[紅外發(fā)射管]紅外發(fā)射管遙控傳輸電路講解

日期：2024-11-06

紅外發(fā)射管(IRLED)又稱紅外發(fā)射二極管，屬于二極管類，是一種能將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光(不可見光)并發(fā)射出去的發(fā)光器件。主要用于各種光電開關(guān)、觸摸屏、遙控傳輸電路等。紅外發(fā)射管的結(jié)構(gòu)和原理與普通發(fā)光二極管類似，只是所用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常采用砷化鎵(GaAs)、砷化鋁鎵(GaAlAs)等材料制成，采用透明或淡藍(lán)色或黑色樹脂封裝。

紅外發(fā)射管一、范圍

紅外發(fā)射管發(fā)射距離、發(fā)射角度(15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度)、發(fā)射光強(qiáng)、波長。以上是物理參數(shù)，還需要了解它們的電性能參數(shù)：市場上常用的有直徑3mm、5mm的小功率紅外發(fā)射管，直徑8mm、10mm的高效大功率發(fā)射管。小功率發(fā)射管正向電壓1.1-1.5V，電流20mA，最大正向電壓率為1.4-1.65V50-100mA，大功率發(fā)射管正向電壓1.5-1.9V200-350mA。宇星電子生產(chǎn)1-10W大功率紅外發(fā)射管，可應(yīng)用于紅外監(jiān)控、照明等。

紅外發(fā)射管二、測距系統(tǒng)原理

剛接觸紅外管的時(shí)候，大家不容易區(qū)分發(fā)射和接收，這里介紹一種簡單的識別方法。紅外發(fā)射管和紅外接收管通常統(tǒng)稱為紅外對管，紅外對管的外形與普通的圓形發(fā)光二極管類似，只是內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。紅外線組成管子，假設(shè)(a)為紅外發(fā)射管，管芯內(nèi)凹，其形狀類似電容器，同理，(b)為紅外接收管，管芯內(nèi)部有紅外感光電極，紅外管兩腳長度為1，長腳為正極，與普通發(fā)光管相同。紅外測距設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在光機(jī)電一體化產(chǎn)品的批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)主要由紅外對管組成。本文將重點(diǎn)介紹基于紅外對管的紅外測距系統(tǒng)的原理。其原理是紅外發(fā)射電路的紅外發(fā)射二極管發(fā)射紅外光，遇到障礙物反射回來，紅外接收電路的光敏接收管接收前方物體的反射光，從而判斷前方是否有障礙物。通過反射光的強(qiáng)弱，即可判斷目標(biāo)的距離。由于接收管接收到的光強(qiáng)隨距離而變化，近處反射光強(qiáng)，遠(yuǎn)處反射光弱。

紅外發(fā)射管三、電磁波

由于紅外線是介于可見光和微波之間的一種電磁波，它不僅具有可見光的直線傳播、反射、折射等特性，還具備微波的一些特性，如穿透性強(qiáng)，能穿透一些不透明物質(zhì)等根據(jù)紅外管工作原理，紅外傳感器包括紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置，自然界中的物體只要溫度在零度以上，就會(huì)向外發(fā)出紅外輻射，因此紅外傳感器必須具有較強(qiáng)的發(fā)射和接收能力。折射率：雖然主要根據(jù)透射率將材料分類為紅外材料或可見光材料，但另一個(gè)重要屬性是折射率(nd)折射率是真空中的光速與給定材料中的光速之比。它是量化光從低折射率介質(zhì)進(jìn)入高折射率介質(zhì)時(shí)“減速”的效果的一種方式。它還表示當(dāng)光以傾斜方式遇到表面時(shí)有多少光被折射，其中更多的光被折射為)。

紅外發(fā)射管四、材料

在選擇正確的紅外材料時(shí)，需要考慮三個(gè)簡單的要點(diǎn)。雖然選擇過程更容易，因?yàn)榕c可見光相比，紅外光中實(shí)際使用的材料選擇要少得多，但由于制造和材料成本，這些材料也往往更昂貴熱性能 – 光學(xué)材料通常被放置在溫度變化的環(huán)境中。此外，紅外應(yīng)用的一個(gè)常見問題是它們?nèi)菀桩a(chǎn)生大量熱量。應(yīng)評估材料的折射率梯度和熱膨脹系數(shù) (CTE)，以確保用戶獲得所需的性能。CTE 是材料在溫度變化時(shí)膨脹或收縮的速率。例如，鍺具有非常高的折射率梯度，如果在熱不穩(wěn)定的環(huán)境中使用，可能會(huì)降低光學(xué)性能。、

紅外發(fā)射管五、透射率 不同的應(yīng)用在紅外光譜的不同區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。某些紅外基底的性能更佳，具體取決于所用的波長(圖 4)。例如，如果系統(tǒng)要在中紅外 (MWIR) 中運(yùn)行，則鍺是比藍(lán)寶石更好的選擇，因?yàn)樗{(lán)寶石在近紅外 (NIR) 中表現(xiàn)良好。折射率 – 紅外材料的折射率變化遠(yuǎn)大于可見光材料，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以有更多變化。與在整個(gè)可見光譜范圍內(nèi)都表現(xiàn)良好的可見光材料(如 N-BK7)不同，紅外材料通常僅限于紅外光譜內(nèi)的一小段波段，尤其是在應(yīng)用了防反射涂層的情況下。

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