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红外传感器背后的物理学由三个定律决定:
普朗克辐射定律:温度T不等于0 K的每个物体都会发射辐射
Stephan Boltzmann定律:黑体在所有波长发射的总能量与绝对温度有关
Wein的位移定律:不同温度的物体发出的光谱在不同波长处达到峰值
所有温度大于绝对零度(0开尔文)的物体都具有热能,因此是红外辐射源。
拓展资料
红外传感器是一种电子仪器,用于感知周围环境的某些特征。它通过发射或检测红外辐射来做到这一点。红外传感器还能够测量物体发出的热量并检测运动。
红外技术不仅存在于工业中,也存在于日常生活中。例如,电视使用红外探测器来解释从遥控器发送的信号。无源红外传感器用于运动检测系统,LDR传感器用于室外照明系统。红外传感器的主要优点包括低功耗要求,简单的电路和便携式功能。
红外传感器可以是主动或被动的,它们可以分为两种主要类型:
热红外传感器 - 使用红外线能量作为热量。它们的光敏性与检测到的波长无关。热探测器不需要冷却,但响应时间慢,检测能力低。在此处阅读有关热红外传感器的更多信息。
量子红外传感器 - 提供更高的检测性能和更快的响应速度。它们的光敏性取决于波长。必须冷却量子探测器以获得精确的测量。
参考资料:红外传感器
红外传感器大多数红外传感器测距都是基于三角测量原理。 红外发射器按照一定的角度发射红外光束,当遇到物体以后,光束会反射来,如图所示。反射来的红外光线被ccd检测器检测到以后,会获得一个偏移值l,利用三角关系,在知道了发射角度α,偏移距l,中心矩x,以及滤镜的焦距f以后,传感器到物体的距离d就可以通过几何关系计算出来了。 红外传感器的优点是不受可见光影响,白天黑夜均可测量,角度灵敏度高、结构简单、价格较便宜,可以快速感知物体的存在,但测量时受环境影响很大,物体的颜色、方向、周围的光线都能导致测量误差,测量不够精确。
(工控) 机器人避障技术的分类目前移动机器人的避障根据环境信息的掌握程度可以分为障碍物信息已知、障碍物信息部分未知或完全未知两种。 传统的导航避障方法如可视图法、栅格法、自由空间法等算法对障碍物信息己知时的避障问题处理尚可,但当障碍信息未知或者障碍是可移动的时候,传统的导航方法一般不能很好的解决避障问题或者根本不能避障。而实际生活中,绝大多数的情况下,机器人所处的环境都是动态的、可变的、未知的,为了解决上述问题,人们引入了计算机和人工智能等领域的一些算法。同时得益于处理器计算能力的提高及传感器技术的发展,在移动机器人的平台上进行一些复杂算法的运算也变得轻松,由此产生了一系列智能避障方法,比较热门的有:遗传算法、神经网络算法、模糊算法等,下面分别加以介绍。 基于遗传算法的机器人避障算法:遗传算法(genetic algorithm ,简称ga )是计算数学中用于解决最佳化的搜索算法,是进化算法的一种。进化算法是借鉴了进化生物学中的遗传、突变、自然选择以及杂交等现象而发展起来的。遗传算法采用从自然进化中抽象出来的几个算子对参数编码的字符串进行遗传操作,包括复制或选择算子(reproduction or select)、交叉算子(crossover)、变异算子(mutation)。(工控视频) 超声波传感器超生波传感器检测距离原理是测出发出超声波至再检测到发出的超声波的时间差,同时根据声速计算出物体的距离。由于超声波在空气中的速度与温湿度有关,在比较精确的测量中,需把温湿度的变化和其它因素考虑进去。超声波传感器一般作用距离较短,普通的有效探测距离都在5-10m之间,但是会有一个最小探测盲区,一般在几十毫米。由于超声传感器的成本低,实现方法简单,技术成熟,是移动机器人中常用的传感器。 遗传算法的主要优点是:采用群体方式对目标函数空间进行多线索的并行搜索,不会陷入局部极小点;只需要可行解目标函数的值,而不需要其他信息,对目标函数的连续性、可微性没有要求,使用方便;解的选择和产生用概率方式,因此具有较强的适应能力和鲁棒性。
参考资料:红外传感器-工控网
红外传感原理 人们一直都知道:1. 很多材料能吸收红外辐射(由于分子内振动) 2. 对任何一种材料,它的吸收能力随波长(它的吸收光谱)变化而变化 3. 不同材料有不同的吸收光谱 红外气体传感器运作的基本原理是依靠对以上事实的发现。表 1中显示了典型的红外光谱,包括一氧化碳、丙烷、己烷和二氧化碳。 表 1: 吸收光谱 设计原理所有红外气体传感器都有基本的组成部分:一个红外源(即白炽灯),探头(如热电池,烟火探头),选择适当波长的方法(如光带通过干扰过滤器)和样本元件。辐射从辐射源通过样本元件和波长选择器。波长选择对传感器的相对选择性有相当大的影响。未被样本吸收的辐射被探头测出,对样本中目标气体的浓度值提供测量的结果。样本中的另一个探头(或渠道)被设置成另一种波长,不会被样本中任何可能出现的波长稀释,这通常被用来提供参考测量值。 另一个增强红外传感器表现的元件是温度传感器。所有这些元件必须有温度附件来进行补偿,以提供准确的气体浓度值。温度传感器(通常是热敏电阻)应放在探头内或非常接近探头的地方。 红外传感器能在红外源和探头之间,为目标气体分子的测量提供有效的测量值。因而,输出信号不仅随气体浓度变化,而且受气压影响也会变化,即他们是部份压力设备。为保证测量的高精确性,必需提供气压补偿。这就说明了具有更长的光学路径的传感器(辐射距离从辐射源到探头)有更高的灵敏性,需要更低的力学范围但增加的决议。 如果目标气体是一种气体,固定光路设备又处于在恒定气压下,则输出信号(及信号/声音比率)会随着气体浓度增加成类似于指数衰变的趋势,即红外传感器是固定地非线性传感器。测量的准确性随着气体浓度的增加降低。 上述对个组件的说明是非常典型的红外传感器,但在任何一个实用系统中都需要有支持电子。更常用的探测技术是使用放大设备来放大探头输出的极小的模拟信号,被放大的输出信号在被模拟过滤后能提高测量的准确性。
