对我国红外线传感器应用现状及发展趋势的认识

白彦飞

摘 要：本文论述了我国红外线传感器应用的现状及未来发展趋势，为我国红外线传感器应用走持续、稳定及健康的发展道路提供了一定的见解。

关键词：红外线传感器；应用；现状；发展趋势

0 前言

利用红外线传感器进行测量工作时，其具有测量速度快，而且灵敏高的特点。红外线传感器可以不直接接触被测物体而进行测量工作。任何自身具有一定的温度（高于绝对零度）的物质都能辐射红外线。利用红外线的反射与折射，散射与干涉以及吸收等物理性能即可进行测量工作。

对于无接触温度测量，无损探伤以及分析气体成分等方面的检测工作而言，其常需要用红外线传感器来进行操作。例如采用红外线传感器对人体进行远距离表面温度测量，得到的热像图可及时对病变进行诊断和治疗；利用卫星红外传感器监测地球云层，可以实现大范围的天气预报，使用红外传感器可以检测飞机运行引擎过热，等等。

1 对红外线传感器工作原理及应用的分析与认识

1.1 红外传感器原理

红外传感器包括光学系统、检测元件和转换电路三个部分。其中光学系统又分为透射式和反射式，是根据结构的不同划分的。检测元件按工作原理的不同又分为热敏检测元件和光电检测元件。在热敏检测元件中常用热敏电阻。利用红外线辐射热敏电阻时，因热敏电阻温度升高而使其电阻发生变化。其电阻发生变化的情史可通过转换电路变成不同的电信号而输出。在光电检测元件中常用光敏元件。光敏元件是利用锗及硅掺杂料、碲镉汞三元合金、砷化锑、砷化铟、硒化铅以及硫化铅等材料制造而成的。

对红外线传感器系统而言，其工作原理不复杂。一个典型的传感器系统各部分的实体分别是：a）待测目标。b）大气衰减。c）光学接收器。d）辐射调制器。e）红外探测器。f）探测器制冷器。g）信号处理系统。h）显示设备。

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。

1.2 红外传感器系统的分类

红外传感系统按照功能能够分成五类，如表1。

1.3 红外传感器的应用

由于红外温度传感器实现了无接触测温、远距离测量高温等功能，而且具有较高的灵敏度，因此其在现在各行业中得到了广泛的应用。如夜视技术、红外探测器、红外无损探伤、红外气体分析仪等。

2 依靠技术进步，以促进红外传感器应用的可持续发展

近年来，传感器正向着微型化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、数字化的方向发展。其发展的结果是产生21世纪新的经济增长点。具体说明如表3。

对传感器而言，其新的应用领域在不断的增长，而且在全世界范围内其市场正处于稳步发展的过程中。传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，以加速新一代传感器的开发和产业化。中国的传感器产业经过多年发展已经达到自主研发和生产制造产业化的水平。其行业已初步具备整体发展的规模，而且其已进入到了可持发展的过程中。以MEMS为基础的智能化传感器和具有总线能力的传感器将会成为全世界增长最快的產品之一。其市场潜力巨大的领域是研发与应用适用于汽车与过程控制等方面的产品，诸如惯性测量器件、微流量器件、光MEMS器件、压力传感器、加速度传感器、微型陀螺和专门应用于汽车领域的MEMS器件等。在未来的发展过程中，用于汽车安全系统以及汽车车体稳定控制和轮胎监测的传感器将是传感器研发和应用的重点领域。

3 结束语

随着现代科学技术突飞猛进，汽车与过程控制等领域对传感器的使用要求会越来越高。这样的发展趋势会为传感器技术发展提供强大的动力。21世纪，一方面，通过改善和提高传感器的技术性能；另一方面，通过寻找新原理、新材料、新技术和新功能来提高传感器的性能。红外传感器作为它的一部分可能会得到更大的发展。