什么是红外探测器？红外探测器原理，优缺点，分类有哪些？

红外探测技术作为21世纪新兴高科技技术现已在诸多领域被广泛地应用，例如工业控制、医疗、汽车电子、精确制导等。那么，什么是红外探测器?分类有哪些?原理是?本文将具体介绍。

什么是红外探测器

红外探测器是指能把红外辐射能量转换成电信号的器件,其中根据受光照射后,材料的电子状态发生变化,导致其电学性能改变的光电效应的原理制成的探测器叫光电探测器。

红外探测器原理

红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。

探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。

红外线探测器这种探测器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。 　　

为了对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 　　

红外探测器，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释电元几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 　　

一旦入侵人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。 　　

多视场的获得，一是多法线小镜而组成的反光聚焦，聚光到传感器上称之为反射式光学系统。另一种是透射式光学系统，是多面组合一起的透镜-菲涅尔透镜，通过菲涅尔透镜聚焦在红外传感器上。

红外线探测器优缺点

红外线探测器优点：

其本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好，价格较低廉。

红外线探测器缺点：

1、容易受各种热源、阳光源干扰；

2、被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被报警器接收；

3、易受射频辐射的干扰；

4、环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。

红外探测器分类

红外探测器的作用是将辐射信号转换为可探测的电信号，常见有两种转换方式：光—热—电信号转换和光—电转换。红外探测器按探测原理可分为两大类即：光子型、热敏型。其中光子型可以分为光伏探测器、光导探测器、量子阱探测器;热敏型包含热电堆、热电偶、微测热辐射计、热释电型探测器。

热敏型红外探测器主要利用吸收红外辐射产生温度变化使探测器敏感元发生电阻、极化强度、电势、电流、体积等物理量变化，根据这些物理量的变化可以分辨目标物体的信息。常见的热敏型红外探测器有：

(1)高莱管：通过吸收红外辐射使温度升高，热膨胀使内部压强增加，再将压强变化转变为电信号。

(2)热电偶和热电堆(热电堆是热电偶串联形式，原理相同)：将不同种类导体或半导体连接形成回路，由于塞贝克效应，两个点温度不同时会产生电势差，从而对温度变化进行响应。通过红外吸收层对红外辐射吸收，可将红外辐射转换为热信号，从而实现光—热—电信号转换。常见应用有热电堆红外测温计和火焰探测器等。

(3)微测热辐射计：其原理是温度变化会使灵敏元的阻值发生变化，将电阻连接到电路即可以进行信号检测。常见用于制备微测热辐射计的材料有氧化钒薄膜或非晶硅(α-Si)。

(4)热释电探测器：由于热释电效应，材料温度发生变化时，将会产生热释电电流，对热释电电流进行检测即可以探测目标信号。

光子型探测器无需光—热转换过程，由于光电效应，灵敏元吸收光子后，直接与电子相互作用，直接产生电信号。光电效应可以分为内光电效应和外光电效应两种形式。其中内光电效应所产生的载流子不会逸出，仅使物体发生电阻或电压变化，对电学参量进行检测输出信号。外光电效应产生的电子会逸出物质形成电流，利用电流信号大小即可以实现对物体检测。