熱釋電紅外感應(yīng)傳感器原理

1、熱釋電紅外感應(yīng)傳感器原理，內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，常用型號及主要參數(shù)介紹熱釋電效應(yīng)原理簡述熱釋電紅外傳感器通過目標與背景的溫差來探測目標，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其 表面溫度上升 T,其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之 間產(chǎn)生電壓 U。常用的熱釋電紅外線光敏元件的材料有陶瓷氧化物和壓電晶體，如鈦酸鋇、鉭酸鋰、硫酸三甘肽及鈦鉛酸鉛等。實質(zhì)上熱釋電傳感器是對溫度敏感的傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個表面做成電極。在環(huán)境溫度有T的變化時，由于有熱釋電效應(yīng)，在兩個電極上會產(chǎn)生電荷

2、AQ,即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應(yīng)管進行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷Q會被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時， T=0 ,則傳感器無輸出。當人體進入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生 T,則有 T輸出；若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化， 傳感器也沒有輸出了。 所以這種傳感器也稱為人體運動傳感器。由實驗證明，傳感器不加光學透鏡（也稱菲涅爾透鏡），其檢測距離小于 2m，而加上光學透鏡后，其檢測距離可增加到 10m左右。熱釋電紅外感應(yīng)傳感器內(nèi)部電路及工作原理（熱釋電元件）、偏置電阻、EMI熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學濾鏡、

3、場效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源 電容等元器件組成，其內(nèi)部電路如圖1所示。光學濾鏡I偏置電阻Demi 十 電容牛:1光學濾鏡的主要作用是只允許波長在10卩m左右的紅外線（人體發(fā)出的紅外線波長）通過，而將燈光、太陽光及其他輻射濾掉，以抑制外界的干擾。紅外感應(yīng)源通常由兩個串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件組成， 這兩個熱釋電元件的電極相反， 環(huán)境背景輻射對兩個熱釋電元件幾乎 具有相同的作用， 使其產(chǎn)生的熱釋電效應(yīng)相互抵消， 輸出信號接近為零。 一旦有人侵入探測 區(qū)域內(nèi)， 人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦， 并被熱釋電元件接收，由于角度不同， 兩片熱釋 電元件接收到的熱量不同， 熱釋電能量也不同， 不能完全抵消， 經(jīng)處理電路

4、處理后輸出控制 信號。熱釋電效應(yīng)同壓電效應(yīng)類似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面電荷的現(xiàn)象。熱釋電 紅外傳感器由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成， 在元件兩個表面做成電極， 在傳感器監(jiān)測范 圍內(nèi)溫度有 T的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上產(chǎn)生電荷Q,即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓 V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應(yīng)管進行阻抗變換。熱 釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷厶 Q會被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時，T=O ,傳感器無輸出。在自然界，任何高于絕對溫度（-273 C ）時物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低有關(guān)。人

5、體或者體積較大的動物都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長 10卩m左右的紅外線，當人體進入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，人體發(fā)射的10卩m左右的紅外線通過菲涅耳透鏡濾光片增強后聚集到紅外感應(yīng)源 （熱釋電元件 ）上，紅外感應(yīng)源在 接收到人體紅外輻射時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，進而產(chǎn)生T并將T向外圍電路輸出，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。若人體進入檢測區(qū)后不動， 則溫度沒有變化， 傳感器也沒有信號輸出， 所以這種傳感器適合 檢測人體或者動物的活動情況。熱釋電紅外傳感器常用型號目前常用的熱釋電紅外傳感器型號主要有P228、LHl958、LHI954 、RE200B、KDS209、PIS209、LHI878、 PD632 等。熱釋電紅外傳感器通常采用3 引腳金屬封裝，各引腳分別為電源供電端（內(nèi)部開關(guān)管 D極，DRAIN）、信號輸出端（內(nèi)部開關(guān)管S極，SOURCE）、接地端 （GROUND） 。常見的熱釋電紅外傳感器外形如圖 2 所示。熱釋電紅外傳感器的主要參數(shù) : 熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)有 : 工作電壓：常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為315V;工作波長 通常為7.514卩m;源極電壓 通常為0.41.1V, R=47k Q ;輸出信號電壓 ：通