熱釋電紅外傳感器工作原理及結構說明

人生第一份工作 綠色比心情 2019-07-07

熱釋電紅外傳感器的基本工作原理

自動門一般是靠熱釋電紅外傳感器(亦有采用微波多普勒模塊的)來檢測人體發出的紅外線信號工作的,並不會向外發射對人體有害的射線,故沒有什麼傷害。下面我們來介紹一下熱釋電紅外傳感器的基本工作原理。

熱釋電紅外傳感器工作原理及結構說明


熱釋電紅外傳感器的外形如上圖所示。其可以檢測人體發出的紅外線信號,並將其轉換成電信號輸出。傳感器頂部的長方形窗口加有濾光片,可以使人體發出的9~10μm波長的紅外線通過,而其它波長的紅外線被濾除,這樣便提高了抗干擾能力。

熱釋電紅外傳感器工作原理及結構說明


上圖是一款熱釋電紅外傳感器模塊,工作時,若有人靠近自動門,熱釋電紅外傳感器便會接收到人體發出的9~10μm的紅外線信號,並輸出相應的電信號送至模塊上的放大電路處理,該信號經放大、整形等處理後驅動電機及機械裝置使門自動打開。這就是自動門的工作原理,整個工作過程並沒有向外發射什麼射線,故不會對人體有傷害。為了提高探測靈敏度,這種紅外感應模塊一般都配有上圖所示的菲涅爾透鏡。

熱釋電紅外傳感器的結構

熱釋電紅外傳感器由濾光片、熱釋電探測元和前置放大器組成,補償型熱釋電傳感器還帶有溫度補償元件,圖所示為熱釋電傳感器的內部結構。為防止外部環境對傳感器輸出信號的干擾,上述元件被真空封裝在一個金屬營內。

熱釋電紅外傳感器工作原理及結構說明


熱釋電傳感器的濾光片為帶通濾光片,它封裝在傳感器殼體的頂端,使特定波長的紅外輻射選擇性地通過,到達熱釋電探測元+在其截止範圍外的紅外輻射則不能通過。

熱釋電探測元是熱釋電傳感器的核心元件,它是在熱釋電晶體的兩面鍍上金屬電極後,加電極化製成,相當於一個以熱釋電晶體為電介質的平板電容器。當它受到非恆定強度的紅外光照射時,產生的溫度變化導致其表面電極的電荷密度發生改變,從而產生熱釋電電流

前置放大器由一個高內阻的場效應管源極跟隨器構成,通過阻抗變換,將熱釋電探測元微弱的電流信號轉換為有用的電壓信號輸出。

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