红外技术及其应用
目录
摘要................................................................................................................................................... I Abstract............................................................................................................................................ I I 1红外线的发现 (1)
2红外线的基本特征 (1)
2.1 红外线的波长范围： (1)
2.2红外线辐射源区分 (2)
2.3 光线与“红外线”的关系 (2)
3红外线的应用 (3)
3.1生活中应用红外线 (3)
3.2红外线在军事上的应用 (4)
3.2.1理论依据 (4)
3.2.2红外探测技术 (5)
3.2.3红外隐身 (5)
3.3红外线在天文地理上的应用 (6)
3.4红外技术在农产品中的应用 (7)
3.5红外线在医药上的应用 (7)
3.5.1红外线灸法 (8)
3.5.2红外热像仪 (8)
3.5.3红外线治疗鼻炎 (8)
3.5.4测量糖尿病患者的血糖 (8)
3.5.5红外干燥技术 (9)
3.6红外技术在PC方面的应用 (9)
3.7红外通信 (10)
4结论与展望 (11)
参考文献 (12)
XX大学《红外线技术及其应用》
摘要
本文通过对红外线的技术研究和实践应用两方面的讨论，通过红外线的的发现，特点，以及其在军事、医药、农业、天文地理、通信和PC机等方面的应用阐述了红外线的高实用性和它的研究价值。论文主要列举了红外线的干燥技术，探测技术，隐身技术以及夜视和无线控制等方面的功能。
关键字：红外线、辐射、热能、军事、医药
I
武汉理工大学《能力拓展训练》报告
Abstract
By means of infrared technology research and practical application of two discussions,Through the discovery of infrared, characteristics, and its in the military, medicine, agriculture, astronomy, geography, communications and PC machines such as the application described infrared high availability and its research value. Paper focuses on the infrared drying technology, detection technology, stealth technology, as well as night vision and wireless control such functions.
Keywords: infrared, radiation, thermal energy, military, medicine
XX大学《红外线技术及其应用》
红外技术及其应用
1红外线的发现
红外线的发现迄今已有两个世纪，但由于测量上的困难，至发现后半个世纪才对它的性质有初步的的了解。本世纪初，在具备了应用条件的情况下，才引起了对红外线的更大兴趣。
公元1666年牛顿发现光谱并测量出3,900A～7,600A（400nm～700nm）是可见光的波长。1800年，英国伦敦皇家学院（ROYAL SOCIETY）的Sir William Herschel 威廉·赫歇尔在研究太阳光时，让光通过棱镜分解为彩色光带，他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。试验中，他偶然发现一个奇怪的现象：放在光带红光外的一支温度计，比室内其他温度的指示数值高。经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。（不过，要说明的是，事实上太阳发出的能量以波长580nm的绿光最强。）
2红外线的基本特征
红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质，波长在770纳米至1毫米之间，在光谱上位于红色光外侧。具有很强热效应，并易于被物体吸收，通常被作为热源。透过云雾能力比可见光强。在通讯、探测、医疗、军事等方面有广泛的用途。俗称红外光。
2.1 红外线的波长范围：
近红外线 | (Near Infra-red, NIR)| 700~ 2,000nm | 0.7~2 MICRON
中红外线 | (Middle Infra-red, MIR)| 3,000~ 5,000nm | 3~5 MICRON
远红外线 | (Far Infra-red, FIR)| 8,000~14,000nm | 8~14 MICRON
1
2.2红外线辐射源区分
红外线辐射源可区分为四部分
（A）白炽发光区（Actinic range）：或称“光化反应区”，由白炽物体产生的射线，自可见光域到红外域。如灯泡（钨丝灯，TUNGSTEN FILAMENT LAMP），太阳。
(B) 热体辐射区（Hot-object range）：由非白炽物体产生的热射线，如电熨斗及其它的电热器等，平均温度约在400℃左右。
(C) 发热传导区（Calorific range）由滚沸的热水或热蒸汽管产生的热射线。平均温度低于200℃，此区域又称为“非光化反应区”（Non-actinic）。
(D) 温体辐射区（Warm range）：由人体、动物或地热等所产生的热射线，平均温度约为40℃左右。
物理学告诉我们，任何物体在常规环境下都会由于自身分子原子运动不停地辐射出红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈些。温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。物体的温度越高，辐射出的红外线越多。物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线，物体吸收了红外线后自身温度就升高。红外线其实是无处不在的。光辉的太阳、燃烧的蜡烛、炽热的火炉固然会发出我们肉眼看不到的红外线；任何物体，只要它的温度比零下273度高，就无一例外地发射出红外线。所以，房间里的桌椅、睡床有红外线、我们自己的身体也发出红外线，即使冰天雪地，照样有红外线!
2.3 光线与“红外线”的关系
光线是一种辐射电磁波，其波长分布自300nm（紫外线）到14,000nm（远红外线）。不过以人类的经验而言，“光域”通常指的是肉眼可见的光波域，即是从400nm（紫）到700nm（红）可以被人类眼睛感觉得到的范围，一般称为“可见光域”（Visible）。由于近代科技的发达，人类利用各种“介质”（特殊材质的感应器），把感觉范围从“可见光”部份向两端扩充，最低可达到0.08～0.1nm（X-RAY, 0.8～1A），最高可达10,000nm（远红外线，热像范围）。
底片所能感应的近红外线波长是肉眼所能看见光线波长的两倍，用底片可以记录到的波长上限是13,500A，如果再加上其它特殊的设备，则最高可以达到20,000A，再往上就
必须用物理仪器侦测了。
3红外线的应用
3.1生活中应用红外线
如前所述，红外线的主要特性之一是热作用强。因此人们利用红外线来加热物品。家庭用红外烤箱烤食品，浴室暖灯用红外线来取暖，医疗上利用红外线来理疗。根据前面的理论介绍，我们不难设想，如果我们能过“看”到红外线，那么我们会看到一个光亮的世界，每一个物体都在发光。不过，如果某个物体温度比环境的温度高，它可能会更亮一些。因此人们想到了在夜间没有可见光光源的情况下，可以采用红外线成像，并采用特殊的手段使红外图像变成人眼可以看到的可见光图像，就是夜视仪。夜视仪在军事上有重要的应用。由于红外光能从大气中传播，因此红外测温仪可以非接触地测量物体的温度。现代很多防盗器、自动灯、自动水龙头、自动干手机等等，其实大多是探测到人体红外辐射后而执行动作的。
利用红外线监测技术，日本的部分高级轿车上正研制配备可在夜间行驶时清楚地识别出热源——人体的远红外摄像头。远红外线摄像头是在摄像头上有红外辅助照明灯，哪怕在全黑的环境下也能较好地还原景物本色。在黑暗的环境中也能成像。这样可大大减少路况不好时的行车事故率。
