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第11 章红外传感器一、单项选择题1、下列对红外传感器的描述错误的是（）。
A. 红外辐射是一种人眼不可见的光线B. 红外线的波长范围大致在0.76~1000卩m之间C. 红外线是电磁波的一种形式，但不具备反射、折射特性D. 红外传感器是利用红外辐射实现相关物理量测量的一种传感器。
2、对于工业上用的红外线气体分析仪，下面说法中正确的是（）A. 参比气室内装被分析气体B. 参比气室中的气体不吸收红外线C.测量气室内装N2D. 红外探测器工作在“大气窗口”之外3、红外辐射的物理本质是（）A核辐射B •微波辐射 C •热辐射D •无线电波4、对于工业上用的红外线气体分析仪，下面说法中错误的是（）A.参比气室内可装N2B. 红外探测器工作在“大气窗口”之内C.测量气室内装被分析气体D. 参比气室中的气体要吸收红外线5、红外线是位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线。
它的波长范围大致在（）到1000卩m的频谱范围之内。
A.0.76nmB.1.76nmC.0.76 卩mD.1.76 卩m6、在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和（）。
这里所说的“远近”是相对红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离而言。
A. 微波区B. 微红外区C.X 射线区D. 极远红外区7、红外辐射在通过大气层时，有三个波段透过率高，它们是0.2〜2.6卩m、3〜5卩口和（）,统称它们为“大气窗口”。
A.8 〜14 [1 mB.7 〜15 卩mC.8 〜18 卩mD.7 〜14.5 卩m8、红外探测器的性能参数是衡量其性能好坏的依据。
其中响应波长范围（或称光谱响应），是表示探测器的（）相应率与入射的红外辐射波长之间的关系。
A. 电流B. 电压C. 功率D. 电阻9、光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照下，产生（）。
使材料的电学性质发生变化。
通过测量电学性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。
光子效应所制成的红外探测器。
第10章辐射式传感器三种辐射式传感器：红外辐射传感器、超声波传感器、核辐射（Nuclear Radiation）传感器。
10.1 红外辐射（Infrared Radiation）传感器应用：红外制导火箭、红外成像、红外遥感10.1.1红外辐射的基本特点红外辐射：就是红外光（不可见光），其波长为1.0~1000μm红外辐射(红外光)的最大特点：具有光热效应，能辐射热量任何物体温度>绝对00(-2730C)红外辐射（即发出红外线）物体温度越高发出红外线越多辐射的能量越强不可见光10.1.2 红外辐射的基本定律1. 希尔霍夫定律希尔霍夫定律：一个物体向周围辐射热能的同时也吸收周围物体的辐射能。
在同一个温度场中，各物体的热发射本领正比于它的吸收本领。
0E E r α=E r —物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能 α—该物体对辐射能的吸收系数E 0—等价于黑体在相同温度下发射的能量，是个常数黑体：在任何温度下全部吸收任何波长辐射的物体，黑体的吸收本领最大，但加热后，它发射的热辐射比任何物体的都要大。
2. 斯忒藩—玻尔兹曼定律物体温度越高，它辐射出来的能量越大。
4T E σε=T —物体的绝对温度σ—斯忒藩—玻尔兹曼常数，4212/106697.5K cm W -⨯=σ ε—比辐射率E —物体在温度T 时单位面积和单位时间的红外辐射的总能量3. 维恩位移定律热辐射发射的电磁波中包含着各种波长。
)(2897m Tm μλ=λm —物体峰值辐射波长 T —物体自身的绝对温度10.1.3 红外探测器（传感器）（Infrared Detector ）红外探测器分为：热敏探测器—基于热电效应 光子探测器—基于光子效应1. 红外探测器的基本参数（1） 响应率（2） 响应波长范围 （3） 噪声等效功率 （4） 探测率 （5） 响应时间2. 红外探测器的一般组成由光学系统、敏感元件、前置放大器、信号调制器组成。
