Transcript 红外传感器


红外传
感器
210 风随
综述
市场
综述


组
成
原
理
红外传感原理

红外辐射就是红外光，其波长为1.0~1000
微米。红外光的最大特点就是具有光电效应，
能辐射热量，是光谱中最大光热效应区。

自然界中任何物体，只要其温度在绝对零
度以上，都能产生红外光辐射。

上述特性是把红外光辐射技术应用于卫星
遥感遥测，红外跟踪扥军事和科学研究项目
的重要理论依据。
能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置叫做红外传
感器，也叫红外探测器。
红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术
已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应
用。
按照功能能够分成五类
（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象
（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。
红外探测器的组成
 红外探测器一般由光学系统、敏感元件、前
置放大器和信号调制器组成。一个典型的传
感器系统各部分的工作原理如图所示
目标
大气衰减
光学接收器
光学调制器
探测器制冷设备
显示
红外探测器
信号处理
红外探测器。这是红外系统的
核心。它是利用红外辐射与物质相
互作用所呈现出来的物理效应探测
红外辐射的传感器，多数情况下是
利用这种相互作用所呈现出来的电
学效应。此类探测器可分为光子探
测器和热敏感探测器两大类型。
又称辐射调制器。对来自待测
目标的辐射调制成交变的辐射光，
提供目标方位信息，并可滤除大面
积的干扰信号。又称调制盘和斩波
器，它具有多种结构。
（2）大气衰减。待测目标的红
外辐射通过地球大气层时，由于
气体分子和各种气体以及各种溶
胶粒的散射和吸收，将使得红外
源发出的红外辐射发生衰减。
（1）待侧目标。根据待侧目标的红
外辐射特性可进行红外系统的设定。
例如人体等

