被動式紅外探測器

簡介

被動紅外探測器中有2個關鍵性元件，一個是菲涅爾透鏡，另一個是熱釋電感測器。自然界中任何高於絕對溫度（-273℃）的物體都會產生紅外輻射，不同溫度的物體釋放的紅外能量波長也不同。人體有恆定的體溫，與周圍環境溫度存在差別。當人體移動時，這種差別的變化通過菲涅爾透鏡被熱釋電感測器檢測到，從而輸出報警信號。

被動式紅外探測器不需要附加紅外輻射光源，本身不向外界發射任何能量，而是由探測器直接探測來自移動目標的紅外輻射，因此才有被動式之稱。

基本組成

由光學系統、熱感測器（也稱紅外感測器）及報警控制器等組成。也稱被動紅外報警器。

工作原理

被動式紅外器的核心部件是紅外探測器件（紅外感測器），通過光學系統的配合作用，它可以探測到位某一個立體防範空間內的熱輻射的變化。當防範區域內沒有移動的人體等目標時，由於所有背景物體（如牆、家具等）在室溫下紅外輻射的能量比較小，而且基本上是穩定的，所有不能觸發報警。當有人體在探測區域內走動時，就會造成紅外熱輻射能量的變化。紅外感測器將接收到的活動人體與背景物體之間的紅外熱輻射能量的變化轉換為相應的電信號，經適當的處理後，送往報警控制器，發出報警信號。

紅外感測器的探測波長範圍是8~14μm，由於人體的紅外輻射波長正好在此探測波長範圍之內，因此能較好地探測到活動的人體。紅外感測器前的光學系統可以將來自多個方向的紅外輻射能量經反射鏡反射或特殊的透鏡透射後全都集中在紅外感測器上。這樣，一方面可以提高紅外感測器的熱電轉換效力，另一方面還起到了加長探測距離、擴大警戒視場的作用。

自然界物體的紅外輻射特性

自然界中的任何物體都可以看作是一個紅外輻射源。這是因為當物體表面的溫度高於絕對溫度零度0K(即-273℃)時，均會產生熱輻射，其熱輻射產生的光譜主要是位於紅外波段。例如，我們通常見到的白熾燈在發光時，輻射光中約有10%是可見光，其餘90%幾乎都是紅外線。

我們人體也是一個紅外輻射源。輻射的能力因人而異，而且人體不同部位的輻射能力也不相同。

物體表面的溫度越高，其輻射的紅外線波長越短。也就是說，物體表面的絕對溫度決定了其紅外輻射的峰值波長。

物體輻射的紅外線能量的大小取決於物體的絕對溫度，它隨物體絕對溫度的4次方增長，而輻射峰值波長處的能量強度隨絕對溫度的5次方增長。這就意味著，如果某一物體的溫度比另一個物體的溫度高一倍，則這個物體在所有波長上輻射的紅外線能量比另一個物體大16倍，而在峰值波長上輻射的紅外線能量則大32倍。此外，物體輻射的紅外線能量還與物體的顏色和表面的光潔度有關。在同一溫度下，物體的表面越清潔、越光滑，輻射的紅外線能量就越少。

由上分析可以看出，我們人體與室內其他背景物體不但在紅外輻射能量方面有所不同，而且各自輻射的紅外線的峰值波長也不相同，人體輻射的紅外峰值波長約在10μm處。