人體熱釋電紅外線感測器的工作原理及特性

2022-10-01 10:51:02 字數 2057 閱讀 3274

紅外線是不可見光源,利用其直射或反射接收,通過放大來作開關。另外還可以用人發出的生物紅外熱來做開關,就是我們平常說的紅外探測器或者說是人體熱釋紅外探測開關,它可以探測感應生物或人體溫度,因其探測晶元與環境溫度相同,當人和生物在探測窗作橫向運動時,引起晶元微小的訊號電壓變化,通過一級運算放大器放大,進入第二級比較電壓,最後放大驅動繼電器開關。可能就是你說的溫度紅外線開關。

用它可做人體電燈開關、防盜器等等。

紅外線感應開關分為兩種方式,一是反射式,二是折檔式。(1)反射式的工作方式是:紅外線發出光波射到物體上反射回來,此時感應板接受訊號,距離為1.

5公尺以內,然後給出乙個電平訊號來控制負載電路。(2)折檔式的工作方式是:控制板一方發射紅外線另一方紅外線訊號,距離為10公尺遠,此時如果有物體折檔住發射訊號,感應板接受到訊號給出乙個電平訊號來控制負載電路。

而你需要的這種開關應該是人體熱釋電紅外線感測器

普通人體會發射10um左右的特定波長紅外線,用專門設計的感測器就可以針對性的檢測這種紅外線的存在與否,當人體紅外線照射到感測器上後,因熱釋電效應將向外釋放電荷,後續電路經檢測處理後就能產生控制訊號。這種專門設計的探頭只對波長為10μm左右的紅外輻射敏感,所以除人體以外的其他物體不會引發探頭動作。探頭內包含兩個互相串聯或併聯的熱釋電元,而且製成的兩個電極化方向正好相反,環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用,使其產生釋電效應相互抵消,於是探測器無訊號輸出。

一旦人侵入探測區域內,人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦,並被熱釋電元接收,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,於是輸出檢測訊號。

為了增強敏感性並降低白光干擾,通常在探頭的輻射照面覆蓋有特殊的菲泥爾濾光透鏡,菲泥爾濾光片根據效能要求不同,具有不同的焦距(感應距離),從而產生不同的監控視場,視場越多,控制越嚴密。

感測器的光譜範圍為1~10μm,中心為6μm,均處於紅外波段,是由裝在to-5型金屬外殼的矽窗的光學特性所決定。

熱釋電紅外感測器不但適用於防盜報警場所,亦適於對人體傷害極為嚴重的高壓電及x射線、γ射線工業無損檢測。

2、人體熱釋電紅外線感測器的特點:

人體紅外線感測器的功耗很小,能長期可靠工作。同時由於其不發射任何型別的輻射訊號,不易被常規手段偵測到,所以在安全監控領域得到大量使用。

人體紅外線感測器容易受各種熱源、光源、射頻輻射的干擾,其穿透力也較差,人體的紅外輻射容易被各種物體遮擋,並且當環境溫度和人體溫度接近時,探測靈敏度會明顯下降,嚴重時還會造成探測失效,因此在設計及安裝使用時應注意上述問題。

紅外線熱釋電感測器對人體的敏感程度還和人的運動方向關係很大。紅外線熱釋電感測器對於徑向移動反應最不敏感, 而對於橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動則最為敏感, 在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環。

3、檢測訊號處理電路

當人體進入感測器監測的範圍內時,感測器將輸出乙個有效的檢測訊號,此訊號經檢測訊號處理電路進行放大、濾波、比較後輸出乙個電壓去驅動控制電路,以此完成偵測過程。

完成檢測訊號的處理工作,可以使用專用的積體電路,如ht7610、pt8a2620等,也可以採用lm324等普通運算放大器來實現,這樣可使整機成本得到降低。

4、控制及執行電路

在照明領域中,我們通常希望感測器偵測到人體活動後能開啟乙個照明燈具,依據負載型別的不同、產品成本的考慮等因素,可以選擇雙向可控矽或繼電器等器件來作為控制及執行電路。通常,當我們需要點亮乙個如白熾燈類的負載時,使用雙向可控矽是比較常用的方法;若驅動的是非阻性的負載時,則常常使用繼電器作為執行器件。至於在安全監控領域應用時,通常是將控制電壓通過有線或無線的方式去驅動指示燈、迅響器或其他受控電路。

5、電源電路

由於人體紅外線感測器及后級電路的功耗很小,在產品設計中通常使用電容降壓式的電源電路。當產品用於安全監控領域時,通常會使用電池供電,這種情況下,必須設計有電池欠壓指示電路。

6、人體熱釋電紅外線感應開關的安裝要求

人體紅外線熱釋電感測器的誤報率與安裝的位置和方式有極大的關係,正確的安裝應滿足下列條件:

a.感器開關應離地面2.0-2.4公尺。

b.感測器遠離空調,、冰箱、火爐等易造成空氣溫度變化的物體。

c.感器開關探測範圍內不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。

d.感器開關不要安裝在有強氣流活動的地方。

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