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为什么说人体热释电红外传感器需要配菲涅尔透镜?

作者:普恩科技来源:普恩科技浏览:51时间:2020-09-15 16:22:03字体:[ ]

为什么说人体热释电红外传感器需要配菲涅尔透镜?

 1.首先,了解热释电红外传感器的工作原理:

     热释电红外传感器由一种高热电系数的材料,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多个探测元件。这些探测元件以反极性串联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。通过芯片放大处理后,输出电信号来进行工作。

 2.了解菲涅尔透镜的原理。

     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,从而强其能量幅度。

 3.菲涅尔透镜的材料波长特殊性

     红外菲涅尔透镜用聚乙烯塑料片(HDPE)制成,常用颜色为本色半透明、乳白色或黑色,但对波长为7-14um左右的红外线来说却是透明的,仅供此7-14um范围内红外光线通过。人体辐射的红外线中心波长为9~10um,而探测元件的波长灵敏度在0.20um范围内几乎稳定不变.在传感器顶端开设了一个装有菲涅尔镜片的窗口,这个菲涅儿镜片可通过光的波长范围为7~10um,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菲涅尔镜片予以吸收,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。

 4.热释电红外传感器对工作环境温度的敏感应性要求

     理论上,热释电红外传感器工作温度范围可以达到-40o~+85o。由于人体热释电红外传感器对人体热量辐射的判断是通过人体与环境温度的差异来作为识别。环境温度越靠近人体辐射温度,传感器就越容易受到环境温度的干扰。当环境温度跟人体温度接近或完全相同,此时传感器灵敏度最低。如果人体红外传感器没有配菲涅尔透镜,非常容易受到外界环境的光和热量干扰,会造成工作不稳定或误触发。
      所以,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安装一个菲涅尔透镜,该透镜用聚乙烯塑料片(HDPE)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10~20米范围内人的行动。

      我们常见的红外传感系统搭配菲涅尔透镜的应用领域有:人体测温系统,红外感应控制系统,智能家居感应系统,工业自动化控制系统等多种人体红外感应领域。

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