在工程方面，用红外探伤检测钢筋混凝土建筑的损伤，使一些肉眼看不到的导致损伤的物质通过红外线照射“暴露无遗”。利用物质具有吸收特定波长光的性质，通过分析建筑物受红外线照射后反射光的波长，调查建筑物的表面物质。然后再用电脑画面以不同颜色分别显示出建筑材料中由海水和路上融雪剂而产生的盐分、污水和温泉水中导致钢筋混凝土建筑损伤的成分、混凝土中和化产生的碳酸钙等在建筑表面的附着情况，以及建筑物表层损伤的程度。这种方法不仅可以大面积分析建筑物表面，而且还可以根据建筑年代推测出材料内部损伤的状况。
3.2红外线在军事上的应用
3.2.1理论依据
红外系统的工作原理
红外系统若按其工作原理来区分可分为两大类: 一类是被动式系统 , 直接探测目标的红外辐射; 另一类称主动式系统 , 需自带与探测器相匹配的红外光源照射目标。前者占主导地位的军用红外系统有热成像系统、搜索跟踪系统、红外辐射计、警戒系统等。按信息提供方式可分为成像和点源系统。按工作方式又可分为扫描 (光机和电子) 和非扫描系统。被动式红外系统一般由红外光学系统、红外探测器 (光子、热释电、热敏探测器和CCD 等) 、信号放大和处理、显示记录和控制系统等部分组成。
红外系统在军事上有着广泛的应用。因为红外系统比一般雷达的分辨率高 , 隐蔽性好 , 且不易受电子干扰 , 较之可见光系统具有能识别伪装的优点。因为大多数军事目标均具有工作温度高、表面温差大的特征 , 即使采取伪装手段 , 也很难使目标与背景温度及单色发射本领 e (λ, T) 完全相同 , 因而可昼夜工作 , 但热像仪在浓雾中探测距离迅速下降 , 受式 (2) 中参数τ a 的制约 , 尚不能实现全天候侦察。红外 (瞄准) 系统可以与数字火控系统相连 , 从而大大缩短了捕捉和打击目标的时间 , 增加了命中目标的概率。
红外成像系统的最大探测距离 ( d) 对于估价扫描红外成像系统的重要特性
之一是最大探测距离 d , 由下面的方程式 (1) 解出的 d , 就是在一定信噪比 ( SN R)下系统的最大探测距离。
200121[()]()[]()2()()
d a R D N A D I f S N R π
ττ=*???Ω?? (1)
从式 (1) 的括号可看出它由四部分组成: 1) 目标和大气 , 2) 光学系统 , 3) 探测器 , 4) 信号特性和信号处理。各参数的意义如下:
τa 为大气透过率; I 为目标的辐射强度I = ∫I λ d λ; D0 为光学系统有效直径; NA 为光学系统的数值孔经; τ0 为光学系统的透过率; D 3为探测器的比探测率; Ω为瞬时视场; Δf R 为噪声等效带宽 , SN R 为系统信噪比。
3.2.2红外探测技术
事实上，红外技术最初的大发展，正是起源于第一和第二次世界大战期间夜战的需要。早在二次大战的后期，在美军登陆进攻日本冲绳岛的战争中，红外夜视仪初露锋芒，把鬼鬼祟祟偷袭的日本兵看得真真切切，打得落花流水。“响尾蛇”也是红外线在军事上的典型应用。另外，通过测量物体的红外辐射的强度或者测量物体辐射出的各种波长红外光的比例，可以判断物体的温度。根据这个原理研制出了工业用的红外测温仪。
图3-1一只狗的红外线照片
获得战场上的单向透明性，即获得战场信息优势，是获得战争主动权的关键因素之一，为达到此目的，红外系统现已是发达国家的陆、海、空、天各类武器系统中不可缺少的、甚至是主要的传感器。
3.2.3红外隐身
隐身 (形) 技术又称“低可探测技术”,是通过降低武器装备等目标的信号特征 , 使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术。由于现代战场上的侦察探测系统主要有雷达、红外和电子等探测系统 , 因此 , 隐身术也相应地有雷达隐身术、红外隐身术和电子隐身术等。美国 F - 117 隐形飞机采用了综合 (主要是雷达) 的隐身技术。
红外隐身术隐蔽的信息是目标 (如飞机、导弹等) 的相对辐射能级与红外辐射特征 ,隐蔽信息的中心是目标的红外辐射强度和辐射波段。尽管为达到红外隐身的目的采取了许多技术措施 , 但它们主要为三个方面的技术: 改变红外辐射波段、降低红外辐射强度和调节红外辐射的传输过程。此外还可采用红外干扰措施 , 如用红外干扰信号 , 投放红外诱饵等。
目前 , 红外隐身术的重要性仅次于雷达隐身术 , 因而受到各国的高度重视 , 并取得了一系列重要进展。据报道 , 如果在飞行器上采用上述综合红外隐身措施 , 则可以抑
制90 %以上的红外辐射。
3.3红外线在天文地理上的应用
由于红外线穿透云雾的能力比较强，利用灵敏的红外传感器可以在很远的距离以外探测物体发出的红外线，再经仪器的处理，可以显示出被测物体的形状和特征，这叫做红外遥感。利用卫星进行红外遥感，可以实施对地球勘测，寻找水源、监视森林火灾、估测大面积农作物的长势和收成，天气预报、预报风暴、寒潮和沙尘暴，甚至预报地震等。
图3-2俄罗斯克柳切夫斯科伊火山喷发熔岩的红外线图像。
热红外线辐射技术可以拍摄人类肉眼不能看见的红外线图像，以帮助科学家跟踪世界1500座活火山里面和周边所出现的致命热能。从这些图像获得的数据可以在危险到来之前提醒人们火山将会爆发，此技术或许有一天能让科学家更好地预测火山爆发。拉姆齐说：“全球十分之一的人口生活在活火山底下，因此这是一个影响全世界人民生存的问题。”从太空鸟瞰，由围绕地球运行的卫星所获得的高清图像显示，活火山很突出，像圣诞树上的灯。当它们准备爆发时，就会发出明亮的白光。而它们的冷却速度可以告诉科学家有关其地质学组成，从而进一步帮助科学家预测这些火山是否将会猛烈爆发。
因红外线光波的波长比可见光长（见图3-3），它可以帮助我们看到肉眼观察不到的事物。利用红外线照相机，人们可以超越空间的限制进行各种天文研究。其不但拥有无与伦比的宽阔视野，而且还具有极高的分辨率。通过它的帮助，天文学家们将有可能找到那些位于遥远地区的微弱星体和银河系中距离我们最遥远的陌生天体。
图3-3光的波长图
3.4红外技术在农产品中的应用
水果品质的无损伤检测是随着高科技发展应运而生的一门新技术，国外已将此技术成功地运用到农产品的质量检测上，尤其是水果的检测，应用最为广泛。
无损伤检测的原理可分为两种，一种是在水果外部发出一种能量，从水果对能量的输入与输出变化中得到水果相关的理化特性；另一种是通过对水果本身的化学发光或红外线放射的能量等来测定水果的质量。水果质量无损伤检测的主要方法有：紫外线检验、可见光检验、近红外线检验、红外线检验、X光及 CT检验等。
日本人曾利用以上原理开发了可见光和近红外线测定梨、苹果成熟度的传感器，又研制了快速判别水果成熟度和色泽的选果装置，并将此技术用于自动化选果生产线上，把成熟度、色彩传感器与自动化分级、包装线连在一起，率先实现了水果高度自动化的无损伤检测。
通过对比红外干燥技术和对流干燥技术对苹果切片进行干燥，结果表明：用红外线对苹果片进行干燥是一种非常有效的出去水分的方法。在相同的参数条件下，用红外线能干燥比对流干燥迅速多了，用红外干燥时过程可缩短了一半。除此外，红外线相对于对流干燥还具有热能传输系数高、时间过程短和耗能低的优点。而且，红外线干燥动力依赖于红外线能量发射器和热辐射接受表面之间的距离以及空气传播速率等。调整红外线发生器和切片表面的距离，就可以很容易地控制正在干燥物质的干燥温度。干燥时间短、物料温度容易控制是红外线干燥技术在食品脱水应用中的最大优点。
3.5红外线在医药上的应用
红外线在医学上的应用很广泛。物理治疗应用广 ,种类多 , 比如热疗、电疗、磁疗、超声治疗、水疗、蜡疗、激光治疗等等。红外线在理疗中被广泛采用 , 如神灯、圣灯、频谱仪、红外线灯。
3.5.1红外线灸法
红外线灸法，又称腧穴红外线照射疗法、穴位红外线疗法，是指利用红外材料作为幅射源即红外线辐射器，在人体的经络穴位上照射，使经穴产生温热效应和红外幅射效应。研究表明，波长在1～10微米之间的红外谱线，对人体作用特别明显，其穿透人体的深度可达2cm，从而达到温通经脉、宣导气血，具有类似灸法的作用。
由于红外线局部照射首先引起照射部分的温度升高，和传统的灸法法有相似之处。故在针灸临床上被逐步得以应用和推广。大量临床实践和实验研究表明，穴位红外线疗法对风、寒、湿一类的病证，有明显的祛风、散寒、除湿的效果。因此，在肌肉、关节及某些神医学教育网原创经系统疾病中多有运用，近年还用于皮肤病的治疗。另外，穴位红外线照射与针刺、电针、穴位敷贴、拔罐或刺血等疗法结合，更能产生较好的协同作用。从已有资料看，穴位红外线疗法与其它一种或数种疗法的综合应用，将成为今后的发展趋势之一。红外线治疗除了可以使局部血管扩张、血流加快外，血流还能把局部的热量带给全身，使全身的温度增高，从而作用于整个机体。还有活血化瘀、镇痛消炎、解痉止渗等功效。
3.5.2红外热像仪
采用专用红外热像仪及图像处理系统 ,采集人体生理或病理原因引起的微弱信息变化 , 经计算机辅助分析 , 对病员进行早期诊断 , 分析预报。这种诊断手段 , 也可作为大面积人群的健康普查 , 普查资料进入计算机存档 , 建立计算机健康管理系统。
