在了解紅外傳感器之前，首先，我們應(yīng)該了解一下，什么是紅外線，或者叫紅外光。

我們知道，光線也是一種輻射電磁波，以人類的經(jīng)驗而言，通常指的是肉眼可見的光波域是從400nm（紫光）到700nm（紅光）可以被人類眼睛感覺得到的范圍。

我們把紅光之外、波長760nm到1mm之間輻射叫做紅外光，紅外光是肉眼看不到的，但通過一些特殊光學(xué)設(shè)備，我們依然可以感受到。

紅外線是一種人類肉眼看不見的光，所以，它具有光的一切光線的所有特性。但同時，紅外線還有一種還具有非常顯著的熱效應(yīng)。所有高于絕對零度即－273℃的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。

因此，簡單地說，紅外線傳感器是利用紅外線為介質(zhì)來進行數(shù)據(jù)處理的一種傳感器。

紅外傳感器的種類

根據(jù)發(fā)出方式不同，紅外傳感器可分為主動式和被動式兩種。

主動紅外傳感器的工作原理及特性

主動紅外傳感器的發(fā)射機發(fā)出一束經(jīng)調(diào)制的紅外光束，被紅外接收機接收，從而形成一條紅外光束組成的警戒線。當(dāng)遇到樹葉、雨、小動物、雪、沙塵、霧遮擋則不應(yīng)報警，人或相當(dāng)體積的物品遮擋將發(fā)生報警。

主動紅外探測器技術(shù)主要采用一發(fā)一收，屬于線形防范，現(xiàn)在已經(jīng)從最初的但光束發(fā)展到多光束，而且還可以雙發(fā)雙受，最大限度的降低誤報率，從而增強該產(chǎn)品的穩(wěn)定性，可靠性。

由于紅外線屬于環(huán)境因素不相干性良好（對于環(huán)境中的聲響、雷電、振動、各類人工光源及電磁干擾源，具有良好的不相干性）的探測介質(zhì)；同時也是目標(biāo)因素相干性好的產(chǎn)品（只有阻斷紅外射束的目標(biāo)，才會觸發(fā)報警），所以主動式紅外傳感器器將會得到進一步的推廣和應(yīng)用。

被動紅外傳感器器的工作原理及特性

被動紅外傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線來進行工作的。傳感器器收集外界的紅外輻射進而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時就會向外釋放電荷，檢測處理后產(chǎn)生報警。

這種傳感器是以探測人體輻射為目標(biāo)的。所以輻射敏感元件對波長為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。為了對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。

被動紅外傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋電元幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號輸出。

一旦入侵人進入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡而聚焦，從而被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號處理而報警。

紅外傳感器的應(yīng)用

從目前應(yīng)用的情況來看，紅外傳感器有如下幾個優(yōu)點：

1、環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)于可見光，尤其是在夜間和惡劣天候下的工作能力；

2、隱蔽性好，一般都是被動接收目標(biāo)的信號，比雷達和激光探測安全且保密性強，不易被干擾；

3、由于目標(biāo)和背景之間的溫差和發(fā)射率差形成的紅外輻射特性進行探測，因而識別偽裝目標(biāo)的能力優(yōu)于可見光；

4、與雷達系統(tǒng)相比，紅外系統(tǒng)的體積小，重量輕，功耗低。

近年來，紅外傳感器的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下四個方面：

一是采用新型材料和處理技術(shù)，使得傳感器的紅外探測率提高，響應(yīng)波長增大，響應(yīng)時間縮短，像素靈敏度和像素密度更高，抗干擾性能提高，生產(chǎn)成本降低。如Pyreos和Irisys公司已推出薄膜和陶瓷混合的新型熱釋電敏感技術(shù)，使得敏感元件可以實現(xiàn)陣列化。

二是傳感器的大型化和多功能化。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，紅外傳感器正從小型、單一功能，向大型化、多功能化方向發(fā)展。

如國外所研制的大型紅外傳感器（16×16到64×64像素）除可進行溫度場測量外，還可獲得先進的、小型紅外傳感器所不具有的人體探測功能（即可精確定位個人在空間中的位置，即使人不活動，也可識別出）或大型區(qū)域的安全監(jiān)視等功能，十分適宜于家庭自動化、醫(yī)療保健、安全防護等場合的應(yīng)用。

此外，新型多光譜傳感器的研制，也大大改善了紅外成像陣列的功能性。

三是傳感器的智能化。新型的智能紅外傳感器通常內(nèi)置多個微處理器，具備傅里葉變換、小波變換等先進數(shù)字信號處理或補償功能，自診斷功能，雙向數(shù)字通信等功能，使得傳感器的穩(wěn)定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。

四是傳感器的進一步微型化、集成化。采用片上集成技術(shù)（包括盲元替代、非均勻性校正、部分圖像處理功能等）和其它新的器件結(jié)構(gòu)及新的制造工藝技術(shù)，在MEMS（微機電系統(tǒng)），甚至基于納米科技的NEMS（納機電系統(tǒng)）推動下，紅外傳感器尺寸大為縮小，功耗大大降低，集成度顯著提高。

由于紅外傳感器的優(yōu)越性能，許多主流儀表研究單位和生產(chǎn)制造商對它的研發(fā)投入也越來越高。