它接收目标的部分红外辐射并传输
给红外传感器。相当于雷达天线，常用
的是物镜。
由于某些探测器必须要在低温
下工作，所以相应的系统必须有制
冷设备。经过制冷，设备可以缩短
响应时间，提高探测灵敏度。
信号处理系统。将探测的信号
进行放大、滤波，并从这些信号中
提取出信息。然后将此类信息转化
成为所需要的格式，最后输送到控
制设备或者显示器中。
显示设备。这是红外设备的
终端设备。常用的显示器有示波
器、显象管、红外感光材料、指
示仪器和记录仪等
依照上面的流程，红外系统就可以
完成相应的物理量的测量了。
市场分析
市场
市场前景
产品
红外成像系统几乎从一诞生就以其强大的技术优
势逐步占领了世界军用和商用市场，其在生产加
工、天文、医学、法律及消防等方面都得到了广
泛的应用。红外成像技术主要应用在军事、科学
和商业领域。
在军事应用上，红外技术主要应用在
导航系统、探测与搜索、光学成像和目标
评估系统中。利用红外探测器能够及时发
现危险情况、判别微小目标、探察制导武
器系统，还能及时提供有关受损的反馈信
息。此外，军事上还利用红外技术识别敌
人的某些伪装，或者是关闭敌人的红外传
感器。随着无人驾驶飞机、超高速导弹系
统和伪装防御成像等方面的研究进展，红
外技术军用市场得到了更大的发展。
在科学研究方面，红外成像技术主要用于
航空领域，人造卫星和太空飞船上的机载红外
传感器监视天气变化、研究植被类型、协助农
业规划和地质探测，还可探查海洋中的温度变
化。
在商业领域，红外成像技术可应用于建
筑物热损失检测、电气元件故障预测、电子
系统测试、生产过程监控及生产中的临界温
度控制等。目前研究人员正在探索利用红外
技术在积雪中寻找被埋物体（如汽车）、检
测激光焊接过程中的热量情况、在边境检查
站用红外发送机自动评估边界控制系统，实
现与移动交通工具之间的通信等等。
就世界红外传感器的总体而言，军事和科
学应用是红外传感器的第一市场，其高速发展
对红外产品的质量也提出了越来越高的要求，
对图像清晰度、拍摄距离、 聚焦效果不断提出
新的要求。而商业市场则要求红外探测能够实
现监视能力强、跟踪与报道快速有效和对信息
资源进行存储等功能，为红外技术和热成像开
辟了强有力的第二市场。目前，军事应用仍主
宰着红外市场，预计在将来的一段时期内这种
趋势还将持续下去。与此同时，商用红外市场
的销售额也正在逐渐增长
目前，军事应用仍主宰着红外市场，预计
在将来的一段时期内这种趋势还将持续下去。
与此同时，商用红外市场的销售额也正在逐渐
增长。很多生产商为降低红外系统单位成本，
正在朝着合并其军用和商用生产线的方向发展。
近几年，方兴未艾的红外技术在商业
市场中占有份额的不断增长，也从另一个
侧面说明红外技术还具有大量的潜在用户。
红外市场的增长受到多方因素推动。传统
上，红外成像系统一般比较庞大、沉重并
且价格昂贵。而近几年新技术的诞生、生
产过程的改良、军用与商用生产线的合作
等诸多因素，促进了更小、更轻和经济上
更容易接受的红外器件不断推出。
生产成本的下降和技术逐渐成熟使红外
技术的生产发展达到了一个新的水平，并涌
现出很多新的应用。同时，红外技术也在实
践中证明它比光强技术和图像放大技术更具
优势。此外，将多重超光谱效用和基本的红
外技术相结合，也大大增强了红外技术的应
用范围。红外技术良好的性能和最新研究成
果的快速商用化也对红外市场的增长起到一
定的推动作用。
许多商业投资人士逐渐意识到了红外技术
的发展潜力，并且在众多的红外技术应用中，
探索适合自己的生存之道。在市场销售方面，
红外成像市场是一个具有较高经济效益的市场，
以美国为例，2000年，美国红外成像与红外测
温系统的市场销售总额为18.2亿美元，比上一
年增长了3%，预计到2008年，总的市场销售
额将达到28.2亿美元，年综合增长率达到6.5%。
在市场结构方面，军用和商用市场基本相同，
大公司占垄断地位，中小企业瓜分小额市场。
例如在美国，Raytheon Systems公司和FLIR
Systems公司占绝对的垄断地位，前者占领了
美国70%的军用市场和12%的商用市场，而后
者则在商用市场以75%的市场占有率独占熬头，
另外还有12%的军用市场份额。
105-1&105-2eng红外温度传感器
 电气连接： PC板安装
 类型： 红外温度传感器
 特点： 尺寸小，安装方便
供电电源：  输出： 见附件
 精确度： 110V/W
 工作温度范围： -20～
100℃
 量程：-20～100℃
 典型应用：无接触温度测量，
移动物体温度测量，温度控
制，火灾报警，气候控制系
统，医疗仪器
105-3&105-4eng红外温度传感器

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



电气连接： PC板安装
类型： 红外温度传感器
特点： 尺寸小，安装方便
供电电源： －
输出： 见附件
精确度： 90V/W
工作温度范围： -20～100℃
量程：-20～100℃
典型应用：无接触温度测量，移
动物体温度测量，温度控制，火
灾报警，气候控制系统，医疗仪
器
105-6红外温度传感器