3.5.3红外线治疗鼻炎
对鼻炎的常见治疗方法有局部注射、电灼等。红外线鼻炎治疗仪的治疗原理是通过电脑扫描 , 红外线热辐射对病变组织细胞热能处理 , 使原炎症消除 , 鼻粘膜细胞更新、恢复正常组织。
3.5.4测量糖尿病患者的血糖
测血糖的红外传感器是一种非浸入式器件 , 结合透射采样技术、红外分光技术和先进的统计分析技术 , 可以测量糖尿病患者的葡萄糖浓度。该传感器使近红外光透过患者
的手指 , 某些波长被血和葡萄糖之类的组织成分吸收 , 这些波长色散成一段光谱 , 经计算机分析这种光谱数据可确定血液中的葡萄糖浓度水平。
3.5.5红外干燥技术
由于药材有其特殊的药理特性，其加工处理和干燥储藏过程要求更高。一定要保证其药效不受影响。红外线干燥技术以受热均匀、容易控制、干净卫生等特点获得广泛应用。
用远红外辐射干燥技术来对饮片进行干燥，不受气候影响，比自然干燥卫生，缩短干燥时间、干燥速度快，药物质量好，具有较高的杀菌、杀虫及灭卵能力，节省能源，造价低，便于自动化生产，减轻劳动强度。近年来远红外干燥在原药、饮片等脱水干燥及消毒中都有广泛应用。还可用于中药粉末及芳香性药物的干燥灭菌，并能较好地保留中药挥发油。其干燥原理是：电能转变为远红外线辐射能，被干燥物体的分子吸收后产生共振，引起分子、原子的振动和转动，导致物体变热，将大量水分变成气态而扩散，最终达到干燥无菌的目的。
3.6红外技术在PC方面的应用
红外线通讯是一种廉价、近距离、无连线、低功耗和保密性较强的通讯方案，在 PC 机中主要应用在无线数据传输方面，但目前已经逐渐开始在无线网络接入和近距离遥控家电方面得到应用。
鉴于红外线通讯的诸多好处，现在的主板几乎全部提供了红外线接口，以便用户利用它进行与带红外线接口的设备通讯，如笔记本电脑、打印机、Modem、掌上电脑、移动电话等等。但计算机主板上仅仅提供了红外线接口，并未提供完整的发射接收装置，所以用户在想使用红外线通讯时，仍然需要购买红外线连接器。
使用红外线作近距离视线范围内的通讯载波，其优点是成本低、传播范围和方向可以控制（不会穿过墙壁，对隔壁家的电视造成影响）、不产生电磁辐射干扰，也不受干扰，因此被广泛地应用在各个技术领域。
而就象用遥控器控制电视机那样，利用红外线传输数据也可以将您的计算机以无线方式连接到其它临近的计算机或设备上。因为大多数笔记本电脑都有内置的红外线收发器，而 Windows XP 又支持“红外线数据协会(IrDA)”的标准和协议，允许连接诸如打印机、ADSL Modem、数码相机、PDA等设备。红外线技术是一种近距离内的通讯方式，适合在一些精密的环境下使用。
3.7红外通信
通信技术进展的一个明显特征是电磁波谱被更充分地发掘利用 , 通信频率越来越高这样就从无线电频段扩至光频段。在 60 年代发展了光通信 , 它是一门利用光束传递信息的新技术 , 工作波长 (λ) 为红外。光通信和电通信的异同点如表 1 所示光纤通信系统的基本结构如图 1 所示。
表 1 光、电通信性能对比表
光纤通信的损耗与波长很有关 , 如表 2所示。
表 2 损耗与波长的关系
4结论与展望
近年来，由于检测设备的完善及研究的深入，人们对红外线的物理性能及其生物学效应有了比较全面的认识，获得了许多进展。红外线特别是远红外线已被广泛运用在医疗保健产业中，与日常生活有关的各种红外线产品也大量出现。红外线已经“照射”到我们生活的许多较多，不管是国防军事方面、医疗保健方面、农业生活、地理勘测、天文研究等改革方面红外技术都有着极大的发展空间。随着大家对红外线的个更深度的研究，红外线也必能更好的造福于我们。
参考文献
[1] 徐松涛等. 红外辐射在生物学、医学、光通信中的应用及其检测。北京: 北京科学技术文献出版社, 1997
[2]上海技物所等. 红外光谱学: 医学新工具. S PI E , 1999
[3] 徐松涛等. 红外技术及其在医学和军事中的应用. 工程兵工程学院学报, 1998
[4] 王长耀等. 空间遥感图像分析应用. 北京: 国防工业出版社, 1991
[5] A.R.杰哈、张孝霖等.红外技术应用:光电光子器件及传感器.化学工业出版社,2004
传感器在现在军事中的运用
常州工学院 题目：传感器在现代军事中的应用 班级: 11机Y3 学号: 09120240 姓名: 周唯 专业: 机械设计制造及其自动化 指导老师：金祥曙 时间：2014年6月16号
传感器在现代军事中的应用 11机Y3 周唯09120240 摘要:技术是当今世界令人瞩目的高新技术之一。为了增强人们对传感器及其技术的重要性的认知，阐述了军用传感器在武器装备中的作用、地位与国内外发展趋势，论述了高技术战争需要新型传感器，高技术武器装备发展对传感器技术的更高的要求，提出了传感器发展思路、发展重点、发展措施与建议。 关键词:传感器；军事；作用；趋势 Abstract: Sensor technology is one of the high and new technology in today's world is impressive. In order to enhance people's perception of the importance of the sensor and its technology, elaborated the function of military sensors in weapons and equipment, status and development trend at home and abroad, this paper discusses the high technology war needs new sensors, high technology weapons and equipment development of the higher demands of sensor technology, put forward the development idea, development priorities, sensor development measures and Suggestions. Keywords: sensor; military; role; trend 0引言 在现代电子信息系统中，信息采集-传感器技术，信息传递-通讯技术，信息处理-微处理器(即计算机技术)是现代电子信息技术的三大核心技术，也是现代武器装备发展的必不可少的重要组成部分。由于传感器可将被测目标的各种非电量信息转换成可进行测量的电信号，因此在军事上传感器是武器装备发展的重要环节。近十几年来，发生的历次局部战争中使用的高技术武器上都装有多种传感器，在对目标探测、精确制导、电子对抗、通讯指挥、故障诊断和自我防护中发挥了重要作用。 专家认为，一个国家军用传感器制造技术水平的高低，决定了该国武器制造层次的高低，决定了该国武器自动化程度的高低，最终决定了该国武器性能的高低。 1传感器简介 1.1定义 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。 1.2传感器主要分类 1.2.1按用途分类：压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。 1.2.2按原理分类：振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
红外光谱技术及其应用进展
红外光谱技术及其应用进展 苏雄200910835319 集宁师范学院化学系09级化学3班内蒙古乌兰察布市 012000 摘要 波数13000~10cm-1或波长0.75~1000μm之间称为红外区，在此范围内的物质吸收红外辐射后，因分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化，形成可观测的红外光谱。红外光谱技术的发展进程和红外光谱技术分析速度快，分析效率高，分析成本低，测试重现性好等特点。红外光谱技术在制浆造纸工业中木素的定性和结构分析、木素的定量分析、研究纤维素的结晶结构、测定纸浆Kappa 值等，以及在临床医学和药学方面，农业方面，以及食品方面在食品中农药残留检测、环境科学中水环境监测、固体环境监测、气体环境监测，石油工业中对于油品成分，含量等方面的分析有广泛应用。 关键词 红外光谱；特点；应用 引言 分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化，形成可观测的红外光谱。红外光谱广泛应用于分子结构的基础研究和化学组成的分析领域, 对有机化合 物的定性分析具有鲜明的特征性。因此，红外光谱有化合物“指纹”之称，是鉴定有机化合物和结构分析的重要工具。由于其专属性强各种基因吸收带信息多，固可用于固体、液体和气体定性和定量分析[1]。由于用红外光谱作样品分析时基本不需要处理，且不破坏和消耗样品，自身又无环境污染，因而被广泛运用，目前红外光谱广泛已应用于制浆造纸工业、临床医学和药学方面、农业方面、食品方面、环境科学、石油工业等学科领域，并随着技术和研究的深入越来越受到重视。 1、红外光谱法的基本原理 红外吸收光谱是由分子振动能级的跃迁同时伴随转动能级跃迁而产生的，因此，红外光谱的吸收峰是有一定宽度的吸收带。物质吸收红外光应满足两个条件，即辐射应具有刚好能满足物质振动能级跃迁时所需的能量；辐射与物质之间有偶合作用。因此当一定频率的红外光照射分子时如果分子中某个基团的振动频率与其一致，同时分子在振动中伴随有偶极矩变化，这时物质的分子就产生红外吸收。
