热释电红外报警器

《传感器应用》课程教学资源建设建设院校：重庆工业职业技术学院主要参与企业：

中国四联集团重庆三木华瑞机电有限公司热释电红外报警器一热释电红外传感器在生活中的应用二热释电红外传感器的工作原理三热释电红外传感器应用设计目录一、热释电红外传感器在生活中的应用

1.“有电，危险”安全警示电路用于有电的场合，当有人进入这些场合时，通过发出语音和声光提醒人们注意安全。

2.自动门主要用于银行、宾馆。当有人来到时，大门自动打开，人离开后又自动关闭。

3.红外线防盗报警器用于银行、办公楼、家庭等场合的防盗报警。

4.高速公路车辆车流计数器

5.自动开、关的照明灯，人体接近自动开关等。一、热释电红外传感器在生活中的应用二、热释电红外传感器的工作原理1.光谱基础2.人体辐射3.热释电核心探头

红外传感器的工作原理光谱基础

红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380nm-780nm，发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线对红外线的处理方式:一.定量处理

如利用气体的特征吸收波长及积分特性进入某一波长的定量测量二.定性处理解决有无的问题红外传感器的工作原理 人体辐射♣任何发热体都会产生红外线

辐射的红外线波长跟物体温度有关。表面温度越高,辐射能量越强。♣最强波长和温度的关系满足λm*T=2989（um.k）♣人体的正常体温为36~37.5。C，其辐射的最强的红外线的波长为9.67~9.64um，中心波长为 9.65um。其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化产生正、负电荷,随温度的变化而变化。红外传感器的工作原理 热释电核心探头

热电元热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。红外传感器的工作原理 热释电核心探头Ｄ端接电源正极，Ｇ端接电源负极，Ｓ端为信号输出

热电元红外传感器的工作原理 热释电红外探头

热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形式,该电阻阻抗高达104ＭΩ，故引入的Ｎ沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。

滤光窗

----由一块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成的，能有效地滤除7.0~14um波长以外的红外线。

人体正常体温时，辐射的最强的红外线的中心波长为9.65um,正好落在滤光窗的响应波长（7~14um）中心。

传感器只对移动或运动的人体、体温近似人体的物体起作用。 故滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过，而最大限度地阻止阳光、灯光等可见光中的红外线的通过，以免引起干扰。红外传感器的工作原理 热释电红外探头

（1）人体经过探头先后被A源或被B源感应，Sa<Sb或Sa>Sb产生差值，双源失去互补平衡作用而很敏感地产生信号输出，见图（3C）。（2）人对着探头呈垂直状态运动，Sa=Sb不产生差值，双源很难产生信号输出。红外传感器的工作原理

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。在该探测技术中，所谓“被动”是指探测器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量变化来完成探测目的。被动红外报警器特点：能够响应入侵者在所防范区域内移动时所引起的红外辐射变化，并能使监控报警器产生报警信号，从而完成报警功能。重要概念三、热释电红外传感器电路应用设计1.热释电红外报警器总体设计图2.具体电路模块设计图3.聚光系统菲涅尔透镜4.主程序工作流程图5.Proteus仿真图

AT89C51复位电路信号检测电路报警执行电路LED发光显示放大驱动驱动1、总体设计框图2.聚光系统菲涅尔镜片

菲涅尔镜片的原理和应用

各式各样的菲涅尔镜片

菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”，它就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影响到使用的功效，配用不当产生误动作和漏动作，致使用户或者开发者对其失去信心。配用得当充分发挥人体感应的作用，使其应用领域不断扩大。菲涅尔透镜的作用有两个： 一是聚焦作用，即将探测空间的红外线有效地集中到传感器上。不使用菲涅尔透镜时传感器的探测半径不足2米，只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥最大作用。配上菲涅尔透镜时传感器的探测半径可达到10米。聚集能量菲涅尔镜片的原理和应用第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。

下图是常用三区多段镜片区段划分、垂直和平面感应图。菲涅尔镜片的原理和应用

当人进入感应范围，人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离A区或中距离B区或近距离C区的某个段的同心环上，同心环与红外线探头有一个适当的焦距，红外光正好被探头接收，探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。整个接收人体红外光的方式也被称为被动式红外活动目标探测器。热释电红外传感器原理图放大电路图3.具体电路模块设计图时钟电路图复位电路图3.具体电路模块设计图发光二极管报警电路图声音报