日期：2023-03-14
IR技術(shù)廣泛用于無線應用，包括遠程控制和傳感。電磁波譜中的紅外部分可分為三個主要區(qū)域：近紅外、中紅外和遠紅外。這三個區(qū)域的波長因應用而異。對于近紅外區(qū)域，波長范圍為 700 nm-1400 nm，中紅外區(qū)域的波長范圍為 1400 nm-3000 nm，最后對于遠紅外區(qū)域，波長范圍為 3000 nm-1 mm。近紅外區(qū)域用于光纖和紅外傳感器，中紅外區(qū)域用于熱傳感，遠紅外區(qū)域用于熱成像。與微波相比，IR 的頻率范圍最大，與可見光相比最小。本文討論了 IR 傳感器及其工作原理的概述。
紅外發(fā)射管一、電子元件
紅外發(fā)射管或紅外傳感器是一種電子元件，用于通過發(fā)射或檢測紅外輻射來檢測其周圍環(huán)境的特定特性。這些傳感器還可用于檢測或測量目標及其運動的熱量。在許多電子設(shè)備中，紅外傳感器電路是一個非常重要的模塊。這種傳感器類似于人類的視覺感官來檢測障礙物。僅測量紅外輻射而不是發(fā)射的發(fā)射管稱為 PIR 或被動紅外線。一般在紅外光譜中，所有目標輻射的輻射和某種熱輻射是肉眼不可見的，但可以通過紅外傳感器感知。在此發(fā)射管中，IR LED用作發(fā)射器，而光電二極管用作檢測器。一旦紅外光落在光電二極管上，輸出電壓和電阻將根據(jù)接收到的紅外光強度按比例變化。
紅外發(fā)射管二、工作原理
紅外發(fā)射管包括發(fā)射器和接收器(transmitter & receiver)兩部分，因此統(tǒng)稱為光耦合器或光電耦合器。在這里，IR LED 用作發(fā)射器，而 IR 光電二極管用作接收器。其中使用的光電二極管對通過紅外 LED 產(chǎn)生的紅外光非常敏感。光電二極管的電阻和輸出電壓可以根據(jù)獲得的紅外光成比例地改變。這是紅外傳感器的基本工作原理。發(fā)生的事件類型是直接或間接類型，在間接類型中，紅外 LED 的布置可以在光電二極管之前毫無障礙地完成。在間接型中，兩個二極管通過傳感器前面的固體并排布置。紅外 LED 產(chǎn)生的光照射固體表面并返回光電二極管。
紅外發(fā)射管三、物理定律
紅外發(fā)射管使用三個基本物理定律，如普朗克輻射、斯蒂芬玻爾茲曼和韋恩位移。普朗克輻射定律定義任何物體的溫度都不等于零斯蒂芬玻爾茲曼定律定義了通過黑體在所有波長下產(chǎn)生的全部能量與總溫度相關(guān)。Wein 的位移定律定義了不同物體的溫度發(fā)出的光譜在各種波長處最大并且與溫度成反比。
紅外發(fā)射管四、模塊
IR 發(fā)射管模塊包括 IR Tx、Rx、運算放大器、微調(diào)電位器(可變電阻)和輸出 LED 等五個基本部分。下面討論紅外傳感器模塊的引腳配置。IR 傳感器模塊的主要規(guī)格和特性包括以下內(nèi)容。工作電壓為5VDC、I/O 引腳 – 3.3V 和 5V、安裝孔、范圍可達20厘米、供電電流為20mA、感應范圍可調(diào)、固定環(huán)境光傳感器。
紅外發(fā)射管五、類型
紅外發(fā)射管的分類可以根據(jù)應用進行，包括以下內(nèi)容。主動紅外傳感器這種類型的傳感器包括發(fā)射器和接收器，也稱為發(fā)射器和接收器。在大多數(shù)情況下，激光二極管或 LED 用作光源。對于非成像紅外傳感器，使用 LED，而激光二極管用于成像紅外傳感器。紅外傳感器的工作可以通過輻射能量來完成，通過探測器檢測和接收。此外，它通過信號處理器進行處理以獲取所需的數(shù)據(jù)。主動紅外傳感器的最佳示例是反射和斷光束傳感器。
紅外發(fā)射管六、檢測方式
被動紅外發(fā)射管 (PIR) 僅包括探測器，這種傳感器使用紅外發(fā)射器或源等目標。在這里，物體將輻射能量并通過紅外接收器檢測到它。之后，使用信號處理器來理解信號以獲得所需的數(shù)據(jù)。PIR 發(fā)射管的最佳示例是輻射熱計、熱電探測器、熱電偶-熱電堆等。PIR 傳感器有兩種類型，如熱紅外傳感器和量子紅外傳感器。
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