红外热成像技术应用与发展
红外热成像摄象机在智能视频监控中的应用与发展 一、引言 1672年，牛顿使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光，证实了太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成。1800年，英国物理学家 F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，偶然发现放在光带红光外的一支温度计，比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。这种红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～1000μm的电磁波。其中波长为0.78 ～1.5μm 的部分称为近红外，波长为1.5 ～10μm的部分称为中红外，波长为10～1000μm的部分称为远红外线。而波长为2.0 ～1000μm的部分，也称为热红外线。 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。这种红外线辐射是，基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大;反之，辐射的能量愈小。 在自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布的图像。或者可以说，它是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，而是变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温，并可进行智能分析判断。 众所周知，海湾战争已成为展示高科技武器使用先进技术的平台。在这些新科技中，红外热成像技术就是其中最为闪亮的高科技技术之一。红外热成像技术(Infrared thermal imaging technology)是利用各种探测器来接收物体发出的红外辐射，再进行光电信息处理，最后以数字、信号、图像等方式显示出来，并加以利用的探知、观察和研究各种物体的一门综合性技术。它涉及光学系统设计、器件物理、材料制备、微机械加工、信号处理与显示、封装与组装等一系列专门技术。该技术除主要应用在黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标，探测伪装
传感器的在生活中,工业中和军事中的应用
一、请列出生活中见到的传感器的应用。 答：1.自动门，利用人体的红外微波来开关门 2.烟雾报警器，利用烟敏电阻来测量烟雾浓度，从而达到报警目的 3.手机，数码相机的照相机，利用光学传感器来捕获图象 4.电子称，利用力学传感器（导体应变片技术）来测量物体对应变片的压力，从而达到测量重量目的 5.水位报警，温度报警，湿度报警，光学报警 6.电饭锅：功能：到达沸腾温度（居里点）即停止加热。在某种材料的硬件支持下，使得具有这种功能。 7.电子温度计：功能：简单快捷精确测量人体体温。在电子温度计内部加入红外传感器，由于人体在不同温度下发射红外线的强度等因素皆有不同，利用此特点即可使用红外传感器。 二、请列出工业中见到的传感器的应用。 答：1. 差压传感器在医药方面的应用 2. 光纤传感器在智能复合材料中和热加工生产中的应用 3. 红外传感器在皮带运输机安全警示系统中应用 4. 电涡流传感器在印刷品厚度检测中的应用 5. 距离传感器在判断车辆运动速度方面 6. 湿度传感器在纺织印染生产中的应用很广。在纺织印染生产中，因为对湿度的要求非常高，常常需要对生产环境的湿度进行准确测量。起先是采用湿度计来进行，但随着现代科学技术的发展，加上湿度测
量本身比较复杂，这种仅靠湿度计来测量湿度的方法已经远远不能胜任。湿度传感器是通过湿敏元件，把空气中水蒸气转换成电信号输出，湿度传感器具有反应迅速、测量准确等优点，被大量地应用到纺织印染生产中，提高了生产的质量。 三、请列出航空航天领域中的传感器的应用。 1. 陀螺仪：是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的 螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的轮子构 成。陀螺仪一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统。 2. 加速度传感器在航空航天中的应用。 3. 高度传感器：在重力场中，大气压强随高度增加而减小，故可通过测量大气压强间接地检测高度。利用这种方法检测高度的传感器可称气压式高度传感器。 4. 空速传感器： 空速传感器敏感的信息不断提供给驾驶员和有关控制系统。这样才能合理地操纵和控制飞行姿态、导航、以及照相、轰炸瞄准和武器发射等。 5. 迎角和侧滑角的传感器：迎角是决定飞机升力和阻力的重要参数他对控制飞机的速度和起飞着陆，以及防止飞机失速极为重要。 6. 水平线传感器：地球的水平线 检测水平线可用热敏电阻式热辐射计，亦可用PbTiO3、LiNbO3构成
红外成像技术在医学中的应用技术及应用
能力拓展训练任务书 学生姓名：青蛙哥专业班级：电子科学与技术0803班指导教师：封小钰工作单位：信息工程学院 题目：红外成像技术在医学中的应用技术及应用 初始条件： 具有扎实的电子科学与技术专业基本理论和系统的专业知识；具备初步的文献查阅和专题调研技能；一定的中英文文献阅读与综合能力。 要求完成的主要任务： 1.在电子科学与技术专业体系范围内确定选题，题目自拟。 2.查阅与选题相关的文献资料，通过对文献资料的阅读分析与综合，写出调研报告； 要求报告内容的可读性强，撰写格式规范，图标的使用正确，参考文献的引用恰当； 字数不少于6000字，参考文献不少于10篇，其中外文文献不少于2篇。 时间安排： 1．2011年7月8日分班集中，能力拓展训练任务；讲解训练具体实施计划、报告格式的要求与答疑事项。 2．2011年7月11日至2011年7月15日完成选题的确定、资料查阅、能力拓展训练报告的撰写。 3. 2011年7月16日提交能力拓展训练报告书，进行验收和答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1 引言...................................................... 错误!未指定书签。2红外热成像技术............................................ 错误!未指定书签。 2.1 光纤通信技术的定义.................................. 错误!未指定书签。 2.2红外热成像技术的应用原理............................. 错误!未指定书签。3红外技术在医学领域应用的历史，现状，和前景................ 错误!未指定书签。4红外技术在医学上的应用.................................... 错误!未指定书签。 4.1红外技术在医学检测上的应用........................... 错误!未指定书签。 4.1.1乳腺瘤的早期诊断............................... 错误!未指定书签。 4.1.2血管疾病的诊断................................. 错误!未指定书签。 4.1.3皮肤损伤病症的诊断............................. 错误!未指定书签。 4.2 红外技术在医疗监护上的应用.......................... 错误!未指定书签。 4.3其他................................................. 错误!未指定书签。 5 结束语.................................................... 错误!未指定书签。参考文献.................................................... 错误!未指定书签。
