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热释电人体红外线传感器的基本结构和原理(外文翻译) 热释电人体红外线传感器的基本结构和原理(外文翻译)

格式:word 上传:2025-11-25 22:32:28
材料有所不同。如的敏感单元由锆钛酸铅制成由制成。这些材料再做成很薄的薄片,每片薄片相对的两面各引出根电极,在电极两端则形成个等效的小电容。因为这两个小电容是做在同硅晶片上的,而它们形成的等效小电容能自身产生极化,极化的结果是,在电容的两端产生极性相反的正负电荷。但这两个电容的极性是相反串联的。这正是传感器的独特设计之处,因而使得它具有独特的抗干扰性。当传感器没有检测到辐射的红外线信号时,由于自身产生极化,在电容的两端产生极性相反电量相等的正负电荷,而这两个电容的极性是相反串联的,所以,正负电荷相互抵消,回路中无电流,传感器无输出。当人体静止在传感器的检测区域内时,照射到上的红外线光能能量相等,且达到平衡,极性相反能量相等的光电流在回路中相互抵消。传感器仍然没有信号输出。同理,在灯光或阳光下,因阳光移动的速度非常缓慢,上的红外线光能能量仍然可以看作是相等的,且在回路中相互抵消再加上传感器的响应频率很低般为,即传感器对红外光的波长的敏感范围很窄般为,因此,传感器对它们不敏感。当环境温度变化而引起传感器本身的温度发生变化时,因做在同硅晶片上的,它所产生的极性相反能量相等的光电流在回路中仍然相互抵消,传感器无输出。从原理上讲,任何发热体都会产生红外线,热释电红外线传感器对红外线的敏感程度主要表现在传感器敏感提醒人们注意安全。自动门主要用于银行宾馆。当有人来到时,大门自动打开,人离开后又自动关闭。红外线防盗报警器用于银行办公楼家庭等场合的防盗报警。高速公路车辆车流计数器。自动开关的照明灯,人体接近自动开关等。二被动式热释电红外探头的工作原理及特性在自然界,任何高于绝对温度度时物体都将产生红外光谱,不同温度的物体,其释放的红外能量的波长是不样的,因此红外波长与温度的高低是相关的。在被动红外探测器中有两个关键性的元件,个是热释电红外传感器,它能将波长为之间的红外信号变化转变为电信号,并能对自然界中的白光信号具有抑制作用,因此在被动红外探测器的警戒区内,当无人体移动时,热释电红外感应器感应到的只是背景温度,当人体进人警戒区通过菲涅尔透镜,热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号,因此,红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。另外个器件就是菲涅尔透镜,菲涅尔透镜有两种形式,即折射式和反射式。菲涅尔透镜作用有两个是聚焦作用,即将热释的红外信号折射反射在上,第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区,使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在上产生变化热释红外信号,这样就能产生变化的电信号。三被动式热释电红外探头的优缺点优点是本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好。价格低廉。缺点是容易受各种热源光源干扰。被动红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收。易受射频辐射的干扰。环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。四红外线热释电传感器的安装要求红外线热释电人体传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系。正确的安装应满足下列条件红外线热释电传感器应离地面米。红外线热释电传感器远离空调冰箱火炉等空气温度变化敏感的地方。红外线热释电传感器和被探测的人体之间不得间隔家具大型盆景玻璃窗帘等其他物体。红外线热释电传感器不能直对窗口,否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报,有条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。单元的温度所发生的变化,而温度的变化导致电信号的产生。环境与自身的温度变化由其内部结构决定了它不向外输出信号而传感器的低频响应般为和对特定波长红外线般为的响应决定了传感器只对外界的红外线的辐射而引起传感器的温度的变化而敏感,而这种变化对人体而言就是移动。所以传感器对人体的移动或运动敏感,对静止或移动很缓慢的人体不敏感它可以抗可见光和大部分红外线的干扰。滤光窗它是由块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成的,滤光窗能有效地滤除波长以外的红外线。例如对波长的红外线的穿透量为,在处时下降为,而在处时陡降为的响应波长为,中心波长为。物体发射出的红外线辐射能,最强波长和温度的关系满足其中为最大波长,为绝对温度,人体的正常体温为,即,其辐射的最强的红外线的波长为中心波长为。因此,人体辐射的最强的红外线的波长正好落在滤光窗的响应波长的中心。所以,滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过,而最大限度地阻止阳光灯光等可见光中的红外线的通过,以免引起干扰。综上所述,传感器只对移动或运动的人体和体温近似人体的物体起作用。菲涅尔透镜不使用菲涅尔透镜时传感器的探测半径不足米,只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥最大作用。配上菲涅尔透镜时传感器的探测半径可达到米。例如,些传感器对远在米处快速行驶的汽车里的人体也能可靠地检测到。菲涅尔透镜采用塑料片制作而成。透镜在水平方向上分寸成个部分,每部分在竖直方向上又等分成若干不同的区域。最上面部分的每等份为个透镜单元,它们由个个同心圆构成,同心圆圆心在透镜单元内。中间和下半部分的每等份也为分别个透镜单元,同样由同心圆构成,但同心圆圆心不在透镜单元内。当光线通过这些透镜单元后,就会形成明暗相间的可见区和盲区。由于每个透镜单元只有个很小的视角,视角内为可见区,视角外为盲区。任何两个相邻透镜单元之间均以个盲区和可见区相间隔,它们断续而不重叠和交叉。这样,当把透镜放在传感器正前方的适当位置时,运动的人体旦出现在透镜的前方,人体辐射出的红外线通过透镜后在传感器上形成不断交替变化的阴影区盲区和明亮区可见区,使传感器表面的温度不断发生变化,从而输出电信号。也可以这样理解,人体在检测区内活动时,离开个透镜单元的视场,又会立即进入另个透镜单元的视场,因为相邻透镜单元之间相隔很近,传感器上就出现随人体移动的盲区和可见区,导致传感器的温度变化,而输出电信号。菲涅尔透镜不仅可以形成可见区和盲区,还有聚焦作用,其焦点般为厘米左右,实际应用时,应根据实际情况或资料提供的说明调整菲涅尔透镜与传感器之间的距离,般把透镜固定在传感器正前方厘米的地方。菲涅尔透镜般采用聚乙烯塑料片制成,颜色为乳白色或黑色,呈半透明状,但对波长为左右的红外线来说却是透明的。热释电人体红外线传感器的基本应用为传感器或,为低噪声高速运算放大器等。检测到人体红外线信号后,从脚输出极微弱的电信号直接输入同相放大器放大约倍,再从脚输出定幅度的信号,再经电容耦合到反相放大器进步放大。构成窗口式电压比较器,当的脚电压幅度在和的幅值之间时,的脚无输出当的脚电压幅度大于的幅值时,的脚输出高电平当的脚电压幅度低于的幅值时,的脚输出高电平经相互隔离和或的作用,从点输出高电平控制信号。用于设置窗口的阀值电平,调节可以调整检测器的灵敏度。点输出高电平控制信号可以用于以下各种实用电路中。有电,危险安全警示电路用于有电的场合,当有人进入这些场合时,通过发出语音和声,,
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