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红外线传感器的原理与应用

红外线传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干扰、吸收等性质。利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干扰、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。

红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，寻常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热心况等应用：红外气体分析仪

红外线气体分析仪,是利用红外线进行气体分析\它基于待分

析组分的浓度不同,吸收的辐射能不同,剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同,动片薄膜两边所受的压力不同,从而产生一个电容检测器的电信号\这样,就可间接测量出待分析组分的浓度\根据红外辐射在气体中的吸收带的不同,可以对气体成分进行分析.例如,二氧化碳对于波长为2.7μm,4.33μm和14.5μm红外光吸收相当猛烈,并且吸收谱相当的宽,即存在吸收带.根据试验分析,只有4.33μm吸收带不受大气中其他成分影响,因此可以利用这个吸收带来判别大气中CO2的含量.

二氧化碳红外气体分析仪由气体(含CO2)的样品室,参比室(无CO2),斩光调制器,反射镜系统,滤光片,红外检测器和选频放大器等组成.测量时,使待测气体连续流过样品室,参比室里充满不含CO2的气体(或CO2含量已知的气体).红外光源发射的红外光分成两束光经反射镜反射到样品室和参比室,经反射镜系统,这两束光可以通过中心波长为4.33μm的红外光滤色片投射到红外敏感元件上.由于斩光调制器的作用,敏感元件交替地接收通过样品室和参比室的辐射.若样品室和参比室均无CO2气体,只要两束辐射完全相等,那么敏感元件所接收到的是一个通量恒定不变的辐射,因此,敏感元件只有直流响应,交流选频放大器输出为零.若进入样品室的气体中含有CO2气体,对4.33μm的辐射就有吸收,那么两束辐射的通量不等,则敏感元件所接收到的就

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