波和射线式传感器课件

传感器原理及应用传感器原理及应用传感器原理及应用传感器原理及应用1传感器原理及应用传感器原理及应用传感器原理及应用传感器原理及应用第第第第11111111章章章章 波与射线传感器波与射线传感器波与射线传感器波与射线传感器 主要内容11.1 超声波传感器 11.2 红外线传感器11.3 核辐射传感器传感器原理及应用第11章波与射线传感器主要内容11211.1 11.1 超声波传感器超声波传感器超声波技术超声波技术超声波技术超声波技术是以物理、电子、机械及材料学为基础的通是以物理、电子、机械及材料学为基础的通是以物理、电子、机械及材料学为基础的通是以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术用技术用技术用技术，超声波超声波超声波超声波传感器是向空气中传感器是向空气中传感器是向空气中传感器是向空气中发射超声波发射超声波发射超声波发射超声波，再通过，再通过，再通过，再通过探测来自某个物体的探测来自某个物体的探测来自某个物体的探测来自某个物体的反射波反射波反射波反射波检测物体有无或距离；检测物体有无或距离；检测物体有无或距离；检测物体有无或距离；超声波传感器超声波传感器超声波传感器超声波传感器具有多种用途，如防盗报警系统、自动门具有多种用途，如防盗报警系统、自动门具有多种用途，如防盗报警系统、自动门具有多种用途，如防盗报警系统、自动门启闭装置、汽车倒车传感器及各种电子设备的遥控装置。启闭装置、汽车倒车传感器及各种电子设备的遥控装置。启闭装置、汽车倒车传感器及各种电子设备的遥控装置。启闭装置、汽车倒车传感器及各种电子设备的遥控装置。目前超声波在检测技术中获得广泛应用，利用超声波的目前超声波在检测技术中获得广泛应用，利用超声波的目前超声波在检测技术中获得广泛应用，利用超声波的目前超声波在检测技术中获得广泛应用，利用超声波的各种物理特性，可以实现超声波各种物理特性，可以实现超声波各种物理特性，可以实现超声波各种物理特性，可以实现超声波测距测距测距测距、测厚测厚测厚测厚、测流量测流量测流量测流量、无损探伤无损探伤无损探伤无损探伤、超声成像超声成像超声成像超声成像。随着信息技术的迅猛发展，新的超声波应用领域越来越随着信息技术的迅猛发展，新的超声波应用领域越来越随着信息技术的迅猛发展，新的超声波应用领域越来越随着信息技术的迅猛发展，新的超声波应用领域越来越广泛，如工厂自动化和汽车电子设备正与日俱增，而且广泛，如工厂自动化和汽车电子设备正与日俱增，而且广泛，如工厂自动化和汽车电子设备正与日俱增，而且广泛，如工厂自动化和汽车电子设备正与日俱增，而且不断得到扩展。不断得到扩展。不断得到扩展。不断得到扩展。11.1超声波传感器超声波技术是以物理、电子、机械及材料学3人耳能听见的人耳能听见的人耳能听见的人耳能听见的机械波机械波机械波机械波称称称称声波声波声波声波,频率在频率在频率在频率在16Hz16Hz16Hz16Hz20kHz20kHz20kHz20kHz；频率低于频率低于频率低于频率低于16Hz16Hz16Hz16Hz的机械波称为的机械波称为的机械波称为的机械波称为次声波次声波次声波次声波；频率高于频率高于频率高于频率高于20KHz20KHz20KHz20KHz的机械波称为的机械波称为的机械波称为的机械波称为超声波超声波超声波超声波;频率在频率在频率在频率在300MHz 300MHz 300MHz 300MHz 300GHz 300GHz 300GHz 300GHz之间的波称为之间的波称为之间的波称为之间的波称为微波微波微波微波；超声波超声波超声波超声波是人耳无法听到的，频率超过是人耳无法听到的，频率超过是人耳无法听到的，频率超过是人耳无法听到的，频率超过20kHz20kHz20kHz20kHz的声音。的声音。的声音。的声音。声波频率界限声波频率界限11.1.1 11.1.1 超声波及物理特性超声波及物理特性人耳能听见的机械波称声波,频率在16Hz20kHz；声波频4vv当超声波从一种介质入射到另一种当超声波从一种介质入射到另一种当超声波从一种介质入射到另一种当超声波从一种介质入射到另一种介质时，在界面上会产生介质时，在界面上会产生介质时，在界面上会产生介质时，在界面上会产生反射、折反射、折反射、折反射、折射射射射和和和和波形转换波形转换波形转换波形转换；vv超声波以直线传播方式超声波以直线传播方式超声波以直线传播方式超声波以直线传播方式，频率越高频率越高频率越高频率越高绕射越弱绕射越弱绕射越弱绕射越弱，但但但但反射越强反射越强反射越强反射越强，利用这种利用这种利用这种利用这种性质可以制成性质可以制成性质可以制成性质可以制成超声波测距超声波测距超声波测距超声波测距传感器；传感器；传感器；传感器；vv超声波超声波超声波超声波在液体、固体在液体、固体在液体、固体在液体、固体中衰减很小，中衰减很小，中衰减很小，中衰减很小，穿透能力强穿透能力强穿透能力强穿透能力强，特别是不透光的固体特别是不透光的固体特别是不透光的固体特别是不透光的固体能穿透几十米。能穿透几十米。能穿透几十米。能穿透几十米。11.1.1 11.1.1 超声波及物理特性超声波及物理特性超声波的反射和折射超声波的反射和折射超声波的反射和折射超声波的反射和折射超声波传感器是通过超声波的超声波传感器是通过超声波的超声波传感器是通过超声波的超声波传感器是通过超声波的产生产生产生产生 传播传播传播传播 接收接收接收接收 等物理过程完成。等物理过程完成。等物理过程完成。等物理过程完成。主要功能主要功能主要功能主要功能是是是是产生、接收产生、接收产生、接收产生、接收超声波信号超声波信号超声波信号超声波信号。当超声波从一种介质入射到另一种介质时，在界面上会产生反射、折5超声波的波型及其传播速度超声波的波型及其传播速度 纵波：质点振动方向与波的传播方向一致的波，它能在固体、液体和气体固体、液体和气体介质中传播；横波：质点振动方向垂直于传播方向的波，它只能在固体介质固体介质中传播；表面波：质点的振动介于横波与纵波之间，沿着介质表面传播，其振幅随深度增加而迅速衰减的波，表面波只在固体的表面固体的表面传播。