PDF《基于热释电红外传感器的报警系统》

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.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.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. 图 是一个双探测元热释电红外传感器的结构 示意图.使用时 ) 端接电源正极, * 端接电源负极, + 端为信号输出. 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 ! /. 为了对某 一波长范围的红外辐射有较高的敏感度,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. % 被动式红外报警器的结构原理 %- 结构 被动式红外报警器主要由光学系统、热释电红 外传感器、 信号滤波和放大、 信号处理和报警电路等 几部分组成. 其结构框图如图 $ 所示. 图中, 菲涅尔 透镜可以将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外探 测元上,同时也产生交替变化的红外辐射高灵敏区 和盲区,以适应热释电探测元要求信号不断变化的 特性;

热释电红外传感器是报警器设计中的核心器 件,它可以把人体的红外信号转换为电信号以供信 号处理部分使用;

信号处理主要是把传感器输出的 微弱电信号进行放大、 滤波、 延迟、 比较, 为报警功能 的实现打下基础. 图%所示的是将待测目标、 菲涅尔 透镜、热释电红外传感器相结合使用时的工作原理 示意图. %- $ 工作原理 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.被动红外报警器的特点 是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.图0所示是该报警器的工作电路 原理图. 当人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在 热释电红外传感器的探测元上时,电路中的传感器 将输出电压信号,然后使该信号先通过一个由

1 、 1$、

2 、 2$ 组成的带通滤波器, 该滤波器的上限截止 频率为 345, 下限截止频率为 ,- 345.由于热释电 红外传感器输出的探测信号电压十分微弱(通常仅 有 /6 左右) , 而且是一个变化的信号, 同时菲涅尔 透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式(脉冲电 压的频率由被测物体的移动速度决定,通常为

45 左右) ,所以应对热释红外传感器输出的 电压信号进行放大.本设计运用集成运算放大器 78%$0 来进行两级放大, 以使其获得足够的增益. 当传感器探测到人体辐射的红外线信号并经放 大后送给窗口比较器时,若信号幅度超过窗口比较 ! # ! 《国外电子元器件》 ##$ 年第 % 期 ##$ 年%月图&