第10章 波式和辐射式传感器 波式传感器是利用超声波、微波能在空间传播，具有聚束、定向及反射、透射等特性；辐射式传感器是利用红外线在空间也是以波的形式直线传播的，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性，大气层对不同波长的红外线存在不同的吸收带；核辐射传感器是利用放射性同位素蜕变产生的射线能够穿过物质或被物质吸收的特性。
这种非接触式传感器可以实现精确、快速、自动无损检测各种参数,应用于各种场合，如雷达、遥感、红外跟踪、红外成像、警戒、工业探伤和材料成分等。
本章重点介绍超声波式、微波式、红外式和核辐射式四种类型的传感器，主要讲述传感器的原理、特点、传感器的结构及传感器的实际应用。
10.1超声波传感器超声波和声音一样，是一种机械振动波，是机械振动在弹性介质中的传播过程。
超声波检测是利用不同介质对超声波传播的影响来探测物体和进行测量的一门检测技术。
近三十年来，超声波检测技术在工业领域中的应用与其他无损检测的手段相比，无论从使用效果、经济价值和适用范围来看，都有很广泛的发展前途。
因此在一些大型企业和部门，都对超声波检测的研究和应用极为注意，主要应用在物位检测、厚度检测和金属探伤；在医学上，主要用于超声检查、超声清洗等。
10.1.1 超声波的测量原理1. 超声波及其性质1) 超声波及其波形振动在弹性介质内的传播称为波动，简称波。
其频率在16Hz～2×104 Hz之间，能为人耳所闻的机械波，称为声波；低于16 Hz的机械波，称为次声波；高于2×104 Hz的机械波，称为超声波，频率在3×108Hz～3×1011Hz之间的波，称为微波。
当超声波由一种介质入射到另一种介质时，由于在两种介质中传播速度不同，在介质界面上会产生反射、折射和波形转换等现象。
声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向的不同，造成声波的波形也不同。
一般有以下几种：①纵波：质点振动方向与波的传播方向一致的波，它能在固体、液体和气体介质中传播。
核辐射传感器的原理及应用1. 引言核辐射是指由放射性原子核自发地发射出的粒子或电磁波所产生的辐射现象。
核辐射的监测和测量对于核能安全、环境保护和医学诊断具有重要意义。
核辐射传感器是一种用于监测和测量核辐射水平的设备，本文将介绍核辐射传感器的工作原理及其应用。
2. 核辐射传感器的工作原理核辐射传感器的工作原理基于辐射与物质相互作用的原理。
辐射通过传感器的敏感元件时，会与敏感元件内的物质发生相互作用，产生能量损失或电离。
传感器会测量这种能量损失或电离现象，并将其转化为可测量的电信号。
常见的核辐射传感器包括电离室传感器、闪烁体传感器和固态探测器。
2.1 电离室传感器电离室传感器是最早被使用的核辐射传感器之一，其基本原理是利用辐射使气体分子电离，进而产生一定的电离电流。
电离室传感器有较高的灵敏度和较宽的测量范围。
它由辐射敏感室和电路测量系统组成，适用于大部分辐射测量需求。
2.2 闪烁体传感器闪烁体传感器利用辐射与闪烁体相互作用产生的光信号进行测量。
当辐射通过闪烁体时，闪烁体会发出与辐射能量成比例的光信号。
闪烁体传感器常用于核医学诊断、核辐射监测和核物质检测等方面，具有高能量分辨率和宽测量范围的优势。
2.3 固态探测器固态探测器是一种使用固体材料的半导体探测器。
辐射通过固态探测器时，会产生电子与空穴对，并产生一定的电信号。
固态探测器具有较高的空间分辨率和时间响应，适用于高剂量辐射测量和高能辐射测量。
3. 核辐射传感器的应用核辐射传感器在许多领域都有重要的应用。
以下列举了几个常见的应用领域：3.1 核电站核电站是核辐射传感器的主要应用场景之一。
核电站需要对周围环境中的辐射水平进行实时监测，以确保核反应的安全性和环境的保护。
核辐射传感器能够对环境中的辐射水平进行准确测量，并及时报警，保障核电站的安全运行。
3.2 核医学核医学是应用核技术进行诊断和治疗的医学领域。
核辐射传感器在核医学中的应用主要体现在放射性药物的剂量控制和放射性医学影像的质量控制上。
