红外辐射传感器：原理与应用

"该资源主要介绍了红外热像仪在多个领域的应用，如贮存罐液位检测、内部屋顶检查、微观电路检测以及塑料挤压过程的温度监控，并提及南京邮电大学在这一领域的研究。核心内容围绕红外辐射的基本概念、规律以及红外传感器的工作原理展开，涉及基尔霍夫定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、普朗克定律和维恩位移定律。此外，还简单介绍了红外传感器的分类，包括光敏型和热敏型。" 红外热像仪是一种利用红外传感器技术对物体进行非接触式温度测量的设备，广泛应用于各种工业、科研和日常监测场景。红外辐射是所有高于绝对零度的物体自然释放的能量形式，其强度和波长分布受物体温度和辐射率影响。理解红外辐射的基本规律对于有效使用红外热像仪至关重要。 1. 红外辐射的基本概念：红外辐射位于可见光之外，波长范围在0.76至1000微米之间。根据基尔霍夫定律，物体发射的辐射能与其吸收能力成正比。斯蒂芬-玻尔兹曼定律表明，物体辐射功率与其温度的四次方成正比，意味着温度越高，辐射强度越大。普朗克定律则揭示了黑体辐射能量分布与温度和波长的关系，温度增加会使得峰值辐射波长向短波方向移动，同时辐射强度显著增强。 2. 红外传感器：能够将红外辐射转化为电能的装置，主要分为光敏型和热敏型。光敏型传感器（如量子型）响应于红外光子，而热敏型传感器（如热电偶、电阻或热释电式）通过吸收红外辐射产生热量来改变器件的物理特性。热敏型传感器因其宽广的光谱响应范围、在常温下的工作能力和成本效益而受到青睐。 在实际应用中，例如在贮存罐液位检测中，红外热像仪可以通过测量表面温度差异来确定液位；内部屋顶检查则利用其穿透烟雾的能力，帮助发现潜在的结构问题；微观电路检测利用其高分辨率特性，可识别微小的温度异常，从而诊断故障；在塑料挤压过程中，通过监控温度，可以优化生产流程，确保产品质量。 红外传感器及其应用在现代科技中扮演着重要角色，其原理和技术的发展不断推动着各个行业的进步。南京邮电大学的研究工作对于深入理解和利用红外辐射有着积极的贡献。