紅外線反射傳感器：紅外反射式傳感器.
機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，
感知
導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個視覺功能。自動尋跡是基于自動導(dǎo)引小車（
AGV
—
auto-guided vehicle
）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小車自動識別路線，判斷并自動規(guī)避障礙，選擇
正確的行進(jìn)路線。
采用與地面顏色有較大差別的線條作引導(dǎo)，
使用傳感器感知導(dǎo)
引線和障礙判斷。
2
．傳感器選擇
實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺和接近覺功能有多種方式：
1
）可使用
CCD
攝像頭進(jìn)行
圖象采集和識別方法，
但是不適用在小體積系統(tǒng)使用，
并且還涉及圖象采集、
圖
象識別等領(lǐng)域。
2
）電容式接近傳感器，基于檢測對象表面靠近傳感元件時的電
容變化。
3
）超聲波傳感器，根據(jù)波從發(fā)射到接收的傳播過程中所受到的影響來
檢測物體的接近程度。
4
）紅外反射式光電傳感器，它包括一個可以發(fā)射紅外光
的固態(tài)發(fā)光二極管和一個用作接收器的固態(tài)光敏二極管（或光敏三極管）。
根據(jù)使用場合的具體情況，
傳感器要感知的對象是物體的有無和物體的接近
程度，
與精確的測距系統(tǒng)有相似之處，
但又有不同，
只要求判斷出簡單的閾值或
提供遠(yuǎn)、
近分檔的距離。
因此使用較簡單的接近傳感器實(shí)現(xiàn)小車尋跡和避障是有
依據(jù)可循的并且是可行的。
為了簡單起見，
系統(tǒng)中使用了八個紅外反射式光電傳
感器，其中三個用于尋跡，三個用于障礙判斷，兩個用于主動輪測速。
3
．紅外反射式光電傳感器特性與工作原理
反射式光電傳感器的光源有多種，
常用的有紅外發(fā)光二極管，
普通發(fā)光二極
管，
以及激光二極管，
前兩種光源容易受到外界光源的干擾，
而激光二極管發(fā)出
的光的頻率較集中，
傳感器只接收很窄的頻率范圍信號，
不容易被干擾但價格較
貴。
理論上光電傳感器只要位于被測區(qū)域反射表面可受到光源照射同時又能被接
收管接收到的范圍就能進(jìn)行檢測，
然而這是一種理想的結(jié)果。
因?yàn)楣獾姆瓷涫艿?br/>多種因素的影響，如反射表面的形狀、顏色、光潔度，日光、日光燈照射等不確
定因素。
如果直接用發(fā)射和接收管進(jìn)行測量將因?yàn)楦蓴_產(chǎn)生錯誤信號，
采用對反
射光強(qiáng)進(jìn)行測量的方法可以提高系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。
紅外反射光強(qiáng)法的測量
原理是將發(fā)射信號經(jīng)調(diào)制后送紅外管發(fā)射，
光敏管接收調(diào)制的紅外信號，
原理如
圖
1.
所示。
v
out
紅外線反射傳感器：紅外線傳感器
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紅外線傳感器
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本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目
審核
。
紅外線傳感器是利用紅外線來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一種傳感器，有靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，紅外線傳感器可以控制驅(qū)動裝置的運(yùn)行。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位。
中文名
紅外線傳感器
外文名
infrared transducer
原 理
紅外線來進(jìn)行數(shù)據(jù)處
優(yōu) 點(diǎn)
靈敏度高
領(lǐng) 域
測繪科學(xué)與技術(shù)
常用于
無接觸溫度測量
目錄
1
基本介紹
2
類型
3
示例
4
應(yīng)用
?
紅外測溫儀
?