《带电设备红外诊断技术应用导则》DLT
带电设备红外诊断技术应用导则 参照中华人民共和国 电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》 《华北电网有限公司红外技术管理制度》 1、从事红外检测与诊断工作的人员应具备以下素质： (1)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉红外检测与诊断技术的基本原理，掌握红外检测仪器的工作原理、主要性能、技术指标以及操作方法，并能熟练操作红外检测仪器。 (2)从事红外检测与诊断工作的人员应了解电气设备的性能、结构、运行状况。 (3)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉掌握中华人民共和国电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》和本管理制度，掌握《国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分、电力线路部分）（试行）》和现场试验的有关安全规定。 2、红外检测的范围：只要表面发出的红外辐射不受阻挡都属于红外诊断的有效监测设备。例如：旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 二、红外检测与诊断的基本要求 (一)对检测设备的要求 1、红外测温仪应操作简单，携带方便，测温精确度高，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰，仪器应满足现场带电实测对距离的要求，并应能对表面放射率、大气环境参数、测量距离等进行修正以保证测量结果的真实性。 2、红外热电视应操作简单携带方便，有较好的测温精确度，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰图像清晰，具有图像锁定、记录、输出和简单的分析功能。 3、红外热像仪应图象清晰、稳定，不受测量环境中高压电磁场的干扰，具有较强的图象分析功能，具有较高的热传感分辨率和图象分辨率，空间分辨率应满足实测距离的要求，具有较高的测量精确度和合适的测温范围。 (二)对被检测设备的要求 1、被检测设备应为带电设备。
传感器在军事上的应用
传感器在军事上的应用 高技术武器发展的主要特征是电子化，其核心技术则是传感技术和计算机技术。在战场上一方面靠外部传感器快速发现与精确测定敌方目标，并通过计算机，控制火炮，快速精确地打击敌方目标；另一方面，靠各种内部传感器，测定火控系统、发动机系统等各部位各类参数，通过计算机控制，用以保证武器本身处于最佳状态，发挥最大效能。因此有人说在实战中，看得见、听得到要靠传感器，打得准靠传感器，全天候作战靠传感器，故障诊断靠传感器是毫不夸大的。 下面具体从航空航天、主战坦克、舰船、地面战场警戒系统、军用机器人、军事化学器材等方面说明传感器在军事国防建设中的应用情况。 ?在航空航天方面的应用 传感器在航空方面有四种用途。即：提供航器工作信息，起诊断作用；判断各分系统间工作的协调性，验证设计方案；提供全系统自检所需信息，给指挥员下决心提供依据；提供各分系统、整机内部检测参数，验证设计的正确性。美国航天飞机上使用的传感器约有100 多种4000 多个。俄罗斯大型运载火箭、载人飞船迅速发展，所需的传感器也相应迅速增长。发展高质量、高水平的传感器，其品种多样，如压力、压差、绝压、温度、热流、耗量、燃气浓度、介质成分、密度、湿度、应变、摩擦、电场、磁场、生物电势等传感器。欧洲航天局的阿里安娜火箭在试验阶段需测量参数常规的达到1000 个，低温参数大600 个。 在军用航空中，各国都强调空中优势与防御。目前每架军用飞机需20 多种力学量的传感器，对操纵杆拉力、起落着陆冲击力、发动机的推动力、救生装置弹射力、进气管压力场分布及动态中各种压力、振动、加速度、角加速度、位移等参量的测量，还要对过载和燃油密度及飞行员呼吸的流量等参数的测量，检测机舱内含氧量、舱内烟雾报警、机载火控系统的设计、隐型用传感器等。 ?传感器在主战坦克中的应用 坦克的电子化是衡量坦克先进性的一个重要标志，其传感器主要装备在： 1 ）发动机系统中使用的有绝压、速度、流量、温度、氧分压等传感器，用来检测、控制发动机，从而使坦克达到加速快，控制自如，以最少能耗保证最大的动力。 2 ）火力系统中使用的有倾斜、药温及环境温度、压力、风向、风速传感器等，以保证火力系统的自动瞄准目标，并根据火炮及外界环境条件及时修正。 3 ）故障诊断系统主要需要温度、压力、压差、转速、扭矩等传感器，对战车整体进行故障诊断。 4 ）红外传感器则是主战坦克中热成像仪的关键部件，保证全天候下的作战能力。 ?传感器在舰船上的应用 现代舰艇装备的传感器群中包括压力、位置、速度、温度、扭矩、流量、偏航速率等。每万吨级使用温度传感器150 多个，压力传感器150 多个。吨位越大，用量越多。在猎雷和灭雷武器技术装备中使用声、磁、光电传感器。另外为了解自然环境对系统性能的影响需要配备检测自然环境的各种传感器。以声纳为重点的舰艇传感器是保障武器实施有效攻击的先决条件之一。因此由压电材料制成的声纳在舰艇上也是不可缺少的。 ?地面战场警戒系统的应用 该系统能及时准确检测、定位、分类识别和实时报告所有入侵人员和武器装备、车辆的活动情况。如美国的REMBASS 系统由三个分系统组成：传感器分系统、传输分系统（转发器）和监测分系统（监测仪）。该系统采用了地震声、红外、磁、压力、应变等传感器采集信息。
红外隐身原理及其应用技术
课程（论文）题目：红外隐身原理及其应用技术 内容： 1 背景 光电隐身技术可分为可见光隐身、红外隐身和激光隐身三大类。光电隐身起源于可见光隐身，成熟于红外隐身，发展于激光隐身。而现代红外隐身技术经历了探索时期(2 0世纪60年代以前)、技术全面发展时期(20世纪60～70 年代)和应用时期(20世纪80年代至今)。红外隐身技术于20世纪70年代末基本完成了基础研究和先期开发工作，并取得了突破性进展，已由基础理论研究阶段进入实用阶段。从20世纪80年代开始，国外陆海空三军研制的新式武器已经广泛采用了红外隐身技术。 红外隐身技术通过降低或改变目标的红外辐射特征，实现对目标的低可探测性。这可通过改进结构设计和应用红外物理原理来衰减、吸收目标的红外辐射能量，使红外探测设备难以探测到目标。 2 红外隐身原理 概述 从红外物理学可知, 物体红外辐射能量由斯蒂芬-玻耳兹曼定律决定： 式中W——物体的总辐射出射度; σ——玻耳兹曼常数； ε——物体的发射率； T——物体的绝对温度。 温度相同的物体，由于发射率的不同，在红外探测器上会显示出不同的红外图像。鉴于一般军事目标的辐射都强于背景，所以采用低发射率的涂料可显著降低目标的红外辐射能量。另一方面，为降低目标表面的温度，红外伪装涂料在可见光和近红外还具有较低的太阳能吸收率和一定的隔热能力，以使目标表面的温度尽可能接近背景的温度，从而降低目标和背景的辐射对比度，减小目标的被探测概率。 红外侦察系统能探测目标的最大距离R为： 式中J——目标的辐射强度； ——大气透过率； N A——光学系统的数值孔径； ——探测器的探测率； ω——瞬时视场； ——系统带宽； ——信号电平； ——噪声电平。 红外隐身的主要目的是减少公式中第一项的各项取值,也就是说,目标的红外隐身应包括三方面内容,一是改变目标的红外辐射特性,即改变目标表面的发射率;二是降低目标的红外辐射强度,即通常所说的热抑制技术;三是调节红外辐射的传播途径(包括光谱转换技术)。 改变目标红外辐射特性采用的技术 (1) 改变红外辐射波段改变红外辐射波段,一是使目标的红外辐射波段处于红外探测器的响
红外成像技术的发展及应用
