1樓:匿名使用者
這種器件平時非常少用到的,都是一些專門的場合才可能用到,所以相關的資料只能直接找到原廠家可能才會有的
熱釋電紅外感測器原理及應用
2樓:匿名使用者
熱釋電紅外感測器的原理特性
熱釋電紅外感測器和熱電
偶都是基於熱電效應原理的熱電型紅外感測器。不同的是熱釋電紅外感測器的熱電係數遠遠高於熱電偶,其內部的熱電元由高熱電係數的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片視窗組成,其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產生的干擾 該感測器在工藝上將兩個特徵一致的熱電元反向串聯或接成差動平衡電路方式,因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化 並將其轉換為電訊號輸出。
熱釋電紅外感測器在結構上引入場效電晶體的目的在於完成阻抗變換。由於熱電元輸出的是電荷訊號,並不能直接使用 因而需要用電阻將其轉換為電壓形式 該電阻阻抗高達104mω,故引入的n溝道結型場效電晶體應接成共漏形式 即源極跟隨器 來完成阻抗變換。熱釋電紅外感測器由感測探測元、干涉濾光片和場效電晶體匹配器三部分組成。
設計時應將高熱電材料製成一定厚度的薄片, 並在它的兩面鍍上金屬電極,然後加電對其進行極化,這樣便製成了熱釋電探測元。由於加電極化的電壓是有極性的,因此極化後的探測元也是有正、負極性的。
圖1是一個雙探測元熱釋電紅外感測器的結構示意圖。使用時d端接電源正極,g端接電源負極,s端為訊號輸出。該感測器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起,目的是消除因環境和自身變化引起的干擾。
它利用兩個極性相反、大小相等的干擾訊號在內部相互抵消的原理來使感測器得到補償。對於輻射至感測器的紅外輻射,熱釋電感測器通過安裝在感測器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦後加至兩個探測元上,從而使感測器輸出電壓訊號。
製造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料,它的探測波長範圍為0.2~20μm。為了對某一波長範圍的紅外輻射有較高的敏感度,該感測器在視窗上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長範圍的紅外輻射通過外,還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。
3 被動式紅外報警器的結構原理
3.1 結構
被動式紅外報警器主要由光學系統、熱釋電紅外感測器、訊號濾波和放大、訊號處理和報警電路等幾部分組成。其結構框圖如圖2所示。圖中, 菲涅爾透鏡可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測元上,同時也產生交替變化的紅外輻射高靈敏區和盲區,以適應熱釋電探測元要求訊號不斷變化的特性;熱釋電紅外感測器是報警器設計中的核心器件,它可以把人體的紅外訊號轉換為電訊號以供訊號處理部分使用;訊號處理主要是把感測器輸出的微弱電訊號進行放大、濾波、延遲、比較,為報警功能的實現打下基礎。
圖3所示的是將待測目標、菲涅爾透鏡、熱釋電紅外感測器相結合使用時的工作原理示意圖。
3.2 工作原理
在該探測技術中,所謂「被動」是指探測器本身不發出任何形式的能量,只是靠接收自然界能量或能量變化來完成探測目的。被動紅外報警器的特點是能夠響應入侵者在所防範區域內移動時所引起的紅外輻射變化,並能使監控報警器產生報警訊號,從而完成報警功能。圖4所示是該報警器的工作電路原理圖。
當人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外感測器的探測元上時,電路中的感測器將輸出電壓訊號,然後使該訊號先通過一個由c1、c2、r1、r2組成的帶通濾波器,該濾波器的上限截止頻率為16hz,下限截止頻率為0.16hz。由於熱釋電紅外感測器輸出的探測訊號電壓十分微弱(通常僅有1mv左右),而且是一個變化的訊號,同時菲涅爾透鏡的作用又使輸出訊號電壓呈脈衝形式(脈衝電壓的頻率由被測物體的移動速度決定,通常為0.1~10hz左右),所以應對熱釋紅外感測器輸出的電壓訊號進行放大。本設計運用整合運算放大器lm324來進行兩級放大,以使其獲得足夠的增益。
當感測器探測到人體輻射的紅外線訊號並經放大後送給視窗比較器時,若訊號幅度超過視窗比較器的上下限,系統將輸出高電平訊號;無異常情況時則輸出低電平訊號。在該比較器中,r9、r10、r11用做參考電壓,兩個運算放大器用做比較,兩個二極體的主要作用是使輸出更穩定。視窗比較器的上下限電壓 即參考電壓 分別為3.8v和1.2v。
