紅外探測(cè)器分類及應(yīng)用

紅外探測(cè)器是能對(duì)外界紅外光輻射產(chǎn)生響應(yīng)的光電傳感器，是目前傳感器領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)之一。利用它制成的探測(cè)器是軍事、氣象、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等方面需要的設(shè)備，它涉及物理、材料等基礎(chǔ)科學(xué)和光學(xué)、機(jī)械、微電子和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科領(lǐng)域的綜合科學(xué)技術(shù)。

按照工作機(jī)理分類：

熱探測(cè)器和光子探測(cè)器的分類和特點(diǎn)

·光子探測(cè)器：光子探測(cè)器的工作機(jī)理是利用入射光輻射的光子流與探測(cè)器材料中的電子互相作用，從而改變電子的能量狀態(tài)，引起各種電學(xué)現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為光子效應(yīng)。光子探測(cè)器有內(nèi)光電和外光電探測(cè)器兩種，后者又分為光電導(dǎo)，光生伏特，光電發(fā)射型，光磁電型等四種。

·熱探測(cè)器：紅外熱探測(cè)器的工作原理是利用輻射熱效應(yīng)。探測(cè)器件接收輻射能量后引起溫度升高，再由接觸型測(cè)溫元件測(cè)量溫度改變量，從而輸出點(diǎn)型號(hào)。

熱探測(cè)器主要有四類：熱電堆，熱釋電型，和氣體型。

光子探測(cè)器和熱探測(cè)器的分類和特點(diǎn)

光子探測(cè)器和熱探測(cè)器的性能特點(diǎn)比較

光子探測(cè)器的介紹和應(yīng)用

1. 光導(dǎo)型探測(cè)器：

當(dāng)紅外輻射照射在某些半導(dǎo)體材料表面上時(shí)，半導(dǎo)體材料中有些電子和空穴可以從原來(lái)不導(dǎo)電的束縛狀態(tài)變?yōu)槟軐?dǎo)電的自由狀態(tài)，使半導(dǎo)體的導(dǎo)電率增加，這種現(xiàn)象叫光電導(dǎo)現(xiàn)象，利用光電導(dǎo)現(xiàn)象制成的探測(cè)器成為光電導(dǎo)探測(cè)器。

應(yīng)用：水分分析，火焰探測(cè)，紅外光譜儀，火車軸溫檢測(cè)，安防，軍事等，

2. 光伏型探測(cè)器：

當(dāng)紅外輻射照射在某些半導(dǎo)體材料的pn 結(jié)上時(shí)，在結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下，自由電子移向n 區(qū)，空穴移向p 區(qū)。如果pn 結(jié)兩端便產(chǎn)生一個(gè)附加電勢(shì)，稱為光生電動(dòng)勢(shì)。利用這個(gè)效應(yīng)制成的探測(cè)器稱為光伏型探測(cè)器。

應(yīng)用：光功率計(jì)，光纖通訊，氣體檢測(cè)，水分檢測(cè)，血液分析等

3. 光電發(fā)射型探測(cè)器：

當(dāng)物質(zhì)受到紅外線照射時(shí)，電子得到了足夠的光能后從物質(zhì)表面上放射出來(lái)的現(xiàn)象，稱為光電子發(fā)射效應(yīng)。發(fā)射出來(lái)的電子稱為光電子。光電子形成的電流即為光電流。這種探測(cè)器稱為光電發(fā)射型探測(cè)器

應(yīng)用：紅外輻射強(qiáng)度測(cè)試，激光定位等

4.光磁電型探測(cè)器：

當(dāng)紅外輻射照射在某些半導(dǎo)體材料表面上時(shí)，材料表面額電子和空穴將向內(nèi)部擴(kuò)散，在擴(kuò)散中若受強(qiáng)磁場(chǎng)的作用，電子與空穴則各偏向一邊，因而產(chǎn)生開(kāi)路電壓，這種效應(yīng)的探測(cè)器稱為光磁電型探測(cè)器

應(yīng)用：紅外輻射強(qiáng)度測(cè)試，氣體檢測(cè)，激光脈沖測(cè)試

熱探測(cè)器的介紹和應(yīng)用

1. 熱敏電阻探測(cè)器：

熱敏電阻是有錳，鎳，鈷的氧化物混合后燒結(jié)而成。熱敏電阻一般制成薄片狀，當(dāng)紅外輻射照射在熱敏電阻片上，其溫度升高，電阻值減小。測(cè)量熱敏電阻值的變化，即可得知入射紅外輻射的強(qiáng)弱，從而可以判斷產(chǎn)生紅外輻射物體的溫度。

應(yīng)用：工業(yè)流程溫度測(cè)試，家用溫度傳感，電源電池溫度監(jiān)控等

2. 熱釋電探測(cè)器

當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷，這種由于熱變化產(chǎn)生的電化現(xiàn)象，被稱為熱釋電效應(yīng)。這種探測(cè)器為熱釋電探測(cè)器

應(yīng)用：氣體探測(cè)，人流量監(jiān)測(cè)，安防等

3. 氣體型探測(cè)器

利用氣體吸收紅外輻射后，溫度升高，體積增大的特性，來(lái)反映紅外輻射的強(qiáng)度。主要的探測(cè)器為高萊氣動(dòng)型探測(cè)器。

應(yīng)用：紅外和Thz 輻射探測(cè)器

4.熱電偶和熱電堆探測(cè)器

熱電偶是基于溫差電效應(yīng)工作的。單個(gè)熱電偶提供的溫差電動(dòng)勢(shì)比較小，滿足不了某些應(yīng)用的要求，所以常把幾個(gè)或幾十個(gè)熱電偶串接起來(lái)組成熱電堆。熱電堆可以比熱電偶提供更大的溫差電動(dòng)勢(shì)，新型的熱電堆采用薄膜技術(shù)制成，因此，稱為薄膜型熱電堆。

應(yīng)用：溫度測(cè)量，運(yùn)動(dòng)感應(yīng)，存在檢測(cè)等