紅外成像
5
應(yīng)用注意問題
紅外線傳感器基本介紹
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語音
利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。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。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。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），通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測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。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時對疾病進(jìn)行診斷治療（見熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報；采用紅外線傳感器可檢測飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動機(jī) 的過熱情況等。具有紅外傳感器的望遠(yuǎn)鏡可用于軍事行動，林地戰(zhàn)探測密林中的敵人，城市戰(zhàn)中探測墻后面的敵人，以上均利用了紅外線傳感器測量人體表面溫度從而得知敵人所在地。
紅外線傳感器類型
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語音
紅外線傳感器依動作可分為：(1) 將紅外線一部份變換為熱，藉熱取出電阻值變化及電動勢等輸出信號之熱型。(2) 利用半導(dǎo)體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN 接合之光電動勢效果的量子型。熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應(yīng)，其中最具代表性者有測輻射熱器 (Thermal Bolometer)，熱電堆(Thermopile)及熱電(Pyroelectric)元件。熱型的優(yōu)點(diǎn)有：可常溫動作下操作，波長依存性(波長不同感度有很大之變化者)并不存在，造價便宜；缺點(diǎn)：感度低、響應(yīng)慢(mS之譜)。量子型 的優(yōu)點(diǎn)：感度高、響應(yīng)快速(μS 之譜)；缺點(diǎn)：必須冷卻(液體氮?dú)? 、有波長依存性、價格偏高；紅外線傳感器特別是利用遠(yuǎn)紅外線范圍的感度做為人體檢出用，紅外線的波長比可見光長而比電波短。紅外線讓人覺得只由熱的物體放射出來，可是事實(shí)上不是如此，凡是存在于自然界的物體，如人類、火、冰等等全部都會射出紅外線，只是其波長因其物體的溫度而有差異而已。人體的體溫約為36～37°C，所放射出峰值為9～10μm的遠(yuǎn)紅外線，另外加熱至400～700°C的物體，可放射出峰值為3～5μm 的中間紅外線。
紅外線傳感器示例
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語音
紅外傳感器應(yīng)用電路
該報警器能探測人體發(fā)出的紅外線，當(dāng)人進(jìn)入報警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報警聲，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報警。裝置電路原理見圖1。由紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、延時電路和音響報警電路等組成。紅外線探測傳感器IC1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時，由IC1的②腳輸出微弱的電信號，經(jīng)三極管VT1等組成第一級放大電路放大，再通過C2輸入到運(yùn)算放大器IC2中進(jìn)行高增益、低噪聲放大，此時由IC2①腳輸出的信號已足夠強(qiáng)。IC3作電壓比較器，它的第⑤腳由R10、VD1提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)IC2①腳輸出的信號電壓到達(dá)IC3的⑥腳時，兩個輸入端的電壓進(jìn)行比較，此時IC3的⑦腳由原來的高電平變?yōu)榈碗娖健C4為報警延時電路，R14和C6組成延時電路，其時間約為1分鐘。當(dāng)IC3的⑦腳變?yōu)榈碗娖綍r，C6通過VD2放電，此時IC4的②腳變?yōu)榈碗娖剑cIC4的③腳基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)它低于其基準(zhǔn)電壓時，IC4的①腳變?yōu)楦唠娖剑琕T2導(dǎo)通，訊響器BL通電發(fā)出報警聲。人體的紅外線信號消失后，IC3的⑦腳又恢復(fù)高電平輸出，此時VD2截止。由于C6兩端的電壓不能突變，故通過R14向C6緩慢充電，當(dāng)C6兩端的電壓高于其基準(zhǔn)電壓時，IC4的①腳才變?yōu)榈碗娖剑瑫r間約為1分鐘，即持續(xù)1分鐘報警。
紅外線傳感器應(yīng)用
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火焰探測器
紅外線傳感器工作原理
火焰?zhèn)鞲衅骼眉t外線對對火焰非常敏感的特點(diǎn)，使用特制的紅外線接受管來檢測火焰，然后把火焰的亮度轉(zhuǎn)化為高低變化的電平信號，輸入到中央處理器中，中央處理器根據(jù)信號的變化做出相應(yīng)的程序處理。火焰?zhèn)鞲衅髂軌蛱綔y到波長在700納米～1000納米范圍內(nèi)的紅外光，探測角度為60°，其中紅外光波長在880納米附近時候的靈敏度達(dá)到最大。遠(yuǎn)紅外火焰探頭將外界紅外光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化，通過A/D轉(zhuǎn)換器反映為0～255范圍內(nèi)數(shù)值的變化。外界紅外光越強(qiáng)，數(shù)值越小；紅外光越弱，數(shù)值越大。紅外測距傳感器利用紅外信號遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)近的檢測。紅外測距傳感器具有一對紅外信號發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號，接收管接收這種頻率的紅外信號，當(dāng)紅外的檢測方向遇到障礙物時，紅外信號反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到中央處理器主機(jī)，中央處理器即可利用紅外的返回信號來識別周圍環(huán)境的變化。