將這個高低電平變化的訊號 上升沿訊號 作為單穩電路hef4538b的觸發訊號,並讓其輸出一個脈寬大約為10s的高電平訊號。再用這一脈寬訊號作為報警電路kd9561的輸入控制訊號,來使電路產生10s的報警訊號,最後用三極體vt1和vt2再一次對電訊號進行放大,以便有足夠大的電流來驅動喇叭使其連續發出10s的報警聲。
4 結束語
用熱釋電紅外感測器設計的監控報警系統具有結構簡單、成本低等優點。經過多次測試,該系統工作情況穩定。
圖4熱釋電紅外報警器只能安裝在室內,其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:
(1)報警器應離地面2.0~2.2米。
(2)報警器應遠離空調、冰箱、火爐等空氣、溫度變化比較敏感的地方。
(3)報警器探測範圍內不得有隔屏、傢俱、大型盆景或其他隔離物。
(4)報警器不要直對視窗,否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報,有條件的話最好把窗簾拉上。另外,報警器也不要安裝在有強氣流活動的地方。
熱釋電紅外控制開關
本例介紹一款採用熱釋電紅外感測器 (一種由高熱電係數材料、阻抗匹配用場效應電晶體的濾光鏡片等組成的新型敏感元件)和專用積體電路製作的熱釋電紅外線控制開關,它在檢測到人體發射的紅外感測器訊號後接通,使負載 (報警器或照明燈、排風扇等)通電工作。
電路工作原理
該熱釋電紅外控制開關電路由熱釋紅外感測器 (pir)、熱釋電紅外控制電路、光控電路和控制執行電路組成,如圖3-66所示。
熱釋電紅外控制電路由積體電路lc(ss0001)和電阻器rz-r9、電容器cl-c8組成。ss0001是熱釋電紅外控制專用積體電路,其內部由輸入放大器、雙向限幅器、狀態控制器、延時定時器、鎖存定時器和基準電源等電路組成,如圖3-67所示。
光控電路由光敏電阻器rg、電阻器rl和ic第9腳內電路組成。
控制執行電路由電阻器rlo、電晶體v、二極體vd和繼電器k組成。
熱釋電紅外感測器應與非涅爾透鏡配合使用,才能提高其靈敏度。在熱釋電紅外感測器未檢測到人體紅外線訊號時,ic的2腳輸出低電平,v處於截止狀態,k不吸合,負載電路不工作。
當有人在熱釋電紅外感測器的有效檢測區域內活動時,熱釋電紅外感測器將接收到人體發出的紅外訊號,並將其轉變成微弱的脈衝電壓訊號,此電壓訊號經lc內電路放大、鑑幅處理及定時控制後,從2腳輸出控制高電平,使v導通,k吸合,負載電路通電工作。
在白天,光敏電阻器rg受光照射而呈低阻狀態,ic的9腳 (觸發禁止端)被鎖定為低電平,使ic的2腳恆定輸出低電平。夜晚,rg因無光照射而呈高阻狀態,ic的g腳恢復為高電平,熱釋電紅外控制開關又迸人警戒狀態。若想該熱釋電紅外控制開關白天、晚上均工作,可將rg去掉或在rl兩端並接一隻小開關。
元器件選擇
rl-rlo選用1/4w碳膜電阻器或金屬膜電阻器。
rg選用亮阻小於2okω、暗阻大於2mω的光敏電阻器。
cl、c2和c6均選用耐壓值為16v的鋁電解電容器;c3-c5、c7和c8均選用獨石電容器或滌綸電容器。
vd選用in4007型矽整流二極體。
v選用s9013或c8050、58050、3dg8050型矽npn電晶體。
ic選用ss0001或biss0001型熱釋電紅外感測控制積體電路。
熱釋電紅外感測器可選用amnl或陀28、sdo2等型號,配用q-la或ce-024型菲涅爾透鏡。
k選用4098型直流繼電器
紅外熱釋電感測器與紅外感測器有什麼不同
3樓:
紅外熱釋電傳
來感器是一種採自用高熱電係數材料為核心製成的用於探測紅外輻射的感測器,其本身是不帶紅外輻射源的被動式紅外感測器。而通常所說的紅外感測器是指由紅外發射管和紅外接收管組成的對射或反射式感測器。這兩種感測器的主要區別是工作原理不同前者是被動地探測紅外輻射,後者是主動發射紅外線再由接收器根據光線被遮擋或反射接收的光強度變化來完成探測工作。
熱釋電紅外感測器有哪些優點和缺點,哪些地方和場合用的比較多?
4樓:女施主請留步
熱釋電紅外感測器是80年代發展起來的一種新型高靈敏度探測元件。它能以非接觸形式檢測內
出人體輻射的紅容外線能量的變化,並將其轉換成電壓訊號輸出。將這個電壓訊號加以放大,便可驅動各種控制電路,如作電源開關控制、防盜防火報警、自動覽測等。
優點就是抗干擾燈光、抗電磁干擾、抗電磁波干擾效能比較強,一般手機電磁干擾等不會引起誤報。
缺點就是不能安裝在離空調、冰箱、火爐等氣溫變化敏感的地方。
據我所知,國內好像只有森霸光電一家生產熱釋電紅外感測器,你可以去多瞭解下。
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