映射物體/區(qū)域的空間溫度分布。熱成像儀通常由 Sb(銻化銦)、Gd Hg(摻汞鍺)、Hg Cd Te(碲化汞鎘)傳感器組成。電子探測(cè)器使用液氦或液氮冷卻至低溫。然后冷卻探測(cè)器可確保探測(cè)器記錄的輻射能量(光子)來(lái)自地形，而不是掃描儀本身和紅外成像電子設(shè)備內(nèi)物體的環(huán)境溫度。
紅外對(duì)管五、電路
紅外對(duì)管的應(yīng)用電路是一個(gè)障礙物檢測(cè)電路，如下所示。該電路可以用光電二極管、紅外 LED、運(yùn)算放大器、LED 和電位器構(gòu)建，紅外 LED 的主要功能是發(fā)射紅外光，光電二極管用于感應(yīng)紅外光。在該電路中，運(yùn)算放大器用作電壓比較器，傳感器的輸出可以根據(jù)要求通過(guò)電位器進(jìn)行調(diào)整。一旦紅外線 LED 產(chǎn)生的光照射到物體上，光電二極管就會(huì)發(fā)生電阻下降。
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