這樣就可以判斷任意一個(gè)檢測(cè)電容極板之間的介質(zhì)是冰還是空氣。檢測(cè)電容組豎直等距排列,檢測(cè)結(jié)冰的厚度就等于相鄰檢測(cè)電容的豎直間距與介質(zhì)是冰的檢測(cè)電容的個(gè)數(shù)的乘積。
紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高,電阻發(fā)生變化(這種變化可能是變大也可能是變小,因?yàn)闊崦綦娮杩煞譃檎郎囟认禂?shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻),通過(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光電檢測(cè)元件常用的是光敏元件,通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。
紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量,氣體成分分析和無(wú)損探傷,在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖,可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位,及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療(見(jiàn)熱像儀);利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視,可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào);采用紅外線傳感器可檢測(cè)飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過(guò)熱情況等。
紅外線傳感器依動(dòng)作可分為:
(1) 將紅外線一部份變換為熱,藉熱取出電阻值變化及電動(dòng)勢(shì)等輸出信號(hào)之熱型。
(2) 利用半導(dǎo)體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN 接合之光電動(dòng)勢(shì)效果的量子型。
熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應(yīng),其中具代表性者有測(cè)輻射熱器 (Thermal Bolometer),熱電堆(Thermopile)及熱電(Pyroelectric)元件。
熱型的優(yōu)點(diǎn)有:可常溫動(dòng)作下操作,波長(zhǎng)依存性(波長(zhǎng)不同感度有很大之變化者)并不存在,造價(jià)便宜;
缺點(diǎn):感度低、響應(yīng)慢(mS之譜)。
量子型 的優(yōu)點(diǎn):感度高、響應(yīng)快速(μS 之譜);
缺點(diǎn):冷卻(液體氮?dú)? 、有波長(zhǎng)依存性、價(jià)格偏高;
紅外線傳感器特別是利用遠(yuǎn)紅外線范圍的感度做為人體檢出用,紅外線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)而比電波短。紅外線讓人覺(jué)得只由熱的物體放射出來(lái),可是事實(shí)上不是如此,凡是存在于自然界的物體,如人類、火、冰等等全部都會(huì)射出紅外線,只是其波長(zhǎng)因其物體的溫度而有差異而已。人體的體溫約為36~37°C,所放射出峰值為9~10μm的遠(yuǎn)紅外線,另外加熱至400~700°C的物體,可放射出峰值為3~5μm 的中間紅外線。
紅外測(cè)溫儀的構(gòu)成主要有光學(xué)系統(tǒng),調(diào)制器,紅外傳感器放大器,指示器等部分構(gòu)成。紅外傳感器是接收目標(biāo)輻射并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。