超声波的波型及其传播速度纵波：质点振动方向与波的传播方向6纵波纵波7声速声速n声波的传播速度取决于介质的弹性系数、介质密声波的传播速度取决于介质的弹性系数、介质密度以及声阻抗。度以及声阻抗。n固体的横波声速约为纵波声速的一半，且与频率固体的横波声速约为纵波声速的一半，且与频率关系不大。而声表面波约为横波声速的关系不大。而声表面波约为横波声速的90%90%。材料密度103kg.m-1声阻抗10MPa.s-1纵波声速km.s-1横波声速km.s-1钢7.8465.93.23铝2.7176.33.1铜8.9424.72.1有机玻璃1.183.22.71.2甘油1.262.41.9水（20C)1.01.481.48油0.91.281.4空气0.00120.00040.34声速声波的传播速度取决于介质的弹性系数、介质密度以及声阻抗。8vv超声波在超声波在超声波在超声波在空气中传播速度较慢空气中传播速度较慢空气中传播速度较慢空气中传播速度较慢，为为为为344m/s344m/s344m/s344m/s（20202020时）时）时）时）（电磁波的传播速度为电磁波的传播速度为电磁波的传播速度为电磁波的传播速度为3103103103108 8 8 8m/sm/sm/sm/s），速度低、波长短，），速度低、波长短，），速度低、波长短，），速度低、波长短，意味着可获得较高的距离方向分辨率。意味着可获得较高的距离方向分辨率。意味着可获得较高的距离方向分辨率。意味着可获得较高的距离方向分辨率。vv这一特点使得超声波应用变得非常简单，测量时可获得这一特点使得超声波应用变得非常简单，测量时可获得这一特点使得超声波应用变得非常简单，测量时可获得这一特点使得超声波应用变得非常简单，测量时可获得较高的精确度，可以通过测量波的传播时间，测量距离、较高的精确度，可以通过测量波的传播时间，测量距离、较高的精确度，可以通过测量波的传播时间，测量距离、较高的精确度，可以通过测量波的传播时间，测量距离、厚度等。厚度等。厚度等。厚度等。11.1.1 11.1.1 超声波及物理特性超声波及物理特性v 在固体中，纵波、横波及其表面波三者的声速有一在固体中，纵波、横波及其表面波三者的声速有一定的关系，通常可认为横波声速为纵波的一半，表面定的关系，通常可认为横波声速为纵波的一半，表面波声速为横波声速的波声速为横波声速的90%90%。气体中纵波声速为。气体中纵波声速为344 m/s344 m/s，液体中纵波声速在液体中纵波声速在900-1900m/s900-1900m/s。超声波在空气中传播速度较慢，为344m/s（20时）（电磁9v液体中液体中液体中液体中声速传播速度在声速传播速度在声速传播速度在声速传播速度在9009009009001900m/s1900m/s1900m/s1900m/s，在液体在液体在液体在液体和气体中只有纵波的传播，传播速度与介质密和气体中只有纵波的传播，传播速度与介质密和气体中只有纵波的传播，传播速度与介质密和气体中只有纵波的传播，传播速度与介质密度有关度有关度有关度有关:11.1.1 11.1.1 11.1.1 11.1.1 超声波及物理特性超声波及物理特性超声波及物理特性超声波及物理特性vv由于金属、木材、玻璃、混凝土、橡胶和纸张可近乎由于金属、木材、玻璃、混凝土、橡胶和纸张可近乎由于金属、木材、玻璃、混凝土、橡胶和纸张可近乎由于金属、木材、玻璃、混凝土、橡胶和纸张可近乎反射反射反射反射100%100%100%100%的超声速，因此检测这些物体时较容易发现。的超声速，因此检测这些物体时较容易发现。的超声速，因此检测这些物体时较容易发现。的超声速，因此检测这些物体时较容易发现。而棉花、布、绒毛等物体吸收超声波，因此很难用超而棉花、布、绒毛等物体吸收超声波，因此很难用超而棉花、布、绒毛等物体吸收超声波，因此很难用超而棉花、布、绒毛等物体吸收超声波，因此很难用超声波检测。声波检测。声波检测。声波检测。液体中声速传播速度在9001900m/s，在液体和气体中只10vv声波在介质中传播时随距离的增加能量逐渐衰减声波在介质中传播时随距离的增加能量逐渐衰减声波在介质中传播时随距离的增加能量逐渐衰减声波在介质中传播时随距离的增加能量逐渐衰减,其其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关，衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关，衰减规律衰减规律衰减规律衰减规律用两个能量描述：用两个能量描述：用两个能量描述：用两个能量描述：声压声压 声强声强声波与声源之间距离；声波与声源之间距离；衰减系数衰减系数N Np p/m/m（奈培（奈培/米）米）分别为分别为 X=0 X=0 处的声压、声强；处的声压、声强；声波随距离增加，声能减弱较快，所声波随距离增加，声能减弱较快，所以超声波以超声波不能进行较远距离传播；不能进行较远距离传播；不能进行较远距离传播；不能进行较远距离传播；频率高衰减快。频率高衰减快。频率高衰减快。频率高衰减快。