熱釋電紅外傳感器課件

熱釋電紅外傳感器熱釋電紅外傳感器簡介

熱釋電紅外傳感器是一種新型高靈敏探測元件。它是利用某些材料的熱釋電效應(yīng)制成的紅外檢測元件。1938年就曾有人提出過利用熱釋電效應(yīng)探測紅外輻射的想法,

但長期沒有得到重視。直到20世紀(jì)60年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才推動了熱釋電效應(yīng)的研究和對熱釋電晶體的應(yīng)用。90年代初期,

人們采用新材料研制成功了一種新型傳感器件——熱釋電紅外傳感器,

它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?同時它還能鑒別出運動的生物與其它非生物,

目前已廣泛應(yīng)用于國際安全防御系統(tǒng)、自動控制、報警系統(tǒng)中。

熱釋電效應(yīng)當(dāng)溫度變化時，介質(zhì)的固有電極化強度發(fā)生變化，使屏蔽電荷失去平衡，多余的屏蔽電荷被釋放出來的現(xiàn)象。

光譜基礎(chǔ)

紅外線屬于一種電磁射線，其特性等同于無線電或X射線。人眼可見的光波是380nm-780nm，發(fā)射波長為780nm-1mm的長射線稱為紅外線。?任何發(fā)熱體都會產(chǎn)生紅外線

輻射的紅外線波長跟物體溫度有關(guān)。表面溫度越高,輻射能量越強。?最強波長和溫度的關(guān)系滿足λm*T=2989（um.k）?人體的正常體溫為36~37.5。C,其輻射的最強的紅外線的波長為9.67~9.64um，中心波長為9.65um。6兩塊反向串聯(lián)的熱釋電晶片場效應(yīng)管熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源(熱釋電元件)、偏置電阻、EMI電容等元器件組成。菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡熱釋電晶片

菲涅爾透鏡的作用有兩個： 一是聚焦作用，即將探測空間的紅外線有效地集中到傳感器上。不使用菲涅爾透鏡時傳感器的探測半徑不足2米，只有配合菲涅爾透鏡使用才能發(fā)揮最大作用。配上菲涅爾透鏡時傳感器的探測半徑可達(dá)到10米。二是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的形式在PIR（被動紅外線探測器）上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。

菲涅爾鏡片的原理和應(yīng)用聚集能量

當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離A區(qū)或中距離B區(qū)或近距離C區(qū)的某個段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個適當(dāng)?shù)慕咕?，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號變成電信號送入電子電路驅(qū)動負(fù)載工作。整個接收人體紅外光的方式也被稱為被動式紅外活動目標(biāo)探測器。

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)處理電路處理后輸出控制信號。

熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號，并不能直接使用,因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式,該電阻阻抗高達(dá)104ＭΩ，故引入的Ｎ溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式即源極跟隨器來完成阻抗變換。

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熱釋電傳感器用于自動亮燈，當(dāng)然也可以用于防盜熱釋電傳感器的感應(yīng)范圍熱釋電傳感器在智能空調(diào)中的應(yīng)用

智能空調(diào)能檢測出屋內(nèi)是否有人，微處理器據(jù)此自動調(diào)節(jié)空調(diào)的出風(fēng)量，以達(dá)到節(jié)