熱釋電紅外線感測器

熱釋電紅外線感測器是利用紅外線來進行數據處理的一種感測器。主要是由一種高熱電係數的材料,如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等製成尺寸為2*1mm的探測元件。

基本介紹

  • 中文名:熱釋電紅外線感測器
  • 材料:高熱電係數
  • 尺寸:2*1mm的探測元件
  • 優點:功耗很小,隱蔽性好
概述,原理,工作原理與特性,優勢與劣勢,

概述

在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件,並將兩個探測元件以反極性串聯,以抑制由於自身溫度升高而產生的干擾。由探測元件將探測並接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號,經裝在探頭內的場效應管放大後向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離,一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡,該透鏡用透明塑膠製成,將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份,製成一種具有特殊光學系統的透鏡,它和放大電路相配合,可將信號放大70分貝以上,這樣就可以測出10~20米範圍內人的行動。

原理

菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學原理,在探測器前方產生一個交替變化的“盲區”和“高靈敏區”,以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時,人體發出的紅外線就不斷地交替從“盲區”進入“高靈敏區”,這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈衝形式輸入,從而增強其能量幅度。
人體輻射的紅外線中心波長為9~10--um,而探測元件的波長靈敏度在0.2~20--um範圍內幾乎穩定不變。在感測器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的視窗,這個濾光片可通過光的波長範圍為7~10--um,正好適合於人體紅外輻射的探測,而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收,這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線感測器

工作原理與特性

被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性: 人體都有恆定的體溫,一般在37度,所以會發出特定波長10UM左右的紅外線,被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的10UM左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10UM左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強後聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常採用熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,後續電路經檢測處理後就能產生報警信號。
1)這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。
2)為了僅僅對人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片,使環境的干擾受到明顯的控制作用。
3)被動紅外探頭,其感測器包含兩個互相串聯或並聯的熱釋電元。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,於是探測器無信號輸出。
4)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,經信號處理而報警。
5)菲泥爾濾光片根據性能要求不同,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。

優勢與劣勢

被動式熱釋電紅外探頭的優缺點:
優點:
本身不發任何類型的輻射,器件功耗很小,隱蔽性好。價格低廉。
缺點:
◆容易受各種熱源、光源干擾
◆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。
◆易受射頻輻射的干擾。
◆環境溫度和人體溫度接近時,探測和靈敏度明顯下降,有時造成短時失靈。
抗干擾性能:
1。防小動物干擾
探測器安裝在推薦地使用高度,對探測範圍內地面上地小動物,一般不產生報警。
2。抗電磁干擾
探測器的抗電磁波干擾性能符合GB10408中4.6.1要求,一般手機電磁干擾不會引起誤報。
3。抗燈光干擾
探測器在正常靈敏度的範圍內,受3米外H4鹵素燈透過玻璃照射,不產生報警。
紅外線熱釋電感測器的安裝要求:
紅外線熱釋電人體感測器只能安裝在室內,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。紅外線熱釋電感測器應離地面2.0-2.2米。
2。紅外線熱釋電感測器遠離空調, 冰櫃,火爐等空氣溫度變化敏感的地方。
3。紅外線熱釋電感測器探測範圍內不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。
4。紅外線熱釋電感測器不要直對視窗,否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報,有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電感測器也不要安裝在有強氣流活動的地方。
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。

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