11.1.1 11.1.1 超声波及物理特性超声波及物理特性式中：式中：式中：式中：声波在介质中传播时随距离的增加能量逐渐衰减,其衰减的程度与声11接触式直探头原理接触式直探头原理超声脉冲电压输入端超声脉冲电压输入端接地端接触式直探头原理超声脉冲电压输入端接地端12压电陶瓷的主要性能指标n介电常数：介电常数：1000600010006000n压电灵敏度压电灵敏度D33:300600pC/ND33:300600pC/Nn机械品质因素机械品质因素Q:1002000Q:1002000n静电容静电容:1000100000pF:1000100000pF（与面积有关（与面积有关)n频率范围：频率范围：用于超声清洗用于超声清洗:30100KHz:30100KHz用于探伤仪及流量计：用于探伤仪及流量计：2.55MHz2.55MHz用于雾化器用于雾化器:12MHz:12MHz压电陶瓷的主要性能指标介电常数：1000600013空气超声探头 a)a)超声发射器超声发射器 b)b)超声接收器超声接收器1 1外壳外壳 2 2金属丝网罩金属丝网罩 3 3锥形共振盘锥形共振盘 4 4压电晶片压电晶片5 5引脚引脚 6 6阻抗匹配器阻抗匹配器 7 7超声波束超声波束空气超声探头a)超声发射器b)超14 1.1.2 1.1.2 超声波传感器超声波传感器c)c)反射式反射式a）兼用型）兼用型专用型专用型b)直射式直射式不同工作方式的超声波传感器不同工作方式的超声波传感器发射探头（发射探头（发射探头（发射探头（TXTXTXTX）接收探头（接收探头（接收探头（接收探头（RXRXRXRX）超声波传感器使用时的两种形式：超声波传感器使用时的两种形式：超声波传感器使用时的两种形式：超声波传感器使用时的两种形式：反射式反射式反射式反射式 直射式直射式直射式直射式1.1.2超声波传感器c)反射式a）兼用15 超声波传感器可等效为一个超声波传感器可等效为一个RLCRLC的的串并联谐振电路串并联谐振电路。由电抗特性可见由电抗特性可见,frfr fa fa中中间是电感性，两边是电容性，间是电感性，两边是电容性，这是超声波传感器所特有的。这是超声波传感器所特有的。其中其中 f f f fr r r r频率低频率低频率低频率低：LCRLCRLCRLCR产生串联谐产生串联谐产生串联谐产生串联谐振频率；振频率；振频率；振频率；f f f fa a a a频率高频率高频率高频率高：LCCLCCLCCLCC产生并联产生并联产生并联产生并联谐振频率；谐振频率；谐振频率；谐振频率；超声波传感器在串联谐振频超声波传感器在串联谐振频超声波传感器在串联谐振频超声波传感器在串联谐振频率时率时率时率时阻抗阻抗阻抗阻抗最小最小最小最小。超声波传感器等效电路超声波传感器等效电路电感性电感性电容性电容性频率f fr rf fa af f f fr r r r:L:L:L:L、C C C C、R R R R 产生的串联谐振频率产生的串联谐振频率产生的串联谐振频率产生的串联谐振频率f f f fa a a a：L L L L、C C C C、C C C C 产生的并联谐振频产生的并联谐振频产生的并联谐振频产生的并联谐振频率率率率电抗特性等效电路C CL LR RCC超声波传感器可等效为一个RLC的串并联谐振电路。超声波传感16超声波传感器的工作原理超声波传感器的工作原理 在超声波发送器双压电振子上施加一定频率（在超声波发送器双压电振子上施加一定频率（40KHz40KHz）的电压，通过逆压电效应，将电能转换为机械能，送出超的电压，通过逆压电效应，将电能转换为机械能，送出超声波信号，接收探头经正压电效应将机械能转换成电信号，声波信号，接收探头经正压电效应将机械能转换成电信号，转换电路将接收到的信号放大处理。转换电路将接收到的信号放大处理。11.1.2 11.1.2 超声波传感器超声波传感器超声波传感器的工作原理在超声波发送器双压电振子上施加一定频17超声波传感器基本电路包括超声波传感器基本电路包括振荡振荡发射电路发射电路、检测电路检测电路两部分组成：两部分组成：超声波传感器发射电路超声波传感器发射电路调整振荡器频率调整振荡器频率11.1.3 11.1.3 超声波传感器基本电路超声波传感器基本电路 超声波发射电路超声波发射电路：由反向器由反向器组成组成RCRC振振荡器，经门电路完成功荡器，经门电路完成功率放大，经率放大，经C CP P耦合传送耦合传送给超声波振子产生超声给超声波振子产生超声发射信号。发射信号。超声波传感器基本电路包括超声波传感器发射电路调整振荡器频率118超声波传感器超声波传感器接收电路接收电路超声波检测电路：超声波检测电路：接收到的超声波信号接收到的超声波信号极微弱，需要高增益的极微弱，需要高增益的放大电路用于检测反射放大电路用于检测反射波，输出的高频信号电波，输出的高频信号电压接检波、放大、开关压接检波、放大、开关电路输出或报警。电路输出或报警。11.1.3 11.1.3 超声波传感器超声波传感器基本电路基本电路超声波传感器超声波检测电路：11.1.3超声波传感器基本电19 超声波测距集成模块超声波测距集成模块：最大距离最大距离600cm600cm，最小距离，最小距离2cm2cm功放功放40KHzOSC定时器定时器前置放大前置放大检波检波平方放大平方放大输出输出V VCCCC12V12V三位三位显示器显示器被被测测物物发送电路发送电路，555555构成多谐振荡器，构成多谐振荡器，RCRC电路产生电路产生40KHz40KHz等幅波放大送功放输出；等幅波放大送功放输出；接收电路，接收电路，放大、检波放大、检波，信号处理信号处理根据被测物体的距离设定反射脉冲时间，根据被测物体的距离设定反射脉冲时间，调整振荡器触发时间。定时器控制触发电路和门电路。调整振荡器触发时间。定时器控制触发电路和门电路。11.1.3超声波传感器基本电路超声波传感器基本电路超声波测距集成模块：最大距离600cm，最小距离2cm功放20 测距原理：测距原理：40kHz40kHz高频信号与高频信号与20Hz20Hz周期信号周期信号,调制调制成短脉冲群向外发送成短脉冲群向外发送:周期周期 T=1/20=50msT=1/20=50ms，超声波在空气中传播距离为：，超声波在空气中传播距离为：340m/s50ms=17m340m/s50ms=17m，单程距离：，单程距离：17m/2=850cm17m/2=850cm 测距通过测距通过定时定时控制电路、控制电路、触发触发电路、电路、门电路门电路变换为与距离变换为与距离有关的信号有关的信号;用时钟脉冲对这个信号的用时钟脉冲对这个信号的发送和接收发送和接收之间的之间的延迟时间延迟时间进行进行计数，计数器的输出值就是检测的距离。计数，计数器的输出值就是检测的距离。