①待測(cè)目標(biāo)。根據(jù)待測(cè)目標(biāo)的紅外輻射特性可進(jìn)行紅外系統(tǒng)的設(shè)定。
②大氣衰減。待測(cè)目標(biāo)的紅外輻射通過地球大氣層時(shí),由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收,將使得紅外源發(fā)出的紅外輻射發(fā)生訓(xùn)減。
③光學(xué)接收器。它接收目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。它相當(dāng)于雷達(dá)天線,常用的是物鏡。
④輻射調(diào)制器。對(duì)來自待測(cè)目標(biāo)的輻射調(diào)制成交變的輻射光,提供目標(biāo)方位信息,并可濾除大面積的干擾信號(hào)。輻射調(diào)制器又稱調(diào)制盤,它具有多種結(jié)構(gòu)。
⑤紅外探測(cè)器。這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應(yīng)探測(cè)紅外輻射的傳感器,多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出來的電學(xué)效應(yīng)。此類探測(cè)器可分為光子探測(cè)器和熱敏感探測(cè)器兩大類型。
⑥探測(cè)器制冷設(shè)備。由于某些探測(cè)器必須要在低溫下工作，所以相應(yīng)的系統(tǒng)必須有制冷設(shè)備。經(jīng)過制冷,設(shè)備可以縮短響應(yīng)時(shí)間,提高探測(cè)靈敏度。四信號(hào)處理系統(tǒng)。將探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波,并從這些信號(hào)中提取信息。然后將此類信息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式,最后輸送到控制設(shè)備或者顯示器中。
⑦顯示設(shè)備。這是紅外設(shè)備的終端設(shè)備。常用的顯示器有示波器,顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。
依照上面的流程,紅外系統(tǒng)就可以完成相應(yīng)的物理量的測(cè)量。紅外系統(tǒng)的核心是紅外探測(cè)器,按照探測(cè)機(jī)理的不同,可以分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類。下面以熱探測(cè)器為例來分析探測(cè)器的原理。
熱探測(cè)器是利用輻射熱效應(yīng),使探測(cè)元件接收到輻射能后引起溫度升高,進(jìn)而使探測(cè)器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。檢測(cè)其中某一性能的變化,便可探測(cè)出輻射。多數(shù)情況下是通過熱電變化來探測(cè)輻射的。當(dāng)元件接收輛射引起非電量的物理變化時(shí),可以通過適當(dāng)?shù)淖儞Q后測(cè)量相應(yīng)的電量變化。
紅外傳感器已經(jīng)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著它的巨大作用,隨著探測(cè)設(shè)備和其他部分的技術(shù)的提高,紅外傳感器能夠擁有更多的性能和更高的靈敏度。