紅外線傳感器紅外測溫儀
紅外測溫儀的構(gòu)成主要有光學(xué)系統(tǒng)，調(diào)制器，紅外傳感器放大器，指示器等部分構(gòu)成。紅外傳感器是接收目標(biāo)輻射并轉(zhuǎn)換成電信號的器件。
[1]
紅外線傳感器紅外成像
在許多場合，人們不僅要知道物體表面的平均溫度，更需了解物體的溫度分布以便分析，研究物體的結(jié)構(gòu)，探測內(nèi)部缺陷。紅外成像就能將物體的溫度分布以圖像的形式直觀顯示出來。
紅外線傳感器應(yīng)用注意問題
編輯
語音
紅外傳感器是紅外探測系統(tǒng)中很重要的部件，但它很嬌氣，使用中如果不注意就有可能導(dǎo)致紅外傳感器損壞。因此，紅外傳感器在使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）必須首先注意了解紅外傳感器的性能指標(biāo)和應(yīng)用范圍，掌握它的使用條件。（2）必須關(guān)注傳感器的工作溫度，一般要選擇能在室溫下工作的紅外傳感器，便于維護(hù)。（3）適當(dāng)調(diào)整紅外傳感器的工作點(diǎn)。一般情況下，傳感器有一個最佳工作點(diǎn)。只有工作在最佳工作點(diǎn)時，紅外傳感器的信噪比最大。（4）選用適當(dāng)前置放大器與紅外傳感器配合，以獲取最佳探測效果。（5）調(diào)制頻率與紅外傳感器的頻率響應(yīng)相匹配。（6）傳感器的光學(xué)部分不能用手摸，擦，防止損傷與沾污。（7）傳感器存放時注意防潮，防振，防腐。
[2]
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紅外線傳感器工作原理和技術(shù)參數(shù)？
人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光光波長更短的光叫紫外線，比紅光波長更長的光叫紅外線最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用...
2020-01-030
成功的花椰菜
各類傳感器和接近開關(guān)的知識
紅外線傳感器簡介
紅外線基本概念紅外線是指比紅光波長0.76μm還長的直至400μm范圍的不可見光線。現(xiàn)在，紅外線檢測和控制技術(shù)已比較廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、環(huán)保、醫(yī)療和家用電器中。利用波長0.76μm之間的近紅外線來傳遞控制信號，它在透明大氣中的傳輸特性要比可見光好得多。同時，由于靠近紅光邊緣，...
2019-04-151
參考資料
1.
杜永蘋. 淺談紅外線傳感器的應(yīng)用[J]. 中國科技信息,2013,(18):131.
．中國知網(wǎng)．2013-09-15[引用日期2017-11-02]
2.
白彥飛. 對我國紅外線傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的認(rèn)識[J]. 海峽科技與產(chǎn)業(yè),2017,(04):95-96.
．中國知網(wǎng)．2017-04-15[引用日期2017-11-02]
紅外線反射傳感器：紅外線傳感器有什么作用？
紅外傳感器的作用有：可以感知周圍環(huán)境的某些特征。紅外線傳感器是利用紅外線來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一種傳感器，有靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，紅外線傳感器可以控制驅(qū)動裝置的運(yùn)行，又稱紅外光，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)，包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。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；檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
紅外線反射傳感器：紅外線光電傳感器的反射原理
光電開關(guān)在一般情況下，其是由發(fā)送器、接收器和檢測電路這三部分組成。發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管（LED）、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷的發(fā)射或者改變脈沖寬度。而接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。
與此同時，光電開關(guān)已被用作物位檢測、液位控制、產(chǎn)品計數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。而且，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。
中國ic資料網(wǎng)表示常用的紅外線光電開關(guān)，是利用物體對近紅外線光束的反射原理，由同步回路感應(yīng)反射回來的光的強(qiáng)弱而檢測物體的存在與否來實(shí)現(xiàn)功能的，光電傳感器首先發(fā)出紅外線光束到達(dá)或透過物體或鏡面對紅外線光束進(jìn)行反射，光電傳感器接收反射回來的光束，根據(jù)光束的強(qiáng)弱判斷物體的存在。紅外光電開關(guān)的種類也非常的多，一般來說有鏡反射式光電開關(guān)、漫反射式、槽式、對射式、光纖式等幾個主要種類。光電開關(guān)快易優(yōu)自動化選型有收錄。
在不同的場合使用不同的光電開關(guān)，例如在電磁振動供料器上經(jīng)常使用光纖式光電開關(guān)，在間歇式包裝機(jī)包裝膜的供送中經(jīng)常使用漫反射式光電開關(guān)，在連續(xù)式高速包裝機(jī)中經(jīng)常使用槽式光電開關(guān)。