时钟周期时钟周期 T=1/40kHz=25mT=1/40kHz=25m 340m/s 340m/s(n25s)=(n25s)=往返距离往返距离 单程距离单程距离 =往返距离往返距离/2/2 超声波传感器测距原理超声波传感器测距原理测距原理：超声波传感器测距原理21 测距原理：测距原理：40kHz40kHz高频信号与高频信号与20Hz20Hz周期信号周期信号 调制调制成短脉冲群向外发送成短脉冲群向外发送:周期周期 T=1/20=50msT=1/20=50ms 超声波在空气中传播速度超声波在空气中传播速度 340m/s50ms=17m,17m/2=850cm340m/s50ms=17m,17m/2=850cm 测距通过测距通过定时定时控制电路、控制电路、触发触发电路、电路、门电路门电路变换为与距离有关的信号变换为与距离有关的信号;用时钟脉冲对这个信号的发送和接用时钟脉冲对这个信号的发送和接收之间的延迟时间进行计数，计数器收之间的延迟时间进行计数，计数器的输出值就是检测的距离。的输出值就是检测的距离。时钟周期时钟周期 T=1/40kHz=25ST=1/40kHz=25S 340m/s340m/s(n25S)=(n25S)=往返距离往返距离 单程距离单程距离 =往返距离往返距离/2/2超声波测距原理时序波形示意图超声波测距原理时序波形示意图传感器原理及应用传感器原理及应用传感器原理及应用传感器原理及应用测距原理：超声波测距原理时序波形示意图传感器原理及应用22第第第第11111111章章章章 波与射线传感器波与射线传感器波与射线传感器波与射线传感器11.1.4 11.1.4 11.1.4 11.1.4 超声波传感器应用超声波传感器应用超声波传感器应用超声波传感器应用第11章波与射线传感器11.1.4超声波传感器应用23超声波物位传感器超声波物位传感器n超声波物位传感器是利用超声波在两种介超声波物位传感器是利用超声波在两种介质的分界面上的反射特性而制成的。质的分界面上的反射特性而制成的。n如果从发射超声脉冲开始，到接收换能器如果从发射超声脉冲开始，到接收换能器接收到反射波为止的这个时间间隔为已知，接收到反射波为止的这个时间间隔为已知，就可以求出分界面的位置，利用这种方法就可以求出分界面的位置，利用这种方法可以对物位进行测量。可以对物位进行测量。超声波物位传感器超声波物位传感器是利用超声波在两种介质的分界24超声波测流量原理图超声波测流量原理图25超声波流速测量超声波流速测量超声波在超声波在静止流体静止流体和和流动流体流动流体中的传播速度是不同的中的传播速度是不同的,分分别在流体别在流体上游上游和和下游下游放两个传感器放两个传感器,同时发送、接收，顺流同时发送、接收，顺流和逆流超声波传播时间分别为和逆流超声波传播时间分别为:流体流速远小于超声波在流体流体流速远小于超声波在流体中传播速度中传播速度c,c,可求出可求出近似流近似流速：速：管道内管道内传感器传感器2传感器传感器1电电路路B2LB1超声波流速检测超声波流速检测(时间差法时间差法)超声波流速测量超声波在静止流体和流动流体中的传播速度是不同的26超声波流速测量传感器传感器1管道外管道外D传感器传感器1 实际应用中传感器安装在管道外实际应用中传感器安装在管道外,传播时间为传播时间为:超声波流速检测超声波流速检测 这种方法必须求出声速这种方法必须求出声速,否则会引入误差。否则会引入误差。如何不用声速求流速？如何不用声速求流速？超声波流速测量传感器1管道外D传感器1实际应用中传感器27nF1发射的超声波先到达T1nF2发射的超声波后到达T2F1发射的超声波先到达T128 辛格法流速测量辛格法流速测量:发送的超声波由接收器检出后，再发射发送的超声波由接收器检出后，再发射下一个超声波脉冲，形成连续的脉冲发射状态，脉冲的发射下一个超声波脉冲，形成连续的脉冲发射状态，脉冲的发射频率为：频率为：超声波流速检测（频率差法）超声波流速检测（频率差法）接收器接收器f f1 1f f2 2驱动放大器驱动放大器驱动放大器驱动放大器检出放大器检出放大器检出放大器检出放大器发送器发送器发送器发送器接收器接收器L求出流速：求出流速：辛格法流速测量:发送的超声波由接收器检出后，再发射下一个29多普勒流速测量法多普勒流速测量法 多普勒流速测量法多普勒流速测量法:流体内的微小颗粒物与流体有相同流体内的微小颗粒物与流体有相同的移动速度，利用超声波遇到物体会产生反射，并且传播的移动速度，利用超声波遇到物体会产生反射，并且传播频率发生变化；这种频率发生变化；这种多普勒效应多普勒效应可以求出流速可以求出流速:接收频率接收频率f f1 1和和发送频率发送频率f f2 2的差称的差称多普勒频率多普勒频率f f：f f1 1f f2 2发射器发射器与流体一起移动的粒子与流体一起移动的粒子接收器接收器超声波流速检测超声波流速检测多普勒流速测量法多普勒流速测量法:流体内的微小颗粒物与流30超声波测厚n双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被反射回来，并被另一只压电晶片所到达试件底面时，被反射回来，并被另一只压电晶片所接收。只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所接收。只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的时间需的时间t t，再乘以被测体的声速常数，再乘以被测体的声速常数c c，就是超声脉冲，就是超声脉冲在被测件中所经历的来回距离，再除以在被测件中所经历的来回距离，再除以2 2，就得到厚度，就得到厚度d d超声波测厚双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲到31超声波测厚指示仪n显示方法：128*32LCDn点阵液晶显示（带背光）n显示位数：四位n测量范围：0.8200mmn示值精度：0.1mmn声速范围：10009999m./sn测量周期:2次/秒n自动关机时间：90秒n电源：二节七号电池，可连续工作不少于72小时。