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[红外发射管]红外发射管产品波长讲解

日期:2023-10-05

红外 (IR) 发射管是一种用于测量和检测周围环境中的红外辐射的电子设备。那么什么是红外线辐射呢?红外辐射 - 也称为红外光 - 是指波长比可见光更长的电磁辐射。事实上,据说它涵盖了大约 1 毫米到大约 700 纳米的波长(可见光谱的标称红边)。因此,人眼看不见它,但可以通过皮肤上的温暖感觉来检测。红外辐射 (IR) 是天文学家威廉·赫歇尔 (William Herschel) 在 1800 年偶然发现的。当他计算每种颜色的光(由棱镜分隔)的温度时,赫歇尔观察到红光之外的温度最高。值得注意的是,虽然红外线的波长比可见光的波长长,但它们在很大程度上处于相同的电磁频谱上。任何散发热量的物体(基本上温度高于五开氏度)都会发出红外线辐射。


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红外发射管一、类型

红外发射管有两种类型:主动红外传感器和被动红外发射管。主动红外发射管,主动红外传感器发射并检测红外辐射。它们由两部分组成:发光二极管 (LED) 和接收器。当物体靠近发射管时,LED 发出的红外光会从物体上反射出来并被接收器检测到。因此,主动红外传感器充当接近传感器,通常用于机器人等障碍物检测系统。


红外发射管二、组件

另一方面,被动红外传感器仅检测红外辐射;它们不会从 LED 发出光。被动红外传感器 (PIR) 由以下组件组成: 两条热释电材料条(热释电传感器);红外滤光片可阻挡所有其他波长的光;菲涅耳透镜,可将多个角度的光线收集到一个点;以及一个外壳单元,用于保护传感器免受其他环境变量(例如温度和湿度)的影响。PIR 传感器主要用于基于 PIR 的运动检测器。


红外发射管三、如何工作?

红外发射管的工作原理与物体检测传感器的工作原理相同。该传感器通常具有一个红外 LED 和一个红外光电二极管,将这两者结合起来可以使用光电耦合器或光耦合器。IR LED 基本上是发射红外辐射的发射器;它看起来与标准 LED 类似。而且由于它产生的辐射不是人眼看不见的;辐射由光电二极管形式的红外发射管检测。红外光电二极管响应红外 LED 产生的红外光。光电二极管的电阻和输出电压的变化与红外光成正比。然而,必须记住,红外光电二极管与普通光电二极管不同,因为它们仅检测红外辐射。红外发射器产生发射后,它到达物体,一些发射会反弹或反射回红外接收器。根据响应的强度,传感器输出由红外接收器决定。


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红外发射管四、应用

如今,红外发射管已用于许多领域,所有这些领域都有其无数的应用。例如,速度传感器用于同步多个电机的速度。温度传感器用于工业温度控制。被动红外传感器(又名 PIR 传感器)用于自动开门系统,而超声波传感器用于测量距离。除了用于基于发射管的项目之外,红外传感器还广泛用于下述的电器/电子设备。


红外发射管五、红外成像设备

红外发射管的主要应用之一是红外成像设备;想想热成像仪、夜视设备(夜视摄像机)、红外天文学等。尽管红外辐射肉眼看不见,但水、岩石、土壤、植被、大气甚至人体组织都会发射红外辐射。热红外探测器可以测量红外范围内的这些辐射,并共享图像上物体/区域的温度分布。辐射温度计,红外传感器用于辐射温度计,用于根据物体发出的热辐射来测量物体的温度。这些温度计的使用主要是因为它们能够在不直接接触物体的情况下测量温度、响应时间更快并且易于进行模式测量。


红外发射管六、暗电流

红外光电二极管用作红外接收器,用于检测从红外 LED 反射的光线。光电二极管基本上是一个反向偏置 PN 结二极管。当光电二极管暴露在光线下时,二极管两端的电阻会降低。从而增大反向电流。如果光电二极管没有暴露在光线下,二极管两端的电阻就会很高。因此,反向电流将非常小。该电流也称为暗电流。根据波长、电压、封装和其他因素,红外接收器有多种类型。当用于红外发射器-接收器组合时,接收器的波长应与发射器的波长匹配。这些光肉眼不可见,但可以通过相机看到。这就是为什么这些红外传感器用于夜视摄像机的原因。当光线照射到红外传感器上时,光电二极管会根据电阻变化做出响应。这种电阻的变化是用电压来测量的。该模块可以通过几个限流电阻直接连接到微控制器、Arduino 或 Raspberry Pi。


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