红外成像技术的发展及应用 热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来，但是光敏元件只能判断有没有红外线，无法呈现出图像。在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣，对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型，其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形，这应该算是最找的一款热成像仪，算是热成像仪的鼻祖。 1952年，一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来，这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。不久之后，德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线（Forward looking infrared）热成像仪。这一系统采用的是单原件感光，利用机械装置控制镜片转动，将光线反射到感光元件上。 随着碲镉汞材料制造工艺的成熟，在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列，美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。然而由于最初采用的是非制冷感光元件，制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。 等到CCD技术成熟之后，焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热成像仪。至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。90年代之后,RNO公司又开发
出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列，进一步降低了热成像仪的生产成本。 红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78~1000微米的电磁波。其中波长为2~1000微米的部分称为热红外线。 目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是表面温度分布图像。红外热成像使人眼不能直接看到表面温度分布，变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。所有温度在绝对零度(-273)℃以上的物体，都会不停地发出热红外线。红外线(或热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射，它还具有两个重要的特性：(1)物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无需接触的温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。(2) 大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。由于这个特点，热红外成像技术在军事上提供了先进的夜视装备，并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。 全球红外热像仪市场发展具有广阔的前景并呈现良好的发展趋势。红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像
红外技术的发展现状与发展趋势
红外技术的发展现状与发展趋势 第一部分红外技术的发展及主要应用领域 红外技术的发展 1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。在红外探测器发展中，以下事件具有重要意义： 上世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。 上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。 红外技术的核心是红外探测器。 红外探测器 单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。 线列：以60元、120元、180元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。 4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。 凝视型焦平面阵列(IRFPA)： 致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720 元阵列也已有了； 非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中，384x288、640x480也已开始应用。 红外探测器按其特点可分为四代： 第一代（1970s－80s）：主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像； 第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面； 第三代：凝视型焦平面； 第四代：目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段探测与识别能力。 目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。 非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。 氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功，目前其专利授权BAE、L-3/IR、 FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。非晶硅技术主要由法国的 CEA/LETI/LIR实验室在九十年代末研发成功，目前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产。 目前世界上只有美国、法国、日本、以色列四个国家拥有非制冷焦平面探测器产业化生产的能力，其核心技术仅有美国和法国两个国家掌握，日本和以色列则由美国取得技术许可，在其国内生产和有限制地使用。对我国的出口则设置了更多严格的限制，如大家遇到的帧频限制。
红外测距传感器的工作原理及使用
光电检测技术与应用 论文 题目：红外测距传感器的工作原理及使用 院系：机电工程学院 班级：测控xxxx 完成日期：2017/5/6 小组：第x组 小组成员：xxxxxxxxxx 红外测距传感器的工作原理及使用 摘要： 利用光的反射性质，将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器，通过单片机的控制，可以完成智能车在运行过程中，对障碍物的处理。避障传感器基本原理：利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调车轮或者舵机工作，完成躲避障碍物的动作。 关键字：光电检测技术、智能车、测距、红外测距传感器、单片机 一、引言 光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术，主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等，具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点，在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用，如光扫描、光跟踪测量，光纤测量，激光测量，红外测量，图像测量，微光、弱光测量等，是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。
二、光电检测技术的概念 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高测系统输出信号的信噪比。 光电检测技术的系统机构比较简单，分为信号的处理器，受光器，光源。在实际检测过程中，受光器在获得感知信号后，就会被反映为不同形状、颜色的信号，同时根据这些器件所处在的不同位置，就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式。光电检测的媒介光应当是自然的光，例如白炽灯或者萤光灯。特别是随着这些技术的发展，光电技术也取得的非常好发展。由于投光器在发出光后，会以不一样的方式触摸这些被检测物中，直到照射到检测系统中的受光器中，同时受光器在此刺激下，会产生一定量的电流，这就是我们常说的光敏性的原件，实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管。 三、光电检测技术的应用 智能车方面的应用、家庭扫地机器人方面的应用:利用光的反射性质，将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器，通过单片机的控制，可以完成智能车在运行过程中，对障碍物的处理。避障传感器基本原理：利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调车轮或者舵机工作，完成躲避障碍物的动作。 四、常用光电检测器件：红外测距传感器 原理：其输出为电压数值，通过公式L?=?(6762/(9-X))-4可计算出小车与障碍物之间的距离。
