熱釋電紅外線感測器原理與應用

         熱釋電紅外線感測器是80年代發展起來的一種新型高靈敏度探測元件。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，並將其轉換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路，如作電源開關控制、防盜防火報警、自動覽測等。 
         熱釋電紅外線感測器主要是由一種高熱電係數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等製成尺寸為2*1mm的探測元件。在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，並將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由於自身溫度升高而產生的干擾。由探測元件將探測並接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經裝在探頭內的場效應管放大後向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料製成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，製成一種具有特殊光學系統的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大70分貝以上，這樣就可以測出10~20米範圍內人的行動。
        菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學原理，在探測器前方產生一個交替變化的“盲區”和“高靈敏區”，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發出的紅外線就不斷地交替從“盲區”進入“高靈敏區”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈衝形式輸入，從而強其能量幅度。
       人體輻射的紅外線中心波長為9~10--um，而探測元件的波長靈敏度在0.2~20--um範圍內幾乎穩定不變。在感測器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長範圍為7~10--um，正好適合於人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線感測器。
?? 一旦人侵入探測區域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，並被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經信號處理而報警。
      菲泥爾濾光片根據性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產生不同的監控視場，視場越多，控制越嚴密。

被動式熱釋電紅外探頭的優缺點
　　優點：  本身不發任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。
????缺點： 1、容易受各種熱源、光源干擾。
                       2、被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。
                       3、易受射頻輻射的干擾。
                       4、環境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。

抗干擾性能
　　1、防小動物干擾：探測器安裝在推薦地使用高度，對探測範圍內地面上地小動物，一般不產生報警。
　　2、抗電磁干擾：探測器的抗電磁波干擾性能符合GB10408中4.6.1要求，一般手機電磁干擾不會引起誤報。
　　3、抗燈光干擾：探測器在正常靈敏度的範圍內，受3米外H4鹵素燈透過玻璃照射，不產生報警。

紅外線熱釋電感測器的安裝要求
　　紅外線熱釋電人體感測器只能安裝在室內，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關係.。正確的安裝應滿足下列條件：
　　1、紅外線熱釋電感測器應離地面2.0-2.2米。
　　2、紅外線熱釋電感測器遠離空調, 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。
　　3、紅外線熱釋電感測器探測範圍內不得隔屏、傢具、大型盆景或其他隔離物。
　　4、紅外線熱釋電感測器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的最好把窗帘拉上。紅外線熱釋電感測器也不要安裝在有強氣流活動的地方。
 
　　紅外線熱釋電感測器對人體的敏感程度還和人的運動方向關係很大。紅外線熱釋電感測器對於徑向移動反應最不敏感, 而對於橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動則最為敏感. 在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環。

熱釋電紅外線感測器 應用電路圖