n使用温度：-10C40Cn存储温度：-20C70Cn外形尺寸：108*61*25mmn重量:230g(含电池）超声波测厚指示仪显示方法：128*32LCD32超声波液位计原理超声波液位计原理根据显示波形计算液位1 1液面液面 2 2直管直管 3 3空气超声探头空气超声探头 4 4反射小板反射小板 5 5电子开关电子开关超声波液位计原理根据显示波形计算液位1液面33超声防盗报警器n图中的上班部分为发射电路，下半部分为接收电路。发射图中的上班部分为发射电路，下半部分为接收电路。发射器发射出频率器发射出频率f=40kHzf=40kHz左右的超声波。如果有人进入信号左右的超声波。如果有人进入信号的有效区域，相对速度为的有效区域，相对速度为v v，从人体法社回接收器的超声，从人体法社回接收器的超声波将由于多普勒效应，而发生频率偏移波将由于多普勒效应，而发生频率偏移D Df f超声防盗报警器图中的上班部分为发射电路，下半部分为接收电路。34A型超声波探伤型超声波探伤工件工件 缺陷缺陷 起始波起始波缺陷反射波缺陷反射波 底播底播A型超声波探伤工件缺陷起始波缺陷反射35超声探伤计算n设:显示器的x轴为10us/div(格)，现测得B波与T波的距离为6格，F波与T波的距离为2格。n求1）td及tFn2)钢板的厚度d及缺陷与表面的距离xF超声探伤计算设:显示器的x轴为10us/div(格)，现测得36红外传感器按应用可分为红外传感器按应用可分为红外传感器按应用可分为红外传感器按应用可分为：热成像遥感热成像遥感热成像遥感热成像遥感技术；技术；技术；技术；红外搜索红外搜索红外搜索红外搜索(跟踪目标、确定位置跟踪目标、确定位置跟踪目标、确定位置跟踪目标、确定位置)；红外辐射测量红外辐射测量红外辐射测量红外辐射测量；通讯通讯通讯通讯；测距测距测距测距等等等等。11.2.1 11.2.1 红外辐射红外辐射红外辐射红外辐射红外辐射红外辐射的物理本质是的物理本质是的物理本质是的物理本质是热辐射热辐射热辐射热辐射，人、动物、火、水、，人、动物、火、水、，人、动物、火、水、，人、动物、火、水、植物都有热辐射，只是波长不同而已；植物都有热辐射，只是波长不同而已；植物都有热辐射，只是波长不同而已；植物都有热辐射，只是波长不同而已；一个炙热的物体向外辐射能量大部分是通过红外线辐一个炙热的物体向外辐射能量大部分是通过红外线辐一个炙热的物体向外辐射能量大部分是通过红外线辐一个炙热的物体向外辐射能量大部分是通过红外线辐射出来的，温度越高辐射红外线越多，辐射能越强。射出来的，温度越高辐射红外线越多，辐射能越强。射出来的，温度越高辐射红外线越多，辐射能越强。射出来的，温度越高辐射红外线越多，辐射能越强。红外传感器按应用可分为：11.2.1红外辐射红外辐射的物理3711.2红外线传感器红外线传感器11.2.1 11.2.1 红外辐射红外辐射 红外辐射俗称红外辐射俗称红外线红外线是一种不可见光，其光谱位于可见是一种不可见光，其光谱位于可见光中红色以外，所以称红外线，波长约光中红色以外，所以称红外线，波长约0.750.751000m1000m 。红外辐射是介于红外辐射是介于红外辐射是介于红外辐射是介于可见光可见光可见光可见光和和和和微波微波微波微波之间的电磁波，红外波之间的电磁波，红外波之间的电磁波，红外波之间的电磁波，红外波长比无线电波的长比无线电波的长比无线电波的长比无线电波的波长短波长短波长短波长短，所以红外仪器的，所以红外仪器的，所以红外仪器的，所以红外仪器的空间分辨率空间分辨率空间分辨率空间分辨率比比比比雷达高；雷达高；雷达高；雷达高；红外波长比可见光的波长长，因此红外线透过阴霾的红外波长比可见光的波长长，因此红外线透过阴霾的红外波长比可见光的波长长，因此红外线透过阴霾的红外波长比可见光的波长长，因此红外线透过阴霾的能力比可见光强。能力比可见光强。能力比可见光强。能力比可见光强。可可见见光光红红外外线线微微波波11.2红外线传感器红外辐射俗称红外线是一种不可38工程上把红外线占据在电磁波谱中的波段分为工程上把红外线占据在电磁波谱中的波段分为:近红外、中红外、远红外、极远红近红外、中红外、远红外、极远红外四个波段。外四个波段。红外线和电磁波一样，以波的形式在空间传播，红外线和电磁波一样，以波的形式在空间传播，红外线红外线在通过大气层时有三个波段通过率最高：在通过大气层时有三个波段通过率最高：2 22.6m2.6m,3 35m5m,8 814m14m因为空气中因为空气中因为空气中因为空气中氮、氧、氢氮、氧、氢氮、氧、氢氮、氧、氢不吸不吸不吸不吸收红外，使大气层对不同的收红外，使大气层对不同的收红外，使大气层对不同的收红外，使大气层对不同的波长红外线存在不同吸收带波长红外线存在不同吸收带波长红外线存在不同吸收带波长红外线存在不同吸收带;这三个波段对红外探测技这三个波段对红外探测技这三个波段对红外探测技这三个波段对红外探测技术非常重要，术非常重要，术非常重要，术非常重要，遥感红外遥感红外遥感红外遥感红外探测探测探测探测器一般工作在这三个波段。器一般工作在这三个波段。器一般工作在这三个波段。器一般工作在这三个波段。红外红外11.2 11.2 红外线传感器红外线传感器11.2.1 11.2.1 红外辐射红外辐射工程上把红外线占据在电磁波谱中的波段分为:因为空气中氮、氧3911.2 11.2 红外线传感器红外线传感器11.2.2 11.2.2 红外辐射探测器红外辐射探测器红外传感器有两部分组成：红外传感器有两部分组成：红外传感器有两部分组成：红外传感器有两部分组成：1 1 1 1）红外辐射源红外辐射源红外辐射源红外辐射源，有红外辐射的物体就可以视为红外有红外辐射的物体就可以视为红外有红外辐射的物体就可以视为红外有红外辐射的物体就可以视为红外辐射源，根据辐射源的几何尺寸、距离远近可视辐射源，根据辐射源的几何尺寸、距离远近可视辐射源，根据辐射源的几何尺寸、距离远近可视辐射源，根据辐射源的几何尺寸、距离远近可视为为为为点源和面源；点源和面源；点源和面源；点源和面源；（红外辐射源基准（红外辐射源基准（红外辐射源基准（红外辐射源基准 黑体炉黑体炉黑体炉黑体炉）2 2 2 2）红外探测器红外探测器红外探测器红外探测器，指能将，指能将，指能将，指能将红外辐射能红外辐射能红外辐射能红外辐射能转换为转换为转换为转换为电能电能电能电能的热的热的热的热敏和光敏器件。