传感器技术的应用及其发展
传感器技术的应用及其发展 摘要：传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节，而测试技术与自动控制水平 高低，是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。本文列举了传感器技术在当前一些重要领域里的应用，并讲述了其发展趋势。 关键词：传感器技术应用现状发展趋势 一、引言 传感器技术是当今世界令人瞩目，迅速发展的高新技术之一，也是当代科学发展的一个重要标志，与通许技术、计算机技术共同构成21世纪信息产业的三大支柱。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸。因此各发达国家都将传感器技术作为本世纪重点技术加以发展。随着国内工业自动化、信息化和国防现代化的发展，传感器的年需求量持续增长。传感器的应用也越来越广泛、已渗透到各个专业领域。但是目前国内传感器技术的创新和新产品开发能力落后于国内外先进水平，制约了我国工业自动化和信息化技术的发展。 二、传感器介绍 传感器一般由敏感元件、传感元件和其他辅助件组成，有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。传感器通常可以按照一系列方法进行分类。根据输入物理量的分类，传感器常以别测物理量命名，如位移传感器，速度传感器、温度传感器、压力传感器等；根据工作原理分类，传感器常可以依据工作原理进行命名，如应变式、电容式、电感式、热电式、光电传感器等；按输出信号分类，可分为模拟传感器和数字式传感器。输出量为模拟量则称为模拟式，输出量为数字式则称为数字式传感器等等。 三、主要传感器技术分类 传感器技术是当前代表国家综合科研水平的重要技术，传感器技术的具体应用是传感器技术转化的重要途径和方法。加强对传感器技术应用的研究也是了解传感器技术发展现状并对其未来发展进行预测的基础和前提。 3．1 光电传感器技术
红外热成像检测技术的应用和展望
红外热成像检测技术的应用和展望 摘要：无损检测，是指在不会对材料或元件的有效性或可靠性造成损害的前提下，对其内部的异性结构(缺陷或损伤)进行探测、定位、识别及测量的一种实用性技术。红外热成像技术是在红外探测器、微电子和计算机技术的基础上发展起来的，属于综合性高新技术，该技术正朝着快速扫描、非致冷、焦平面阵列式接收、计算机图像处理的方向发展，利用便携式笔记本电脑控制的系统正日趋完善。 关键词：无损检测；热成像技术；应用；发展趋势
红外热成像无损检测技术(又称红外热波无损检测技术)，是一门跨学科的技术，它的研究和应用，对提高航空航天器，多种军、民用工业设备的安全可靠性具有重要意义。1.红外热成像检测技术的原理 红外热成像无损检测技术的基本原理是利用被检物的不连续性缺陷对热传导性能的影响，使得物体表面温度不一致，即物体表面的局部区域产生温度梯度，导致物体表面红外辐射能力发生差异。借助红外热像仪探测被检物的辐射分布，通过形成的热像图序列就可推断出内部缺陷情况。 从理论上分析可知，材料或构件因内部缺陷将导致局部力学性能的强度改变，由于材料内部结构的不连续性，这种缺陷将引起材料或构件的热传导不连续，致使材料或构件的温度梯度不同，因而显现出的红外热图像也有所不同。通过研究被检测材料的内部缺陷及结构力学性能，找出其热传导特性与红外热图像之间的关系和机理，根据显示图像的温度梯度就可以确定缺陷的位置和范围，由温度梯度随时间变化的速率可以确定缺陷的深度。 采用红外热成像技术进行检测的特点是不受材料的几何结构及材质的限制，可以实现非接触、大面积的检测。 2.红外热成像检测技术的分类 根据探测方式不同，红外热成像检测技术可划分为透射式和反射式，其中反射式更便于使用；根据引起温差的方式不同，可划分为主动式和被动式。 主动式红外热成像检测技术可以对物体表面进行快速、准确的检测，并具有直观、非接触、单次检测面积大等特点。根据主动式激励源不同，主要划分脉冲红外热成像检测技术、锁相红外热成像检测技术和超声红外热成像检测技术等。 2.1脉冲红外热成像检测技术 脉冲红外热成像技术是一种集光、机、电为一体的非接触式无损检测方法，也是目前研究最多和最成熟的方法之一。工作原理如图1所示:以高能脉冲闪光灯作为激励热源，热流在被测构件内部传导过程中，若构件内部存在缺陷或损伤，则使得物体内部热分布将存在不连续性结构，从而导致其缺陷或损伤处的表面温度与无缺陷或损伤处有明显不同。 图1冲红外热成像检测技术的工作原理 脉冲红外热成像检测方式虽然简单实用，但是也存在着一些缺点：适于检测平板类构件，对于复杂结构构件检测存在困难；对热源的均匀性要求非常高；检测构件厚度有限，
无线传感网络在军事领域的应用
传感网络结课报告 论文题目：无线传感器网络在军事领域的应用分析 学院：光电信息与计算机工程学院 专业：光电信息工程 班级：光电三班 学号：1212471329 学生：政鹏 指导教师：克坚 2015年 6 月 7 日
摘要 .......................................................................... II 第一章绪论 . (1) 1.1 背景及国际形势 (1) 1.2 无线传感器网络的发展现状 (1) 1.3 本文的组织结构 (2) 第二章无线传感器网络简介 (4) 2.1 体系结构 (4) 2.1.1 节点组成 (3) 2.1.2 网络体系结构 (3) 2.2 路由协议 (5) 2.2.1平面路由协议 (4) 2.2.2层次路由协议 (6) 第三章特点及应用优势 (9) 3.1 无线传感器网络特点 (9) 3.1.1无线传感器网络的主要特点 (7) 3.1.2与其他网络相比主要区别 (7) 3.2 应用优势 (10) 3.2.1潜在优势 (8) 3.2.2与导弹雷达相比潜在优势 (8) 第四章在军事领域的应用 (11) 4.1 战场侦察与监视 (11) 4.2 战场态势感知 (12) 4.3 核、生、化监测 (13) 4.4 装备、弹药、后勤物资管理 (13) 4.5 智能尘埃 (14) 第五章结束语 (16) 第六章调研照片 (16) 第七章参考文献 (18)
无线传感器网络在军事领域的应用 摘要 无线传感器网络是新兴网络,它采用无线通信技术,由微小的传感器组成,无线传感 器网络节点具备感应能力、信息处理能力和无线通信能力,使无线传感器网络有广阔的 应用前景,可广泛用于军事、环境、医疗保健、空间探索及各种商业应用。文中对无线 传感网络的构建，路由协议以及定位算法做了简介，着重讲了它在军事领域的重要地位，以及当下的主要应用研究方向。 关键词：WSN，体系结构，军事应用 Abstract Wireless Sensor Network is a burgeoning network,which is composed of tiny sensors with wireless communication technology. Node of WSN have influence, information handing and wireless communication abilities, making WSN have wide application foreground, including military,environment, medical treatment, space imploring and various business applications. In this paper, i first provide a brief introduction to the construction of WSN, routing protocol and the Relocation Arithmetic, and then focus on its important position in the military field, main application and research direction now.
