红外技术及原理

1、红外技及原理红外线的发现 红外线的基本特征 红外技术的原理及应用 红外技术的展望赫胥杲1800年，英国物理学 家F. W.赫胥尔从热的观 点来研究各种色光时，偶 然发现放在光带红光外的 支温度计，比其他色光 温度的指示数值高。这个所谓热量最多的高温区，总是红外线的发现经过反复试验，位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧, 叫做红外线。红外线的基本特征红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，具有与无 线电波及可见光一样的本质，波长在770纳米至1毫米之间, 在光谱上位于红色光外侧。红外线可分为：近红

2、外线(7002000nm)、中红外线(30005000nm)、远红外线(8000-14000nm)。o.ia u iua iooa oj i io too oitm km io&m im 10m 100 ixm Wkm wokm波长(um)常用红外线波普范围A所有高于绝对零度(-273. 15C)的物质都可以产生红 外线。现代物理学称之为热射线。穿透云雾能力比可见光强仁利用红外线观测低空水蒸气含量进行天气预报；2晴天利用红外线观测大气CO 2.含量，估计温室效应；3.晴天利用红外线观测大气污染的情况。:-6)4n2渡长/nm2 5CH)太阳光中红外光产生的热效应热效应：生物体中的偶极子和自由电

3、荷在电磁场的 作用下，有按电磁场方向排列的趋势。在此过程中，引发 分子、原子无规则运动加剧而产生热，当红外辐射有足够 强度时即超过了生物体的散热能力，就会使被照射机体局 部温度升高，这就是红外线的热效应。红外热效应是设计和制作热敏型红外探测器的物理基 础0在生活中，利用红外热效应的有红外线高温杀菌、红 外线治疗等。也 r 红外检测技术的原理反射波入射波 均质作 /（无缺陷）度分布均质体（无缺陷）热呀1TI非均质体（隔热性 缺陷）工QXLEEI：表面温非均质休得热性缺陷）i表面温 丄工丄丄工匚度分布 -J1T下*、 杯红外线检测物体表面温度分布的变化如图(a)(b)从图中可知，热流注入是均匀的，

4、因此对无缺陷 的物体，正面和背面的温度场分布基本上是均匀的；如果物体内部存在缺陷，在缺陷处温度分布将发 生变化，对于隔热性的缺陷，正面检测时，缺陷处因 热量堆积呈“热点”，背面检测时缺陷处则是低温点; 而对于导热性的缺陷，正面检测时，缺陷处的温度是 低温点，背面检测到缺陷处的温度是“热点”。可见，采用红外检测技术，可以形象的检测出材 料表层与浅层缺陷和范围。IA50红外通信基本原理将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过 红外发射管发射红外信号。基带信号I数据位jHruTTui nrLn_制后的发射信号 run nn调制信号/VCCRIO寸co1(kR13寸ooR1773-733381/

5、66220NE55LC3C41.8nFlOriFVCCRIO寸co390R13寸gT771Rll1Ck333Sf/66Q2NE55：5in1C3C4l.SnF10rIF调制信号II解调信号基带信号3:22U10l+峙vBI)3C26r十3VnR702b.luFU10K1Cr1JIRJDvJHS0038-夕和数將式引导码低电平持续时间为9000us左右，高电平持续时 间为4500us左右。数字信息通过一个高低电平持续时间来表示，1的持续时间大概是1680us高电平+560us低电平，0的持续时间 大概是560us高电平+560us低电平红外技术的应用红外测温仪红外测温仪由光学系统、光电探测器、信

6、号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。目标II制冷器_ - 9光学成像红夕卜扫描系统探测器显示记录信号处 理转换其测温原理是将物体（如钢水）发射的红外线具有的 辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体（如钢 水）本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确 定物体（如钢水）的温度。红外线测温仪三大分类人用红外线测温仪工业红外线测温仪双色红外线测温仪人用红外测温仪红外线人体体温监测仪适用于人流量大的公共场合快 速监测人体体表温度的专业仪器。具有非接触式测温、准 确度高、测量速度快、超温语音报警等优点。出入境口岸、港口、机场码头车站、机关、学校、 影剧院等场合。工业红外测温仪工业红外测温仪

7、测量电路将信息转化为读数显示在机上，本机配备的激 光灯更有效对准被测物及物体的表面温度，其光传 感器辐射、反射并传输能 量，然后能量由探头进行 收集、聚焦，再由其它的提高物体精度。 检测、火检、船舶、喷漆、墨水、石油化工、机 械制造业等各种工业物体领域应用。双色红外测温仪 即测量物体在两个 不同光谱范围内发出的红 外辐射亮度并由这两个辐 射亮度之比推断物体的温 度，称为双色测温仪。双色红外测温仪应用 领域很广，特别是在钢铁 工业金属热处理金属 加工和铸造等方面。泰雷双色在线式红外测温仪红外技术的展望红外技术产业的主要领域方向 按产品和技术类别可分为：红外传感器、红外成像 器、红外材料、光学元件、制冷器、前放、专用信号读 出处理电路、图像处理、系统设计、系统检测、仿真与试 验等； 按应用领域可分为：安防领域、消防领域、电力领 域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领 域等。红外技术产业的现状军用领域红外技术已广泛应用于陆、海、空各军兵种，其中红 外成像精确制导是各国红外技术应用的主流方向之一。民用领域红外热像仪在我国应用于安防、消防、电力、建筑等 行业领域目前还处于起步阶段，发展空间巨大，未来市场 空间将超过军用需求。红外产业后续发展的思考与对策提高红外技术基础研究地位，加大对红外基础产业投入;统筹规划，推进红外行业