电气连接： PC板安装
类型： 红外温度传感器
特点： 寸小，安装方便
供电电源： －
输出： 见附件
精确度： 110V/W
工作温度范围： -20～100℃
量程：跟处理电路相关（普通20～300℃）
 典型应用：无接触温度测量，移
动物体温度测量，温度控制，火
灾报警，气候控制系统，医疗仪
器
红外传感器CI1A
红外传感器CI1A
型号：CI1A 规格：价格：2130.00 生产厂家：美国雷泰
Raytek 产品说明：MID系列由一个电子盒及一个可选择的
微型探头组成。电子盒内置LCD显示及参数设置键；电子
盒为金属外壳，密封等级为IP65（NEMA4）。MI系列包
括RS232数字通讯,探头的距离系数为10:1。标准包装包括：
一个传感头带1米电缆，一个安装螺母、 一个电子盒及一
本操作说明书。红外传感器CI1A：J型热电偶输出，在0～
115℃之间，精度为 ± 3℃
在线式红外线测温仪CI1B
型
号
：
规
格
：
价
格
：
生
产
厂
家
：
产
品
说
明
：
型号：CI1B 规格：价格：2130.00 生产厂家：美国雷泰
Raytek 产品说明：CI1B|CI2B|CI3B在线安装式红外测温仪的
简介:
美国雷泰公司(RAYTEK)生产的COMPACT系列的
thermalertCI1A|CI2A|CI3A红外测温仪的处理电路和传感头集
成在一起， 具备基本测温功能，价格低。传感头特别适合装在
机器上的一个较小空间。
主要应用：OEM、铁路、烟草、食品加工及包装机械等。
主要特性
光谱响应：7.0~18μm
响应时间：350ms(95%响应)
重复性：测量值的±1% 或±1 ℃，取最大值
发射率：0.95 固定
尺寸：89 x 19mm
重量：130g
在线式红外线测温仪TXCLTSF
介绍
型号：TXCLTSF 规格：价格：9950.00 生产厂家：
美国雷泰Raytek 产品说明：Thermalert TX红外线
温度传感头现有两种配置可选：
1. TX基本型传感头 单探头使用时提供优良性能.
2. TX智能型传感头, 具有远程寻址功能，可以方便
安装在多点网络上如监测玻璃和塑料的工艺生产线。
TX系列智能型传感头在简单的二线回路上采用
HART通讯协议进行通讯。输出信号同时包括工业
标准的4-20mA和数字信号。
Thermalert TX一般性能指标:
- 简单的二线安装
- 温度范围宽，从-18° 到 2000°C (-0° to 3600°F)
- 对于TX智能型传感头可同时有4-20 mA和数字输出
- 耐用的传感头符合NEMA-4 IP 65标准
- 先进的信号处理
- 点对点或者多点安装（最多安装15个传感头）
- Windows操作系统软件，可进行远程设置和显示
- 多种焦距范围可选
- 有玻璃和塑料的专用型号
型号
TXCLTSFTXCMTSFTXCHTSFTXCG5SFTXCP7SFTXSLTSFTX
SMTSFTXSHTSFTXSG5SFTXSP7SF
测温范围-18~500 ℃200~1000 ℃500~2000 ℃250~1650
℃10~360 ℃
光谱响应8~14μm3.9μm2.2μm5.0μm7.9μm
D:S33:133:160:133:133:1系统精度测量值的±1%或±1.4 ℃，取
大值重复性测量值的±0.5%或±0.7 ℃，取大值响应时间165ms
（HT型为 100ms）发射率0.10~1.00可数字调节信号处理℃/℉可
选，先进的峰/谷值保持、发射率、环温补偿输出模拟、数字、报
警同步输出
电源12~24VDC±20%（基本型）；24VDC（智能型）尺寸187 x
42mm；
带冷却套：187 x 60mm重量330g；带冷却套595g
TXSLTSF
产品介绍
可
选
：
1
.
T
X
基
本
型
传
感
头
单
探
头
使
用
时
提
供
优
良
性
能
.
2
.
T
X
智
能
型
传
感
头
,
具
有
远
程
寻
址
功
能
，
可
以
方
便
型号：TXSLTSF 规格：价格：11150.00 生产
厂家：美国雷泰Raytek 产品说明：详细说明：
产品说明
