熱釋電紅外報(bào)警器

《傳感器應(yīng)用》課程教學(xué)資源建設(shè)建設(shè)院校：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院主要參與企業(yè)：

中國四聯(lián)集團(tuán)重慶三木華瑞機(jī)電有限公司熱釋電紅外報(bào)警器一熱釋電紅外傳感器在生活中的應(yīng)用二熱釋電紅外傳感器的工作原理三熱釋電紅外傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)目錄一、熱釋電紅外傳感器在生活中的應(yīng)用

1.“有電，危險(xiǎn)”安全警示電路用于有電的場(chǎng)合，當(dāng)有人進(jìn)入這些場(chǎng)合時(shí)，通過發(fā)出語音和聲光提醒人們注意安全。

2.自動(dòng)門主要用于銀行、賓館。當(dāng)有人來到時(shí)，大門自動(dòng)打開，人離開后又自動(dòng)關(guān)閉。

3.紅外線防盜報(bào)警器用于銀行、辦公樓、家庭等場(chǎng)合的防盜報(bào)警。

4.高速公路車輛車流計(jì)數(shù)器

5.自動(dòng)開、關(guān)的照明燈，人體接近自動(dòng)開關(guān)等。一、熱釋電紅外傳感器在生活中的應(yīng)用二、熱釋電紅外傳感器的工作原理1.光譜基礎(chǔ)2.人體輻射3.熱釋電核心探頭

紅外傳感器的工作原理光譜基礎(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對(duì)紅外線的處理方式:一.定量處理

如利用氣體的特征吸收波長及積分特性進(jìn)入某一波長的定量測(cè)量二.定性處理解決有無的問題紅外傳感器的工作原理 人體輻射?任何發(fā)熱體都會(huì)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(qiáng)。?最強(qiáng)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(qiáng)的紅外線的波長為9.67~9.64um，中心波長為 9.65um。其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化產(chǎn)生正、負(fù)電荷,隨溫度的變化而變化。紅外傳感器的工作原理 熱釋電核心探頭

熱電元熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。紅外傳感器的工作原理 熱釋電核心探頭Ｄ端接電源正極，Ｇ端接電源負(fù)極，Ｓ端為信號(hào)輸出

熱電元紅外傳感器的工作原理 熱釋電紅外探頭

熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場(chǎng)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(hào)，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(chǎng)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。

濾光窗

----由一塊薄玻璃片鍍上多層濾光層薄膜而成的，能有效地濾除7.0~14um波長以外的紅外線。

人體正常體溫時(shí)，輻射的最強(qiáng)的紅外線的中心波長為9.65um,正好落在濾光窗的響應(yīng)波長（7~14um）中心。

傳感器只對(duì)移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的人體、體溫近似人體的物體起作用。 故濾光窗能有效地讓人體輻射的紅外線通過，而最大限度地阻止陽光、燈光等可見光中的紅外線的通過，以免引起干擾。紅外傳感器的工作原理 熱釋電紅外探頭

（1）人體經(jīng)過探頭先后被A源或被B源感應(yīng)，Sa<Sb或Sa>Sb產(chǎn)生差值，雙源失去互補(bǔ)平衡作用而很敏感地產(chǎn)生信號(hào)輸出，見圖（3C）。（2）人對(duì)著探頭呈垂直狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，Sa=Sb不產(chǎn)生差值，雙源很難產(chǎn)生信號(hào)輸出。紅外傳感器的工作原理

徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感,

而對(duì)于橫切方向(即與半徑垂直的方向)移動(dòng)則最為敏感.

在現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度極為重要的一環(huán)。在該探測(cè)技術(shù)中，所謂“被動(dòng)”是指探測(cè)器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來完成探測(cè)目的。被動(dòng)紅外報(bào)警器特點(diǎn)：能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而完成報(bào)警功能。重要概念三、熱釋電紅外傳感器電路應(yīng)用設(shè)計(jì)1.熱釋電紅外報(bào)警器總體設(shè)計(jì)圖2.具體電路模塊設(shè)計(jì)圖3.聚光系統(tǒng)菲涅爾透鏡4.主程序工作流程圖5.Proteus仿真圖

AT89C51復(fù)位電路信號(hào)檢測(cè)電路報(bào)警執(zhí)行電路LED發(fā)光顯示放大驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)1、總體設(shè)計(jì)框圖2.聚光系統(tǒng)菲涅爾鏡片

菲涅爾鏡片的原理和應(yīng)用

各式各樣的菲涅爾鏡片

菲涅爾鏡片是紅外線探頭的“眼鏡”，它就象人的眼鏡一樣，配用得當(dāng)與否直接影響到使用的功效，配用不當(dāng)產(chǎn)生誤動(dòng)作和漏動(dòng)作，致使用戶或者開發(fā)者對(duì)其失去信心。配用得當(dāng)充分發(fā)揮人體感應(yīng)的作用，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。菲涅爾透鏡的作用有兩個(gè)： 一是聚焦作用，即將探測(cè)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(shí)傳感器的探測(cè)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(shí)傳感器的探測(cè)半徑可達(dá)到10米。聚集能量菲涅爾鏡片的原理和應(yīng)用第二個(gè)作用是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號(hào)。

下圖是常用三區(qū)多段鏡片區(qū)段劃分、垂直和平面感應(yīng)圖。菲涅爾鏡片的原理和應(yīng)用

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(gè)段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個(gè)適當(dāng)?shù)慕咕啵t外光正好被探頭接收，探頭將光信號(hào)變成電信號(hào)送入電子電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。整個(gè)接收人體紅外光的方式也被稱為被動(dòng)式紅外活動(dòng)目標(biāo)探測(cè)器。熱釋電紅外傳感器原理圖放大電路圖3.具體電路模塊設(shè)計(jì)圖時(shí)鐘電路圖復(fù)位電路圖3.具體電路模塊設(shè)計(jì)圖發(fā)光二極管報(bào)警電路圖聲音報(bào)