原理这种是通过红外线反射原理,当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内,红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管,通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀,电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制头出水;当人体的手或身体离开红外线感应范围,电磁阀没有接受信号,电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制的关水。红外线在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线,红外线是不可见光线。所有高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类:近红外线与远红外线。
红外测距传感是用红外线为介质的测量系统。分类:一.按探测机理可分成为光子探测器和热探测器。二.按照功能可分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。工作原理:红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管,利用的红外测距传感器ldm301发射出一束红外光,在照射到物体后形成一个反射的过程,反射到传感器后接收信号,然后利用ccd图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。这不仅可以使用于自然表面,也可用于加反射板。测量距离远,很高的频率响应,适合于恶劣的工业环境中。红外测距传感特点:1)远距离测量,在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离;2)有同步输入端,可多个传感器同步测量;3)测量范围广,响应时间短;4)外形设计紧凑,易于安装,便于操作;
1、红外线传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度(高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,响应快等优点。 2、红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化,通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。 3、红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。
工作原理
利用红外线的物理性质来进行测量。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度(高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,反应快等优点。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。
热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化(这种变化可能是变大也可能是变小,因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻),通过转换电路变成电信号输出。
扩展资料:
红外传感器的作用
1、采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪)。
2、利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报。
3、采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。
4、具有红外传感器的望远镜可用于军事行动,林地战探测密林中的敌人,城市战中探测墙后面的敌人,以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地。
参考资料来源:百度百科-红外线传感器