红外线报警器的原理分析

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  热释电红外传感器的主要材料,是钽酸锂(LiTao3)、硫酸三甘酞(LATGS)和钛锆酸铅(PZT),其内部结构与外型,如图4—8所示。它是在钛酸钡一类压电晶体上,解放151机油过低报警器原理上下表面设有电极,并在表面加有黑色膜。当有红外线间歇地照射时,其表面温度上升,使晶体内部的原子排列产生变化,即引起自发极化电荷。称此现象为热释电效应,为热电效应之一种。

  热释电效应产生的表面电荷是暂时的,只要它出现,便很快被空气中的各离子所中和。为此,用热释电效应制作红外传感器时,多是在它的元件前面加有机械式的周期遮光装置,以便使自发极化电荷周期性地出现,只有检测移动物体时不用。

  由于热释传感器的输出阻抗很大,输出电压信号又极微弱,故在传感器内部附加一只场效应管与一个薄膜电阻Rg,使其阻抗进行变换。Rs为负载电阻,有的热释传感器无Rs,需外接。为实现不同的检测目的,在进入红外线的窗口上设有滤光镜,将不需要的光谱滤掉。

  双元件的特点一是当人射的能量顺序地射到两个元件时,由于两只元件为串联,其输出比一只元件高一倍;另是由于两只元件为逆向相连接,对于相同且同时输入的能量将相互抵消,如太阳光中的红外线干扰和环境温度变化所引起的误差等。防止外人人侵的热释电红外传感器应用电路,如当有人进入欲保护的视野范围内时,传感器即产生一交流感应电压,其频率与人体移动速度有关,通常在5~6Hz左右。它可控制10~12m的移动人体,其视野约70度。

  PIR:为双元件热释电红外感应器,波长在8~10um,采用焦路15~20mm的菲涅耳透镜,如LS-064或P2288型等。若其内无Ps,应外接。

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