红外辐射与红外探测器.ppt

8.7.1红外侦察主要仪器有：红外扫描器、红外观察仪、红外夜视仪、红外低温测温仪红外夜视第32页,共33页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第33页,共33页，星期六，2024年，5月关于红外辐射与红外探测器红外辐射的物理本质是热辐射----物体的温度越高、辐射出来的红外线越多，辐射出的能量就越强太阳光谱中各种单色光的热效应从紫外光到红外光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现有红外辐射的频率范围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。大气吸收对红外线测量有比较大的影响第2页,共33页，星期六，2024年，5月8.1.2红外辐射源红外辐射源：光物体的温度高于绝对零度时，就有红外线向周围空间辐射出来，只要辐射红外线的物体就叫做……面源：将充满红外光学系统视场的辐射源叫作面源点源：未满红外光学系统视场的小面叫作点源8.2红外探测器红外探测器（红外传感器）热探测器光子探测器第3页,共33页，星期六，2024年，5月8.2.1热探测器光热电主要器件可分为：热敏电阻、热电偶、热释电器件、高莱气动型探测器①响应率与波长无关，属于无选择性探测器②受热时间常数（热惯性）的制约，响应速度比较慢③峰值探测率低④可在室温下工作热探测器与前述的各种光电探测器相比，其特点为：第4页,共33页，星期六，2024年，5月1.热敏电阻探测器材料：金属或半导体金属：温度系数多为正，即有光照温度升高时，电阻增大电阻变化量与温度变化量成线性—可用于模拟测量半导体：温度系数是负的，即有光照温度升高时，电阻减小电阻变化与温度变化非线性---适合于有、无两种状态的判定机理不同第5页,共33页，星期六，2024年，5月2.热电偶型红外探测器T0T0+ΔTAB温差电偶接触电势温差电势第6页,共33页，星期六，2024年，5月第7页,共33页，星期六，2024年，5月第8页,共33页，星期六，2024年，5月第9页,共33页，星期六，2024年，5月中间导体定律：mVRLPN涂黑金箔第10页,共33页，星期六，2024年，5月温差电堆：mV时间常数较大，被测辐射变化频率一般在10HZ以下实体型：多用于测温薄膜型：多用于标定各种光源、测量各种辐射量特第11页,共33页，星期六，2024年，5月3.热释电型红外探测器热释电效应：(a)恒温下第12页,共33页，星期六，2024年，5月(b)温度变化(C)温度变化时的等效表现第13页,共33页，星期六，2024年，5月Uout热释电器件RL极化强度过程的平均时间为：一般要求被测信号的变化频率：无线红外人体探测器第14页,共33页，星期六，2024年，5月4.高莱气动型探测器特点：灵敏度高，性能稳定但结构复杂、强度较差，只适合于实验室使用第15页,共33页，星期六，2024年，5月8.2.2光子探测器1.外光电探测器（PE器件）光电管、光电倍增管2.光电导探测器（PC器件）光敏电阻3.光生伏特探测器（PU器件）---结型红外探测器①同质结②异质结③肖特基结④雪崩管⑤量子阱4.光磁电探测器（PEM器件）某些半导体表面受光照，产生电子空穴对，它们在向体内扩散的过程中受外磁场的作用各自偏向一边形成开路电压，称为光磁电效应第16页,共33页，星期六，2024年，5月8.3*红外探测器的性能参数及使用中应注意的事项8.3.1红外探测器的性能参数电压响应率、光谱响应、等效噪声功率、比探测率和时间常数等8.3.2红外探测器使用中应注意的问题①选用探测器时要注意它的工作温度②应注意调整好探测器的偏流、偏压，使其工作在最佳工作状态③辐射源调制频率应和探测器的响应频率相匹配④探测器存放时要注意防潮、防振和防腐蚀⑤了解探测器的性能指标、应用范围、和使用条件第17页,共33页，星期六，2024年，5月8.4红外测温8.4.1红外测温原理斯忒藩-玻耳兹曼定律8.4.2红外测温的特点①反应速度快②灵敏度高③属于非接解测温④准确度高。可小于0.1℃⑤可测摄氏负几十度~几千度的范围第18页,共33页，星期六，2024年，5月8.4.3热辐射传感器---应用实例1.热辐射高温计具有响应快热惰性小等优点主要用于腐蚀性物体及运动物体的高温测量。测量范围在400℃~3200℃.由于感温部分不与被测介质直接接触，因此误差较大第19页,共33页，星期六，2024年，5月2.热辐射测温仪1）结构最高可测温度为200℃，被测