热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器 PIR 原理详解

2021/11/09 08:45 · 传感器知识资讯 ·  · 热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器 PIR 原理详解已关闭评论
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热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器PIR原理详解了解更多内容,欢迎关注up微信公众号:51爱电子在电子防盗、人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。本文详细介绍了被动式热释电红外探头的特点。工作原理及特性:人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10μm左右的红

热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器 PIR 原理详解  第1张

热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器 PIR 原理详解

了解更多内容,欢迎关注up微信公众号:51爱电子
在电子防盗、人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。本文详细介绍了被动式热释电红外探头的特点。
工作原理及特性:
人体都有恒定的体温,一般在 37 度,所以会发出特定波长 10μm 左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的 10μm 左右的红外线而进行工作的。
人体发射的 10μm 左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
(1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为 10μm 左右的红外辐射必须非常敏感。
(2)为了仅仅对红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
(3)被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
(4)一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。
(5)菲涅尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。
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。?
易受射频辐射的干扰。
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:
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的小动物,一般不产生报警。
抗电磁干扰探测器的抗电磁波干扰性能符合 GB 中 4.6.1 要求,一般手机电磁干扰不会引起误报。
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
安装要求:
红外线热释电人体传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系,正确的安装应满足下列条件:
红外线热释电传感器应离地面 2.0-2.2 米。
红外线热释电传感器远离空调,冰箱,火炉等空气温度变化敏感的地方。
红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物
红外线热释电传感器不要直对窗口,否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报,有条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方
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。热释电红外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。
热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器 PIR 原理详解  第2张

热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器PYD1978

数字化热释电红外传感器PYD1788-PYD1798
数字化热释电红外传感器PYD1788-PYD1798digipyro检测范围包括几个双元不同的窗口大小的模组。元素的配置是相同的,在其内部的电子电路。PYD1788是一个低成本的PYD的版本标准的窗口,而PYD1798模型提供了更好的白光免疫(WLI)的性能。PYD 1788和PYD 1798模型包括一个内置的参考温度。输出信号的连接2x14点的一个数字比特流,输出通过一个单线的“直接连接”连接一个合适的主机微处理器。

热释电人体红外传感器:热释电红外传感器

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热释电红外传感器
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热释电红外传感器在结构上引入场效应管,其目的在于完成阻抗变换。由于热释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。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。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。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片,并在它的两面镀上金属电极,然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元。
中文名
热释电红外传感器
外文名
PassiveInfrared Ray,简称PIR
优 点
本身不发任何类型的辐射
缺 点
容易受各种热源、光源干扰
性 质
一种高热电系数的材料
目录
1
简介
2
结构
3
优缺点
4
抗干扰性能
5
注意事项
热释电红外传感器简介
编辑
语音
主要是由一种高热释电系数的材料,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,从而强化其能量幅度。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。
热释电红外传感器结构
编辑
语音
由于加电极化的电压是有极性的,因此极化后的探测元也是有正、负极性的。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起,目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射,热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上,从而使传感器输出电压信号。制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料,它的探测波长范围为0.2-20um。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏度,该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外,还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。
[1]
热释电红外传感器优缺点
编辑
语音
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。PIR管脚分配
PIR管脚分配
热释电红外传感器抗干扰性能
编辑
语音
①防小动物干扰:探测器安装在推荐的使用高度,对探测范围内地面上的小动物,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GB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。
热释电红外传感器注意事项
编辑
语音
检测器应避开日光、汽车头灯、白炽灯直接照射,也不能对着热源(如暖气片、加热器)或空调,以避免环境温度较大的变化而造成误报;检测器安装必须牢固,避免因风吹晃动而造成误报;传感器表面不允许用手摸;光学透镜外表面要定期用湿软布或棉花擦净,避免尘土影响灵敏度;安装高度2m。要特别提出的是该检测器电路板在工厂已调试好,保证检测距离大于6m。若整个报警系统有问题,请不要调整或改动这部分电路,否则检测距离就不能保证。
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参考资料
1.

热释电红外传感器的结构和应用前景
.传感器之家.2012-11-23[引用日期2013-04-30]
热释电人体红外传感器:人体热释电红外传感器 PIR 原理详解  第3张

热释电人体红外传感器:热释电红外传感器工作原理

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