红外技术应用及发展前景
红外技术应用及发展前景
目录 一、摘要 (2) 二、红外技术的起源与发展 (3) 三、红外技术的应用 (4) 1、红外热像仪 (4) 2、红外光谱仪 (4) 3、红外传感器 (5) 四、红外技术的发展前景 (5) 1．红外技术的发展及主要应用领域 (5) 2．红外技术产业的主要领域方向 (6) 五、对红外技术课堂的意见及建议 (7)
摘要 红外技术的英文名称是：Infrared Technique。红外技术的内容包含四个主要部分，红外辐射的性质，红外元件、部件的研制、把各种红外元、部件构成系统的光学、电子学和精密机械、红外技术在军事上和国民经济中的应用。 红外技术发展的先导是红外探测器的发展。60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式，推动红外技术向更先进的方向发展。 红外应用产品种类繁多，应用广泛。红外线自1800年被发现以来，人们对她的研究从来没有停止过，目前已经开发出了众多的应用产品，从医疗、检测、航空到军事等领域，几乎处处都能看到红外的身影。本文选择了红外热像、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等几个比较大的产品领域做介绍。红外技术的发展前景十分的广阔，在军用和民用领域都有着极其广阔的应用。按应用领域可分为：安防领域、消防领域、电力领域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。 最后，提出对这门课程的意见及建议。我认为每节课都应有具体的任务，明确的目的和要求，每节课都给学生留有思考的空间。课堂教学的形式是多样的，教学形式是实现教学目的一种手段，是为课堂教学服务的。 关键字：红外辐射外探测器红外线
红外成像技术在军事上的应用
红外成像技术的发展及应用 阅读人数：13人页数：7页yangfamingsg 红外成像技术的发展及应用 热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来，但是光敏元件只能判断有没有红外线，无法呈现出图像。在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣，对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型，其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形，这应该算是最找的一款热成像仪，算是热成像仪的鼻祖。 1952年，一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来，这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。不久之后，德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线（Forward looking infrared）热成像仪。这一系统采用的是单原件感光，利用机械装置控制镜片转动，将光线反射到感光元件上。 随着碲镉汞材料制造工艺的成熟，在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列，美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。然而由于最初采用的是非制冷感光元件，制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。 等到CCD技术成熟之后，焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热成像仪。至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。90年代之后,RNO公司又开发 1/7 出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列，进一步降低了热成像仪的生产成本。 红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78~1000微米的电磁波。其中波长为2~1000微米的部分称为热红外线。 目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是表面温度分布图像。红外热成像使人眼不能直接看到表面温度分布，变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。所有温度在绝对零度(-273)℃以上的物体，都会不停地发出热红外线。红外线(或热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射，它还具有两个重要的特性：(1)物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无需接触的温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。(2) 大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口” 。利用这两个窗口，使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。由于这个特点，热红外成像技术在军事上提供了先进的夜视装备，并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。 全球红外热像仪市场发展具有广阔的前景并呈现良好的发展趋势。红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像 2/7 的高科技产品。红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。 在军事上，红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域；在民用方面，红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。红外热像仪行业是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业，红外热像仪广泛应用于军民两个领域。在现代战争条件下，红外热像仪已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用；同时，随着
传感器在焊接过程中的应用
传感器在焊缝跟踪过程中的应用 引言 我们这学期学习了《传感器与检测技术》。了解到了传感器在现代生产生活中起着越来越重要的作用，同时在焊接过程中也越来越受到重视。现在的焊接要求精确化，智能化，自动化，在这些要求中往往离不开一个重要的技术~~传感器技术，本文我们就来研究传感器在焊接过程中的应用。 一、传感器 根据国家标准GB7665-87，传感器定义为：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件装置。传感器作为检测工具，要求检测研究对象的物理或化学的信息，其工作过程要求稳定、可靠、精度高，所以对传感器有以下几个要求： （1）适应恶劣环境能力强 传感器一般工作环境十分广，从极寒至酷热地区，许多在露天环境下工作，能抗飞沙走石、灰尘，还应耐潮湿，较高的抗盐类腐蚀、酸性腐蚀的能力，有抗污染气体干扰的能力，能适应在高温、极寒、强烈振动、冲击以及在其他条件下正常工作的能力，还应抗噪声能力强，信噪比高。 （2）价格适中，适于大批量生产 要求传感器一致性好，适宜自动化批量生产，对加工设备有较高要求，以便排除人工操作带来的不一致性和失误。 （3）稳定性和可靠性高 传感器是一种高精度检测仪器，在军事、航空、航天中应用都有严格要求，产品都须经过严格测试才能应用。所以传感器生产是一种高新技术的具体运用和体现。一种传感器是否有较高的技术附加值体现在所包含的技术含量和加工工艺的技术是否高新。 有部分传感器由于其应用环境的状况需金属封装，一般采用焊接密封，如压力传感器、力传感器、霍尔传感器、光电传感器、温度传感器等，这类传感器内部有敏感元件和集成电路，充惰性气体或抽真空与外界隔绝，有耐压、气密性要求，另有焊接强度要求和漏气率要求，对焊接质量要求高，而且焊接过程中要求变形小，不能对内部元件和微电路有损坏。目前传感器密封焊接有电阻焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊和激光焊。 所谓焊缝跟踪,即以焊炬为被控对象,电弧（焊炬）相对于焊缝中心位置的偏差作为被调量,通过视觉传感、接触传感、超声波传感、电弧传感等多种传感测量手段,控制焊炬使其在整个焊接过程中始终与焊缝对口。其中接触式传感是依靠在坡口中滚动或滑动的触指将焊枪与焊缝之间的位置偏差反映到检测器内，并利用检测器内装的微动开关判断偏差的极性，其结构简单、操作方便、不受电弧烟尘和飞溅的影响，但是对不同形式的坡口需用不同探头，磨损大，易变形，点固点障碍难以克服。超声波传感是利用发射出的超声波在金属内传播时在界面产生发射原理制成的，是一种比较先进的焊缝跟踪传感器，应用在跟踪系统中，跟踪的实时性好。但是由于传感器要贴近工件，不可避免地会受到焊接方法和工件尺寸等的严格限制。另外需要考虑外界震动、传播时间等因素，对金属表面状况要求高，其应用范围也就受到限制。视觉传感具有提供信息量丰富，灵敏度和测量精度高，抗电磁场干扰能力强，与工件无接触的优点。但是算法复杂，处理速度慢。 随着电弧传感技术的发展，焊缝跟踪引入了电弧传感技术，电弧传感器作为一种实时传