敏和光敏器件。敏和光敏器件。敏和光敏器件。11.2红外线传感器11.2.2红外辐射探测器40红外探测器主要有两大类型红外探测器主要有两大类型：1 1）热探测器热探测器（热电型）（热电型）包括有：热释电元件、热敏电阻、热电偶等；包括有：热释电元件、热敏电阻、热电偶等；原理：原理：当器件吸收辐射能时温度上升，温升引起材料当器件吸收辐射能时温度上升，温升引起材料各种有赖于温度的参数变化，检测其中一种性能的变各种有赖于温度的参数变化，检测其中一种性能的变化，即可探知辐射的存在和强弱化，即可探知辐射的存在和强弱。2 2）光子探测器光子探测器（量子型），利用某些半导体材料在红外（量子型），利用某些半导体材料在红外辐射的照射下产生光电子效应，材料电学性质发生变辐射的照射下产生光电子效应，材料电学性质发生变化；化；其中有光敏电阻、光敏管、光电池等。其中有光敏电阻、光敏管、光电池等。q量子型光子探测器与光电传感器原理相同，量子型光子探测器与光电传感器原理相同，本节主要介绍热电型红外探测器。本节主要介绍热电型红外探测器。11.2.2 11.2.2 红外辐射探测器红外辐射探测器红外探测器主要有两大类型：11.2.2红外辐射探测器41热释电元件主要利用热释电效应，热释电元件主要利用热释电效应，热释电元件主要利用热释电效应，热释电元件主要利用热释电效应，热探测器利用红外辐热探测器利用红外辐射的热效应，探测器吸收辐射能后引起温度升高，使其射的热效应，探测器吸收辐射能后引起温度升高，使其材料的物理量变化；如材料的物理量变化；如热释电电荷热释电电荷、热敏电阻阻值热敏电阻阻值、热热电偶电势电偶电势、气体浓度气体浓度变化等。变化等。热释电元件热释电元件热释电元件热释电元件首先将光辐射能变成材料自身的温度，利用首先将光辐射能变成材料自身的温度，利用器件温度敏感特性将温度变化转换为电信号；器件温度敏感特性将温度变化转换为电信号；包括了包括了光光 热热 电电，两次信息变换过程；，两次信息变换过程；光光热热阶段，物质吸收光能，温度升高；阶段，物质吸收光能，温度升高；热热电电阶段，利用某种效应将热能转换为电信号；阶段，利用某种效应将热能转换为电信号；1.1.1.1.热释电效应热释电效应热释电效应热释电效应光光热热电电11.2.2 11.2.2 红外辐射探测器红外辐射探测器热释电元件主要利用热释电效应，热探测器利用红外辐射的热效应，42 热释电元件热释电元件结构结构：把具有热释电：把具有热释电效应的晶体薄片两面镀上电极，将效应的晶体薄片两面镀上电极，将透明电极涂上黑色膜使晶体有利于透明电极涂上黑色膜使晶体有利于吸收红外线。吸收红外线。热释电热释电材料材料有：有：晶体、陶瓷、塑料晶体、陶瓷、塑料等等铁电体铁电体。P黑色膜黑色膜电极电极透明电极透明电极P晶体本身具有一定晶体本身具有一定极化强度极化强度P,P,当红外当红外辐射照射到已经极化的铁电体表面时，辐射照射到已经极化的铁电体表面时，薄片温度薄片温度T T升高，使极化强度升高，使极化强度P P降低降低D DP P，表面电荷，表面电荷Q Q减少，释放部分电荷，所减少，释放部分电荷，所以称热释电。以称热释电。PPTT/自自发发极极化化1.1.热释电效应热释电效应热释电元件结构：把具有热释电效应的晶体薄片两面镀上电极，将43 温度一定时温度一定时极化产生的电荷被附极化产生的电荷被附集在外表的自由电荷慢慢中和掉，集在外表的自由电荷慢慢中和掉，不显电性；不显电性；要让热释电材料要显示出电特性，要让热释电材料要显示出电特性，必需用必需用光调制器光调制器，使温度变化，而，使温度变化，而调制器的入射光频率必须大于调制器的入射光频率必须大于电荷电荷中和时间的频率。中和时间的频率。中和的平均时间为中和的平均时间为P黑色膜黑色膜电极电极透明电极透明电极P1.1.热释电效应热释电效应温度一定时极化产生的电荷被附集在外表的自由电荷慢慢中和掉，44 铁电体在温度变化时极化强度发生变化，无论温度上升铁电体在温度变化时极化强度发生变化，无论温度上升还是下降，介质从带电到不带电有一个还是下降，介质从带电到不带电有一个中和时间中和时间，为使电，为使电荷不被中和掉，必须使晶体处于冷热交替变化的工作状态，荷不被中和掉，必须使晶体处于冷热交替变化的工作状态，使电荷表现出来，表面才能产生电荷。升温或降温时使电荷表现出来，表面才能产生电荷。升温或降温时电荷电荷极性相反极性相反。TTONOFF自发极化被中合，自发极化被中合，TP，中合，中合，TP，中合中合 所以热释电传感器必所以热释电传感器必须用光调制器，使调制须用光调制器，使调制光的频率大于中和频率。光的频率大于中和频率。检测时辐射源必须检测时辐射源必须晃晃动动才有信号输出。才有信号输出。1.1.热释电效应热释电效应铁电体在温度变化时极化强度发生变化，无论温度上升还是下降，45 热释电元件可视为热释电元件可视为电流源电流源，下式说明热释电材料只，下式说明热释电材料只有在温度变化时才产生电流、电压有在温度变化时才产生电流、电压：热释电元件式中：式中：S S 元件面积；元件面积；g g 热释电系数；热释电系数；P P 极化强度。极化强度。热释电元件因红外线照射产生热量，材料本身与热释电元件因红外线照射产生热量，材料本身与波长无关波长无关，但利用元件的但利用元件的窗口窗口选用不同材料做滤光器，通过波长选择确选用不同材料做滤光器，通过波长选择确定是哪个范围内波长产生的热。定是哪个范围内波长产生的热。