TXSLTSF测量温度：-18—500℃
Thermalert TX红外线温度传感头现有两种配置
可选：
1. TX基本型传感头 单探头使用时提供优良性能.
2. TX智能型传感头, 具有远程寻址功能，可以
方便安装在多点网络上如监测玻璃和塑料的工
艺生产线。TX系列智能型传感头在简单的二线
回路上采用HART通讯协议进行通讯。输出信号
同时包括工业标准的4-20mA和数字信号。
Thermalert TX一般性能指标:
- 简单的二线安装
- 温度范围宽，从-18° 到 2000°C (-0° to 3600°F)
- 对于TX智能型传感头可同时有4-20 mA和数字输出
- 耐用的传感头符合NEMA-4 IP 65标准
- 先进的信号处理
- 点对点或者多点安装（最多安装15个传感头）
- Windows操作系统软件，可进行远程设置和显示
- 多种焦距范围可选
- 有玻璃和塑料的专用型号
在线式红外线测温仪MID系列
产品介绍
型号：MID系列 规格：价格：生产
厂家：美国雷泰Raytek
具有迷你型探头的组合式红外测温仪 MID
Raytek MI 是一个由两部分构成的红外测量系统，一个微型感测头和单独的电路。
该传感器的尺寸小巧，可以在任何位置安装，其性能却可和较大的系统相匹敌。 MI
的具有大量的信号处理功能。这些功能包括：发射率、峰值保持、谷值保持和平均
功能，以及在 5 位 LCD 用户界面上得到调节。该产品非常适用于热成形和食品加工
过程工业。
尽管 MI 尺寸小，但是仍具有你所需的特性精度为 1% ；光学分辨率 10 ： 1 用
户可选输出信号； MI 的响应时间和许多高端一样快，甚至更快。
当选择了 RS485 或 RS232 数字通讯和全新的 DataTemp 多点监测软件， MI
甚至还具有下列功能：远程控制和监测所有探头；由目标温度或探头环温触发 5V 报
警信号；内置 8 位连接器，易于和外部系统连接；外部恢复信号可输入到信号处理
中，甚至外部输入信号用于调节模拟、发射率和补偿反射的能量。
MI 尺寸小和价格低，这使之成为工业过程中多点安装的理想选择。 MI 测温仪
精确，易于安装且价廉。有了 MI ，精确的红外温度测量现在应得更经济了。
测量特性
响应波长
LT 8—14um
光学分辨率
10 ： 1
温度范围
LT -40— 600 ℃ -25— 600 ℃ ( 对于 J 型热偶输
出)
系统精度
± 1% 或 ± 1 ℃ ，取大值；环温 23 ℃± 5 ℃
热电偶输出精度 读数 ± 1% 或± 2.5 ℃ , 取大值以；环温 23 ℃±
5℃
系统重复性 读数 ± 0.5% 或± 0 .5 ℃ , 取大值 温度系数
MID 0.15K/K 或 0.15%/K ，取大值温度分辨率 LT 0.3 ℃ 或 0.5
℉
系统响应时间
150ms(95%)
发射率
0.100-1.100 数字调节，步长 0.001
传输率
0.100-1.100 数字调节，步长 0.001
信号处理
峰值保持，谷值保持， 可变平均值过滤器，可
调至 998 秒
电参数
输出 4-20mA,0-20mA,0-5V J型或Ｋ型热偶 10mV/ ℃探头环温信
号
电缆长度 １米长标准电缆
输出阻抗（T/C输出） 20Ω
最小负载阻抗（mV输出） 100KΩ
最大环路阻抗（mＡ输出） 500Ω,24VDC供电 拉电流 100mA
电源 11-24VDC 11-24
环境标准 NEMA-4(IP65)
环温范围
带空气冷却
带水冷却
电路盒 0~85 °C(32~185 ℉) -18~200 °C(0~392 ℉) 0~65
°C(32~150 ℉)
MID 性能亮点
■ 小探头可安装在任何地方
■ 无冷却套时，操作环境可达 85 ℃
■ 5 位背景 LCD 显示
■ 发射率、峰值保持。谷值保持和平均值可调功能
■ 精度为 1%(-40— 600 ℃ )
■ 光学分辨率或 10 ： 1
■ 玻璃和冶金行业专用型
■ 电源为 12-24VDC ，≤ 100mA
■ 冷却和空气吹扫选件
■ 电路盒远程设置
■ 可选 RS232 或 RS485 远程数字通讯和监测