熱釋電紅外傳感器的基本工作原理
自動(dòng)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(fā)出的紅外線信號工作的,并不會(huì)向外發(fā)射對人體有害的射線,故沒有什么傷害。下面我們來介紹一下熱釋電紅外傳感器的基本工作原理。
熱釋電紅外傳感器的外形如上圖所示。其可以檢測人體發(fā)出的紅外線信號,并將其轉(zhuǎn)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(fā)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。
上圖是一款熱釋電紅外傳感器模塊,工作時(shí),若有人靠近自動(dòng)門,熱釋電紅外傳感器便會(huì)接收到人體發(fā)出的9~10μm的紅外線信號,并輸出相應(yīng)的電信號送至模塊上的放大電路處理,該信號經(jīng)放大、整形等處理后驅(qū)動(dòng)電機(jī)及機(jī)械裝置使門自動(dòng)打開。這就是自動(dòng)門的工作原理,整個(gè)工作過程并沒有向外發(fā)射什么射線,故不會(huì)對人體有傷害。為了提高探測靈敏度,這種紅外感應(yīng)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(jié)構(gòu)
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(bǔ)償型熱釋電傳感器還帶有溫度補(bǔ)償元件,圖所示為熱釋電傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為防止外部環(huán)境對傳感器輸出信號的干擾,上述元件被真空封裝在一個(gè)金屬營內(nèi)。
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(dá)熱釋電探測元+在其截止范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后,加電極化制成,相當(dāng)于一個(gè)以熱釋電晶體為電介質(zhì)的平板電容器。當(dāng)它受到非恒定強(qiáng)度的紅外光照射時(shí),產(chǎn)生的溫度變化導(dǎo)致其表面電極的電荷密度發(fā)生改變,從而產(chǎn)生熱釋電電流。
前置放大器由一個(gè)高內(nèi)阻的場效應(yīng)管源極跟隨器構(gòu)成,通過阻抗變換,將熱釋電探測元微弱的電流信號轉(zhuǎn)換為有用的電壓信號輸出。