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热释传感器及应用电路 评论(0) 收藏(0
所属分类:传感器电路 湿敏电路
相关厂商: Electronic Theatre Controls, Inc.  
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热释电传感器

存在于自然界的物体,如人体、火焰、冰块等物都 会发射红外线,但波长各不相同。人体温度为36~37oC,所发射的红外线波长为 9~10μm,属远红外区;400~700oC 的发热体,所放射出的红外线波长为3~5μm, 属中红外区。热释电红外传感器不受白天黑夜的影响,可昼夜不停地用于监测, 广泛地用于防盗报警。

热释电人体红外传感器的特点是它只在由于外界的辐射而引起它本身的温 度变化时,才给出一个相应的电信号,当温度的变化趋于稳定后就再没有信号输 出,所以说热释电信号与它本身的温度的变化率成正比,或者说热释电红外传感 器只对运动的人体敏感,应用于当今探测人体移动报警电路中。

滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过,而阻止太阳光、灯光等可见光中 的红外线通过,免除干扰。所以,热释电人体红外传感器只对人体和近似人体体 温的动物有敏感作用。

热释电人体红外传感器只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥最大作用。不加菲 涅尔透镜时,该传感器的探测半径可能不足 2m,配上菲涅尔透镜则可达10m,甚至更远。

菲涅尔透镜是用普遍的聚乙烯制成的,安装在 传感器的前面。

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。

菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理,在探测器前方产生一个交替变化 的“盲区”和“高灵敏区”,以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前 走过时,人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”,这 样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,从而强其能量幅度。

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。

被动式热释电红外探头的优缺点:

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:探测器安装在推荐地使用高度,对探测 范围内地面上地小动物,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。

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外探头误 报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。

目前国内市场上常见的热释电红外传感器有上海尼赛拉公司的SD02、 PH5324和德国海曼LHi954、LHi958以及日本的产品等,其中SD02适合防盗报警 电路。

热释电传感器应用电路


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