体温测量的核心——红外线传感器

为了更好的遏制新冠肺炎病毒的传播，并快速在人群中检测出体温较高的人员，红外体温监控及相关产品不断被投入到市场中。

而在这些产品中，红外线传感器成为其中最为核心的配件。

红外线传感器是利用红外线来进行数据处理的一种传感器，有灵敏度高等优点，红外线传感器可以控制驱动装置的运行。其包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化（这种变化可能是变大也可能是变小，因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻），通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。

红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。

红外线传感器依动作可分为：

（1） 将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。

（2） 利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。

热型的现象俗称为焦热效应，其中最具代表性者有测辐射热器 （Thermal Bolometer），热电堆（Thermopile）及热电（Pyroelectric）元件。

热型的优点有：可常温动作下操作，波长依存性（波长不同感度有很大之变化者）并不存在，造价便宜；

缺点：感度低、响应慢（mS之谱）。

量子型 的优点：感度高、响应快速（μS 之谱）；

缺点：必须冷却（液体氮气） 、有波长依存性、价格偏高；

红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用，红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的物体放射出来，可是事实上不是如此，凡是存在于自然界的物体，如人类、火、冰等等全部都会射出红外线，只是其波长因其物体的温度而有差异而已。人体的体温约为36～37°C，所放射出峰值为9～10μm的远红外线，另外加热至400～700°C的物体，可放射出峰值为3～5μm 的中间红外线。

红外传感器是红外探测系统中很重要的部件，但它很娇气，使用中如果不注意就有可能导致红外传感器损坏。因此，红外传感器在使用中应注意以下几点：

（1）必须首先注意了解红外传感器的性能指标和应用范围，掌握它的使用条件。

（2）必须关注传感器的工作温度，一般要选择能在室温下工作的红外传感器，便于维护。

（3）适当调整红外传感器的工作点。一般情况下，传感器有一个最佳工作点。只有工作在最佳工作点时，红外传感器的信噪比最大。

（4）选用适当前置放大器与红外传感器配合，以获取最佳探测效果。

（5）调制频率与红外传感器的频率响应相匹配。

（6）传感器的光学部分不能用手摸，擦，防止损伤与沾污。

（7）传感器存放时注意防潮，防振，防腐。