材料有铌酸锶钡、钽酸锂，工作温度材料有铌酸锶钡、钽酸锂，工作温度-40-40+85+85，工作视角，工作视角8585。2.2.热释电元件及等效电路热释电元件及等效电路热释电元件可视为电流源，下式说明热释电材料只有在温度变化时46 热释电元件热释电元件绝缘电阻很高，几十绝缘电阻很高，几十几百兆欧，容易引入噪声，热释电元几百兆欧，容易引入噪声，热释电元件的电荷要加到电阻上形成电压输出，件的电荷要加到电阻上形成电压输出，使用时要求有使用时要求有较高的输入电阻较高的输入电阻，还需，还需用用FETFET进行阻抗变换。进行阻抗变换。通常热释电传感器已经将前极的场通常热释电传感器已经将前极的场效应管效应管FETFET和输入电阻安装在管壳中。和输入电阻安装在管壳中。输出电压输出电压：热释电元件等效电路热释电元件等效电路OUTOUT+V+VGNDGNDRsRsRgRg2.2.热释电元件等效电路热释电元件等效电路热释电元件绝缘电阻很高，几十几百兆欧，容易引入噪声，热47光量子型红外探测器是利用光电效应，通过改变电子能量光量子型红外探测器是利用光电效应，通过改变电子能量的状态引起电学现象，光量子型传感器有：的状态引起电学现象，光量子型传感器有：光电导型（光电导型（PCPC），），电阻受光照后引起电阻变化；电阻受光照后引起电阻变化；光电型（光电型（PVPV），），由于光照产生光生电子由于光照产生光生电子空穴对；空穴对；光电磁型（光电磁型（PEMPEM），），利用光电磁利用光电磁PEMPEM效应，器件加电场效应，器件加电场 和磁场的同时产生与光照成正比的感应电荷；和磁场的同时产生与光照成正比的感应电荷；肖特基型（肖特基型（STST），），金属与半导体接触形成肖特基势垒金属与半导体接触形成肖特基势垒 随光照而变化。随光照而变化。区别：区别：光量子型光量子型光电探测器探测的波长较窄，光电探测器探测的波长较窄，热探测器热探测器几乎可以探测整个红外波长范围几乎可以探测整个红外波长范围光子探测器光子探测器光量子型红外探测器是利用光电效应，通过改变电子能量的状态引起4811.2.3 11.2.3 红外传感器应用红外传感器应用红外传感器主要用于红外传感器主要用于红外测温、遥控器、红外监控报警器；红外测温、遥控器、红外监控报警器；红外摄象机、夜视镜；红外摄象机、夜视镜；较熟悉的控制装置自动门、干手机、自动水龙头等；较熟悉的控制装置自动门、干手机、自动水龙头等；红外无损检测，通过测量热流或热量来检测鉴定金属红外无损检测，通过测量热流或热量来检测鉴定金属或非金属材料的质量和内部缺陷；或非金属材料的质量和内部缺陷；红外成像技术，红外变像管成像、红外摄像管成像、红外成像技术，红外变像管成像、红外摄像管成像、电荷耦合器件（电荷耦合器件（CCD）成像。）成像。许多场合人们不仅需要知道物体表面平均温度，更需要许多场合人们不仅需要知道物体表面平均温度，更需要了解物体的温度分布情况，以便分析研究物体的结构内了解物体的温度分布情况，以便分析研究物体的结构内部缺陷和状况，红外成像技术就是将物体的温度分布以部缺陷和状况，红外成像技术就是将物体的温度分布以图象的形式直观地显示出来。图象的形式直观地显示出来。11.2.3红外传感器应用红外传感器主要用于49人体辐射红外线波长大致为人体辐射红外线波长大致为6 612m12m，温度，温度3636 3737 人活动的频率范围一般在人活动的频率范围一般在0.10.110Hz10Hz之间；之间；热释电元件可检测到热释电元件可检测到10M10M距离，距离，8585的水平视角范围；的水平视角范围；传感器将传感器将热热电电信号送运放信号送运放A A放大，反馈电阻放大，反馈电阻1.5M1.5M可调节放大可调节放大 倍数；低通排除干扰；输出直流信号驱动蜂鸣器告警。倍数；低通排除干扰；输出直流信号驱动蜂鸣器告警。热释电工作电流很小。热释电工作电流很小。热释电红外报警控制电路热释电红外报警控制电路人体辐射红外线波长大致为612m，温度3637热50自动门自动门由热释电红外传感器检测是否由热释电红外传感器检测是否有人出入，由单稳态控制电有人出入，由单稳态控制电机正转反转。机正转反转。干手器干手器由热释电红外传感器由热释电红外传感器感应的干手器感应的干手器自动门干手器51n 为防止防盗报警系统的误报，监控系统不仅严格场地要为防止防盗报警系统的误报，监控系统不仅严格场地要求，还需通过各种监测方式、多方位进行监测。下图中，求，还需通过各种监测方式、多方位进行监测。下图中，通过两只串联的通过两只串联的LEDLED发射红外光束，另外两只并联的红外光发射红外光束，另外两只并联的红外光敏器件接收红外光束，两只管子的间距是小于敏器件接收红外光束，两只管子的间距是小于75mm75mm，小于，小于人体的肩厚度。人体的肩厚度。n 每只光敏管可测到由两只每只光敏管可测到由两只LEDLED中任意一只发射的光信号，中任意一只发射的光信号，只有当两条光束同时被遮挡阻断时接收器才触发报警，也只有当两条光束同时被遮挡阻断时接收器才触发报警，也就是说只有大于就是说只有大于75mm75mm的物体遮挡时输出报警信号，电路可的物体遮挡时输出报警信号，电路可防止蚊虫、飞蛾导致的误报。防止蚊虫、飞蛾导致的误报。红外光束报警电路红外光束报警电路为防止防盗报警系统的误报，监控系统不仅严格场地要求，还需通52红外报警电路红外报警电路红外报警电路53红外测温是目前较先进的测温方法，特点有：红外测温是目前较先进的测温方法，特点有：1.远距离、非接触测量，适应于高速、带电、高温、高压；远距离、非接触测量，适应于高速、带电、高温、高压；2.反映速度快，不需要达到热平衡过程，反映时间在反映速度快，不需要达到热平衡过程，反映时间在s s 量级；量级；3.灵敏度高，辐射能灵敏度高，辐射能与温度与温度T成正比；准确度高，可达成正比；准确度高，可达0.1内；内；4.应用范围广泛，应用范围广泛，0下上千度。下上千度。