红外感应器组成结构是怎样的?

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百度网友4de7b94
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热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标,其工作原理是利用热释电效应,即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极,在上表面覆以黑色膜,若有红外线间歇地照射,其表面温度上升△T,其晶体内部的原子排列将产生变化,引起自发极化电荷,在上下电极之间产生电压△U。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体,如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。
          热释电红外传感器内部由光学滤镜、场效应管、红外感应源(热释电元件)、偏置电阻、EMI电容等元器件组成,其内部电路框图如图1所示。

       

          光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过,而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉,以抑制外界的干扰。  
      红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成,这两个热释电元件的电极相反,环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用,使其产生的热释电效应相互抵消,输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元件接收,由于角度不同,两片热释电元件接收到的热量不同,热释电能量也不同,不能完全抵消,经处理电路处理后输出控制信号。
          
      热释电效应同压电效应类似,是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的现象。热释电红外传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,在元件两个表面做成电极,在传感器监测范围内温度有△T的变化时,热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q,即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高,在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失,即当环境温度稳定不变时,△T=O,传感器无输出。

          
      在自然界,任何高于绝对温度(-273℃)时物体都将产生红外光谱,不同温度的物体,其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有关。
          
      人体或者体积较大的动物都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10μm左右的红外线,当人体进入检测区,因人体温度与环境温度有差别,人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外感应源(热释电元件)上,红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,进而产生△T并将△T向外围电路输出,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
          若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器也没有信号输出,所以这种传感器适合检测人体或者动物的活动情况。

          
      目前常用的热释电红外传感器型号主要有P228、LHl958、LHI954、RE200B、KDS209、PIS209、LHI878、PD632等。热释电红外传感器通常采用3引脚金属封装,各引脚分别为电源供电端(内部开关管D极,DRAIN)、信号输出端(内部开关管S极,SOURCE)、接地端(GROUND)。       
       
          热释电红外传感器的主要工作参数有工作电压(常用的热释电红外传感器工作电压范围为3~15V)、工作波长(通常为7.5~14 μ 
      m)、源极电压(通常为0.4~1.1V,R=47kΩ)、输出信号电压(通常大于2.0V)等


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赵文星空絮雨
2015-10-28 · 知道合伙人教育行家
赵文星空絮雨
知道合伙人教育行家
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本人做过5年建议电器安装维修,做过6年工业电器维修调式安装,实践经验丰富。

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  红外感应器组成结构
    菲涅尔滤光透镜,热释电红外传感器(PIR)和匹配低噪放大器。
  菲涅尔透镜有两个作用:一是聚焦作用,即将热释红外信号折射在PIR上:二是将探测区内分为若干个明区和暗区,使进入探测区的移动物体(人)能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。一般还会匹配低噪放大器,当探测器上的环境温度上升,尤其是接近人体正常体温(37℃)时,传感器的灵敏度下降,经由它对增益进行补偿,增加其灵敏度。输出信号可用来驱动电子开关,实现LED照明电路的开关控制。这是一款E27标准螺口灯头的灯具,它的电源适用范围是 AC180V-250V (50/60HZ), 红外传感器检测范围大约在3M—15M,它的标准产品 IFS-BULB 3W灯具达80 LM ,5W灯具达140 LM 。在LED光源模块的中央部分嵌入红外线传感器。一旦红外传感器检测到人的体温,LED电灯泡将会在50秒内自动开启与关闭。适用于任何一种室内应用,如走廊、储藏室、楼梯和大厅入口处。
  红外线传感器依动作可分为:
  (1) 将红外线一部份变换为热,藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。
  (2) 利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。
  热型的现象俗称为焦热效应,其中最具代表性者有测辐射热器 (THERMAL BOLOMETER),热电堆(THERMOPILE)及热电(PYROELECTRIC)元件。
  热型的优点有:可常温动作下操作,波长依存性(波长不同感度有很大之变化者)并不存在,造价便宜;
  缺点:感度低、响应慢(MS之谱)。
  量子型 的优点:感度高、响应快速(ΜS 之谱);
  缺点:必须冷却(液体氮气) 、有波长依存性、价格偏高;
  红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用,红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的物体放射出来,可是事实上不是如此,凡是存在于自然界的物体,如人类、火、冰等等全部都会射出红外线,只是其波长因其物体的温度而有差异而已。人体的体温约为36~37°C,所放射出峰值为9~10微米的远红外线,另外加热至400~700°C的物体,可放射出峰值为3~5微米(不是MM)的中间红外线。
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6108方案
2015-08-10 · 知道合伙人互联网行家
6108方案
知道合伙人互联网行家
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曾经在英唐集团担任CEO职务,我爱物联网科技有限公司担任总裁

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  1、光学接收器:它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器
  2、红外探测器:这是红外系统的核心
  3、探测器制冷器:经过制冷,设备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度
  4、信号处理系统:将探测的信号进行放大,滤波,并从这些信号中提取出信息
  5、显示设备:这是红外设备的终端设备
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