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        關于紅外技術
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                在下圖的例子中,PIR探測器已經識別背景溫度是30℃(假設量) 。如果當體溫35℃的人進入后,溫度就會從30℃升至35℃(形成5℃的溫度差),傳感器檢測出這種溫度差后,將信號輸出至報警。



               當有人或移動目標經過時溫度發生變化, 探測器檢測出溫度差, 輸出報警信號給報警主機。





               當沒有人或移動目標經過且溫度變化不大時, 探測器檢測出溫度差很小, 則不輸出報警信號給報警主機。

               那么,為什么發生溫度差,傳感器就會檢測出來呢?
               讓我們進行更詳細的說明吧。


        1、熱釋電傳感器



               在遠紅外線探測器中,需要一種可以檢測人體所不可缺少的叫做“熱釋電傳感器”的重要零部件。那么“熱釋電傳感器”究竟是一種什么東西呢?

                世上所有的物體都會發熱(遠紅外線)。例如,地面或者玻璃、動物或者自動門等,其自身也會發熱。

               “熱釋電傳感器”是一種能夠檢測出物體的熱量(即遠紅外線量),并且將其轉換為電氣信號的零部件。這種溫度敏感傳感器,它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成,元件兩個表面做成電極,當傳感器監測范圍內溫度有的變化時,熱釋電效應會在兩個電極上會產生電荷,即在兩電極之間產生一微弱電壓。熱釋電傳感器主要有外殼、濾光片、熱釋電元件PZT、場效應管FET等組成。其中,濾光片設置在窗口處,組成紅外線通過的窗口。濾光片為多層膜干涉濾光片,對太陽光和熒光燈光的短波長(約5mm以下)可很好濾除。熱釋電元件PZT將波長在8mm~12mm之間的紅外信號的微弱變化轉變為電信號,這個信號經過探測器芯片等電路的分析處理,最后去推動繼電器工作,繼電器再把這個開關纖毫通過導線輸出至報警主機,從而實現報警功能。

               關鍵元件除“熱釋電傳感器”外還有“菲涅爾透鏡


        2、菲涅爾透鏡

               菲涅爾鏡片是根據法國光物理學家FRESNEL發明的。菲涅爾鏡片是紅外線探頭的“眼鏡”,它就象人的眼鏡一樣,配用得當與否直接影響到使用的功效,配用不當產生誤動作和漏動作,致使用戶或者開發者對其失去信心。配用得當充分發揮人體感應的作用,使其應用領域不斷擴大。

               原理采用電鍍模具工藝和PE(聚乙烯)材料壓制而成。鏡片(0.5mm厚)表面刻錄了一圈圈由小到大,向外由淺至深的同心圓,從剖面看似鋸齒。圓環線多而密感應角度大,焦距遠;圓環線刻錄的深感應距離遠,焦距近。紅外光線越是靠進同心環光線越集中而且越強。同一行的數個同心環組成一個垂直感應區,同心環之間組成一個水平感應段。垂直感應區越多垂直感應角度越大;鏡片越長感應段越多水平感應角度就越大。區段數量多被感應人體移動幅度就小,區段數量少被感應人體移動幅度就要大。不同區的同心圓之間相互交錯,減少區段之間的盲區。區與區之間,段與段之間,區段之間形成盲區,也就是將檢測區內分為若干個明區和暗區,使進入檢測區的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產生變化熱釋紅外信號,菲涅爾透鏡的聚焦作用,也使熱釋電人體紅外傳感器 (PIR) 靈敏度大大增加。這樣PIR就能產生變化電信號。再在熱電元件接上適當的電阻,當元件受熱時,電阻上就有電流流過,在兩端得到電壓信號。

               下圖是常用鏡片外觀示意圖




        3、遠紅外線探測原理構成圖

               熱線傳感器主要分為電源部分、檢測部分、控制部分、輸出部分的四個部分。只有當這四個部分正常發揮其各自作用時,傳感器才會有效。

        電源部分
        給與探測器穩定的低壓直流電源,通常DC12V。

        檢測部分
        能到檢測到熱量的變化-即遠紅外線的變化(熱釋電傳感器等元件)。

        控制部分
        將來自檢測部分的電信號進行放大、過濾、限幅、判斷等處理。

        輸出部分
        檢測到人時輸出LED亮和開關信號到報警主機。


        4、OPTEX被動紅外探測器






        5、被動式熱釋電紅外探頭的優缺點
               不同于主動式紅外傳感器,被動紅外傳感器本身不發射任何類型的輻射,隱蔽性好,器件功耗很小,價格低廉。但是,被動式熱釋電傳感器也有缺點,如:
               ①信號幅度小,容易受各種熱源、光源干擾;
               ②被動紅外穿透力差,人體的紅外輻射容易被遮擋,不易被探頭接收;
               ③易受射頻輻射的干擾;
               ④環境溫度和人體溫度接近時,探測和靈敏度明顯下降;
               ⑤被動紅外探測器的主要檢測的運動方向為橫向運動方向,對徑向方向運動的物體檢測能力比較差。

        6、被動紅外(PIR)探測器安裝注意事項
                安裝高度
               ★ 行業內產品的普遍安裝高度要求為:2.2-2.4m。



        安裝角度






        其他



        7、結論
               隨著相關信號處理器性能和可靠性的不斷提高,熱釋電晶體已廣泛用于紅外光譜儀、紅外遙感以及熱輻射探測器,因其價格低廉、技術性能穩定而受到廣大用戶和專業人士的歡迎,廣泛應用于各種自動化控制裝置中,既可作為紅外激光的一種較理想的探測器,又可適用于防盜報警、來客告知及非接觸開關等紅外領域。除了在眾所周知的樓道自動開關、防盜報警上得到應用外,在更多的領域應用前景看好。

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