红外测温红外测温红外测温是目前较先进的测温方法，特点有：红外测温54红外遥控发射、接收电路红外遥控发射、接收电路红外遥控发射、接收电路5511.3.1 11.3.1 核辐射及物理基础核辐射及物理基础 凡是凡是原子序数原子序数相同、相同、原子质量原子质量不同的元素，不同的元素，在元素在元素周期表中占同一位置，称周期表中占同一位置，称同位素同位素；当没有外因作用时，同位素的当没有外因作用时，同位素的原子核原子核会自动产生核结会自动产生核结构的变化，称为核衰变；构的变化，称为核衰变；同位素的原子在自动衰变过程中会放出射线，这种同同位素的原子在自动衰变过程中会放出射线，这种同位素就称位素就称“放射性同位素放射性同位素”。（1）放射性同位素）放射性同位素核辐射传感器定义：核辐射传感器定义：将入射将入射核辐射核辐射（粒子）的全部或部分能量转化为可观（粒子）的全部或部分能量转化为可观测的测的电信号电信号（如电流、电压信号）的装置。（如电流、电压信号）的装置。核幅射核幅射电信号电信号11.3.1核辐射及物理基础凡是原子序数相同、原子质量不56核素核素及符号表示及符号表示核素是原子核的一种统称，具有确定核素是原子核的一种统称，具有确定质子数质子数和和中子数中子数的的原子核原子核称为称为核素核素。核素表示符号核素表示符号核核 素素质子数质子数中子数中子数质量数质量数符符 号号氦氦-4-42 22 24 44 4HeHe碳碳-12-126 66 612121212C C碳碳-13-136 67 713131313C C碳碳-14-146 68 814141414C C11.3.1 11.3.1 核辐射及物理基础核辐射及物理基础 核素及符号表示核素是原子核的一种统称，具有确定质子数和中57放射性衰减规律可表示为放射性衰减规律可表示为 t=t=0 的原子核数的原子核数，t t 时刻原子核数时刻原子核数衰减常数衰减常数（每一种核为一常数，不同核素值不同）（每一种核为一常数，不同核素值不同）v半衰期半衰期：用半衰期表示核素衰减速度，即：用半衰期表示核素衰减速度，即 放放射射性性核核数数衰衰减减到到原原始始数数目目一一半半所所用用的的时时间间，一般用一般用1010倍半衰期倍半衰期表示放射性核素的寿命。表示放射性核素的寿命。（2 2）核衰变与核辐射）核衰变与核辐射放射性同位素的原子核数目，随时间按指数规律衰减放射性同位素的原子核数目，随时间按指数规律衰减11.3.1 11.3.1 核辐射及物理基础核辐射及物理基础 放射性衰减规律可表示为t=0的原子核数，t5811.3.1 11.3.1 核辐射及物理基础核辐射及物理基础（2 2）核衰变与核辐射）核衰变与核辐射放射性同位素在衰变过程中能放射性同位素在衰变过程中能放出放出、三种射线，其中：三种射线，其中：射线射线由带正电的由带正电的粒子组成粒子组成（如氦核）；（如氦核）；射线射线由带负电的由带负电的粒子组成粒子组成（电子）；（电子）；射线射线由中性的粒子组成由中性的粒子组成（光子）。（光子）。放射性同位素衰变时，放出一种特殊的，带有一定放射性同位素衰变时，放出一种特殊的，带有一定能量能量的粒子或射线的粒子或射线，这种现象称，这种现象称“核辐射核辐射”。11.3.1核辐射及物理基础（2）核衰变与核辐射放射性同位5911.3.1 11.3.1 核辐射及物理基础核辐射及物理基础一般用一般用单位时间内发生衰变的次数单位时间内发生衰变的次数来表示放射性的强弱，来表示放射性的强弱，称称放射性强度放射性强度(活度活度)。放射性强度也是随时间按指数规律减小：放射性强度也是随时间按指数规律减小：I I0 0 初始强度；初始强度；I I t t时间后的强度；时间后的强度；1C1Ci i=3.710=3.7101010（次核衰变）（次核衰变）/秒秒放射性活度单位：贝可（放射性活度单位：贝可（BqBq）v 放射性强度放射性强度放射性强度单位：居里（放射性强度单位：居里（CiCi）,毫居里毫居里(mCi)(mCi)（2 2）核衰变与核辐射）核衰变与核辐射11.3.1核辐射及物理基础一般用单位时间内发生衰变的次数6011.3.1 11.3.1 核辐射及物理基础核辐射及物理基础核辐射与物质间的相互作用主要是通过核辐射与物质间的相互作用主要是通过 电离、吸收、反射电离、吸收、反射电离作用：带电粒子在物质中穿行时会使物质的原子电离作用：带电粒子在物质中穿行时会使物质的原子发生电离，在它们经过的路程上形成离子对。其中：发生电离，在它们经过的路程上形成离子对。其中：粒子粒子质量大，电荷量多，电离能力最强但射程短；质量大，电荷量多，电离能力最强但射程短；粒子粒子质量小，电离较弱；质量小，电离较弱；粒子粒子没有直接电离作用。没有直接电离作用。（3 3）核辐射与物质间的相互作用）核辐射与物质间的相互作用11.3.1核辐射及物理基础核辐射与物质间的相互作用主要是6111.3.1 11.3.1 核辐射及物理基础核辐射及物理基础吸收、反射吸收、反射 、射线穿透物质时，由于磁场作用，原子中射线穿透物质时，由于磁场作用，原子中电子会产生电子会产生共振共振，振动的电子形成散射的，振动的电子形成散射的电磁波电磁波源，源，使粒子和射线能量被吸收和衰减。其中使粒子和射线能量被吸收和衰减。其中 射线射线穿透能力最弱，在空气中运行轨迹为直线；穿透能力最弱，在空气中运行轨迹为直线；射线射线次之，穿行时由于与物质原子发生能量交换而次之，穿行时由于与物质原子发生能量交换而改变方向产生散射，在空气中运行轨迹为折线；改变方向产生散射，在空气中运行轨迹为折线；射线射线穿透能力最强，能穿透几十厘米厚固体物质，穿透能力最强，能穿透几十厘米厚固体物质，在气体中可穿透数米，因此在气体中可穿透数米，因此射线广泛用于医疗诊断、探射线广泛用于医疗诊断、探伤等。伤等。11.3.1核辐射及物理基础吸收、反射射线穿透能力6211.3.2 11.3.2 射线式传感器射线式传感器(射线式传感器通常有两种主要形式：射线式传感器通常有两种主要形式：一种是一种是测量放射性物质测量放射性物质的放射线，