红外线传感器的应用

在自然界,任何高于绝对温度(-273k)的物体都将产生红外光谱,不同温度的物体释放的红外能量的波长是不一样的,因此红外波长与温度的高低是相关的,而且辐射能量的大小与物体表面温度有关。人体都有恒定的体温,一般在37°c 左右,会发出10mm 左右特定波长的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后检测处理后就能产生报警信号。被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件,而且制成的两个电极化方向正好相反(见热释电红外传感器的结构及内部电路图)环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
被动式热释电红外探头(pir)的优缺点: 优点: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:
◆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。
◆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。
抗干扰性能: ①防小动物干扰:探测器安装在推荐的使用高度,对探测范围内地面上的小动物,一般不产生报警。
②抗电磁干扰:探测器的抗电磁波干扰性能符合gb10408中4.6.1要求,一般手机电磁干扰不会引起误报。
③抗灯光干扰:探测器在正常灵敏度的范围内,受3米外h4卤素灯透过玻璃照射,不产生报警。
建议改进措施 从安装上消除误报率红外线热释电传感器只能安装也有限定,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:
(1)红外线热释电传感器应离地面2.0-2.2米。
(2)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。 (3)红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。
(4)红外线热释电传感器不要直对窗口,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。
红外线热释电传感器主要是由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离,一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜,该透镜用透明塑料制成,将透镜的上、下两部分各分成若干等份,制成一种具有特殊光学系统的透镜,它和放大电路相配合,可将信号放大70分贝以上,这样就可以测出10~20米范围内人的行动。
人体辐射的红外线中心波长为9~10--um,而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为7~10--um,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收,这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏感,而对于横切方向(即与半径垂直的方向)移动则最为敏感。在现场选择合适的安装位置是避免红

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