【2017年整理】红外线传感器.ppt

红外线传感器;导航;一、综述;二、工作原理;热敏探测器;热敏探测器种类;红外光子探测器;目前典型的各波段探测器 ;长波红外、热红外（8~14?μm）： 碲镉汞探测器（HgCdTe） 远红外（16?μm以上） ： 量子阱探测器(QWIP);优点与缺点;比较;三、分类;按功能 （1）辐射计，用于辐射和光谱测量 （2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪 （3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图象 （4）红外测距和通信系统 （5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合 ;传感器的技术指标;温度指标：工作温度范围、温度误差、温度漂移、温度系数、热滞后等 抗冲振指标：容许各向抗冲振的频率、振幅及加速度、冲振所引入的误差 其它环境参数：抗潮湿、抗介质腐蚀能力、抗电磁场干扰能力等 工作寿命、平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘电阻、耐压及抗飞弧等 ;使用有关指标：供电方式（直流、交流、频率及波形等）、功率。各项分布参数值、电压范围 与稳定度等。 外形尺寸、重量、壳体材质、结构特点等 安装方式、馈线电缆等 ;反射式与透射式;透射式红外探测器的部件用红外光学材料做成，不同的红外光波长应选用不同的光学材料。例如，在测量700℃以上的高温时(多为750～3000nm范围内近红外光)，一般用光学玻璃和石英等材料作透镜材料；测量100～700 ℃范围的温度时(多为3～5μm的中红外光)，多用氟化镁、氧化镁等热敏材料；测量100 ℃以下的温度(多为5～14μm的中远红外光)，多采用锗、硅、硫化锌等热做材料。;比较;典型红外传感器系统工作原理;（4）辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。 （5）红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。;（6）探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。 （7）信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。 （8）显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显象管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。;四、应用举例;优点;红外探测器的基本参数;(3) 噪声等效功率(NEP) 若投射到探测器上的红外辐射功率所产生的输出电压正好等于探测器本身的噪声电压，这个辐射功率就叫做噪声等效功率(NEP)。噪声等效功率是一个可测量的量。 设入射辐射的功率为P，测得的输出电压为U0，然后除去辐射源，测得探测器的噪声电压为UN，则按比例计算，要使U0＝UN，的辐射功率为;(一)红外分析仪 ;H3860A型便携式红外气体分析仪 （一氧化碳或二氧化碳） 测量范围：CO： 0～50～200～500～1000PPM 0～2%～5%～25%～100%CO2：0～50～200～500～5000PPM ?0～2%～5%～25%～100% 显示：LCD液晶显示屏 ??? 分辩率：最低0.1ppm 或0.01% ;采样：内置高性能隔膜泵，流量1～1.5L/分 输出：4-20mA,0-5V或根据用户要求提供 线性误差： ≤±2%F.S ????重复性误差： ≤±1%F.S 满度响应时间：微量＜50秒 常量＜15秒 水气干扰误差：≤±2% ????? 跨度漂移: ≤±2%F.S/24小时。 使用环境： 温度0℃～40℃，湿度85%RH。 ???? 尺寸：220×110×160(mm) 重量：约3kg;红外煤气成分分析仪;分辨力：CO/CO2：0.1% CH4：0.01% H2：0.1% O2：0.01% 响应时间：不大于20s 预热时间：10min 输出：线性 4-20mA或数字RS232 电源：AC 220V 重量：9Kg 外形尺寸：19寸 4U （50mm×400mm×200mm）或19寸 3U;主要特点 ◆ 自主知识产权的红外多气体同时测量以及基于MEMS的热导TCD技术 ◆ 可测量高炉、转炉、热处理炉、煤气化过程等产物中的CO、CO2、CH4、H2、O2等气体浓度 ◆ 集成LCD液晶（240*128）屏幕显示、键盘输入、微型打印（选）等接口 ◆ 可内置微型采样气泵 ◆ 配备RS-232数字串行通信接口 ◆ 配套提供数据采