后疫情時(shí)代，相信大家每天都離不開(kāi)紅外傳感器。在通勤的過(guò)程中，出小區(qū)、上公交、進(jìn)公司，我們需要經(jīng)歷一遍又一遍的溫度測(cè)量，才能到達(dá)我們的目的地。作為測(cè)溫用而大量出現(xiàn)的紅外傳感器，其實(shí)還有很多重要的作用。接下來(lái)，讓我們來(lái)好好了解一下紅外傳感器。
01、紅外傳感器簡(jiǎn)介
可以說(shuō)，一切溫度高于絕對(duì)零度（-273°C）的物體都在不停地向周?chē)臻g發(fā)射紅外能量。而紅外傳感器，就是能感受物體的紅外能量并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元器件。紅外線傳感器由光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路三個(gè)部分組成。
光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類(lèi)。透射式需要兩個(gè)元件，一個(gè)發(fā)射紅外線端，一個(gè)接收紅外線端。而反射式只需要一個(gè)敏感元件，就能收集到需要的信息。
檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化（這種變化可能是變大也可能是變小，因?yàn)闊崦綦娮杩煞譃檎郎囟认禂?shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻），通過(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光電檢測(cè)元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。
根據(jù)信號(hào)處理轉(zhuǎn)換電路的不同，可以將紅外傳感器分為模擬型和數(shù)字型兩類(lèi)。模擬型熱釋電紅外傳感器的信號(hào)處理電路是場(chǎng)效應(yīng)管，而數(shù)字型熱釋電紅外傳感器的信號(hào)處理電路是數(shù)字芯片。
由光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路三個(gè)敏感元件通過(guò)不同的排列組合，最后實(shí)現(xiàn)紅外傳感器的許多功能。下面讓我們來(lái)一起看一下紅外傳感器還在哪些領(lǐng)域有所建樹(shù)吧。
02、紅外傳感器的應(yīng)用
2.1 氣體檢測(cè)
紅外光學(xué)原理的氣體傳感器是一種基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度關(guān)系(朗伯-比爾Lambert-Beer定律)鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。
使用紅外傳感器，可以獲得如上圖的紅外分析圖譜，不同原子組成的分子在相同頻率的紅外線的照射下，會(huì)發(fā)生紅外吸收，從而引起紅外光強(qiáng)的變化，根據(jù)不同的波峰，可以判斷混合氣體中所含氣體的種類(lèi)。
根據(jù)單一的紅外吸收峰位置只能判定氣體分子中有什么基團(tuán)，精確判定氣體種類(lèi)需要看氣體在中紅外區(qū)所有的吸收峰位置即氣體的紅外吸收指紋。有了紅外光譜，可以迅速的分析出混合氣體中各氣體的含量。
紅外氣體傳感器被廣泛用于石油化工、冶金工業(yè)、工況開(kāi)采、大氣污染監(jiān)測(cè)以及碳中和相關(guān)檢測(cè)、農(nóng)業(yè)等各種行業(yè)。目前，中紅外激光器價(jià)格昂貴。相信在未來(lái)，隨著大量行業(yè)使用紅外傳感器檢測(cè)氣體后，紅外氣體傳感器也會(huì)變得更加優(yōu)秀，便宜。
2.2 紅外測(cè)距
紅外測(cè)距傳感器是一種傳感裝置，是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍廣，響應(yīng)時(shí)間短，主要應(yīng)用于現(xiàn)代科技，國(guó)防和工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
紅外測(cè)距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，利用紅外測(cè)距傳感器發(fā)射出一束紅外光，在照射到物體后形成一個(gè)反射的過(guò)程，反射到傳感器后接收信號(hào)，然后利用CCD圖像處理接收發(fā)射與接收的時(shí)間差的數(shù)據(jù)。經(jīng)信號(hào)處理器處理后計(jì)算出物體的距離。這不僅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。測(cè)量距離遠(yuǎn)，很高的頻率響應(yīng)，適合于惡劣的工業(yè)環(huán)境中。
2.3 紅外傳輸
使用紅外傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用也非常廣泛。電視遙控器使用紅外傳輸信號(hào)以遠(yuǎn)程控制電視；手機(jī)通過(guò)紅外傳輸可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。這些都是紅外技術(shù)剛被開(kāi)發(fā)出時(shí)就出現(xiàn)的應(yīng)用了。
2.4 紅外熱象
熱像儀是無(wú)源傳感器，可捕獲溫度高于絕對(duì)零值的所有物體發(fā)出的紅外輻射。熱像儀用途最初是作為軍事監(jiān)視和夜視工具開(kāi)發(fā)的，但隨著大量的使用，價(jià)格便下降了，從而大大開(kāi)拓了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。熱像儀用途包括動(dòng)物，農(nóng)業(yè)，建筑物，氣體檢測(cè)，工業(yè)和軍事應(yīng)用，以及對(duì)人類(lèi)的檢測(cè)，跟蹤和識(shí)別。近年疫情四起，紅外熱像也被用在許多公共場(chǎng)合的快捷測(cè)溫產(chǎn)品中。
2.5 紅外感應(yīng)
紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)是以紅外感應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)的一種自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，通過(guò)感應(yīng)外界散發(fā)的紅外熱量實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制功能，能夠快速開(kāi)啟燈具、自動(dòng)門(mén)、防盜報(bào)警器等各種電器設(shè)備。
通過(guò)紅外感應(yīng)器的菲涅爾透鏡，人體發(fā)出散亂的紅外光會(huì)被開(kāi)關(guān)感應(yīng)到，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)燈等各種自動(dòng)控制的功能。近年來(lái)隨著智能家居的火爆，紅外感應(yīng)還被用于智能垃圾桶、智能馬桶、智能手勢(shì)開(kāi)關(guān)、感應(yīng)門(mén)等各種智能產(chǎn)品上。紅外感應(yīng)也不僅是感應(yīng)人的經(jīng)過(guò)，而是不斷更新迭代以至于能實(shí)現(xiàn)更多功能。
03、總結(jié)
受疫情催化2020 年全球民用紅外市場(chǎng)迎來(lái)爆發(fā)，預(yù)計(jì)未來(lái)五年年均增速將達(dá)6.7%。
根據(jù) Mordor Intelligence 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球民用紅外市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到58.9 億美元，同比增長(zhǎng)47.3%，這主要是因?yàn)樵谛鹿谝咔橛绊懴氯驅(qū)t外測(cè)溫產(chǎn)品的需求爆發(fā)，而這種短期需求并不具備可持續(xù)性，因此2021 年全球紅外市場(chǎng)預(yù)計(jì)將有所回落。但從長(zhǎng)期來(lái)看，民用紅外市場(chǎng)的規(guī)模仍將保持快速增長(zhǎng)，Mordor 預(yù)測(cè)2021-2026 年全球民用紅外市場(chǎng)的年均增速將達(dá)6.7%，在2026 年達(dá)到63.4 億美元。
滬公網(wǎng)安備 31011402009709號(hào)