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随着科学技术的进步、计算机微处理器技术的发展、现代数字信号处理技术的提高、新型半导体材料的引入和制造技术的进步,使得红外传感器近年来发展迅速。根据一些研究机构的统计,红外传感器的销量在增加,呈增长趋势。下面就来了解人体红外探测器工作原理、种类和应用。
1、红外传感器的类型
红外线是一种人眼看不见的光,因此它具有光线的特征。然而,与此同时,还有另一种红外线也具有非常显著的热效应。绝对零度(-273℃)以上的物质都会产生红外线。根据发射方式的不同,红外传感器可分为主动型和被动型。
2、主动红外传感器的工作原理及特点
主动式人体红外探测器的发射器发出调制后的红外光束,由红外接收器接收,从而形成由红外光束组成的警戒线。遇到树叶、雨、小动物、雪、灰尘、雾等不会报警,但是有相当体积的人或物体会挡住时会触发警报。
主动红外探测器技术主要采用一次发射一次接收,属于线性预防。现在,它已经从开始的单波束发展到多波束,还可以收发两束,从而大限度地降低了虚警率,增强了产品的稳定性和可靠性。
因为红外线是一种环境因素非相干性好的探测介质(对环境中的声音、雷电、振动、各种人工光源、电磁干扰源都有很好的非相干性);同时也是目标因素相干性较好的产品(只有阻挡红外光束的目标才会触发报警),因此主动式红外传感器将得到进一步推广应用。
3、被动式红外传感器的工作原理及特点
被动人体红外探测器通过检测人体发出的红外线来工作,传感器收集外部红外辐射,然后将其收集在传感器上。被动式红外传感器通常采用热释电元件,当红外辐射的温度发生变化时会释放电荷,经过检测处理后产生报警。
这种传感器旨在检测人体辐射,其辐射敏感元件对波长约为10μmm的红外辐射敏感,为了对人体的红外辐射敏感,其辐射表面通常覆盖有特殊的滤光片,从而使环境干扰得到明显控制。
被动红外传感器包括两个串联或并联的热电元件,而且两个热释电元件的极化方向正好相反,区域环境内辐射对两个热释电部件的影响近乎相同,使它们的放电效应彼此抵消,所以探测器没有信号输出。
一旦入侵者进入探测区域,人体的红外辐射被一些镜子聚焦,从而被热释电元件接收。但两个热释电元件接收的热量和热释电能量不同,无法抵消,信号处理后报警。
4、红外传感器的应用
从目前的应用情况来看,具有以下优点:
①环境适应性优于可见光,尤其是夜间和恶劣天气下的工作能力;
②隐蔽性好,一般是被动接收目标的信号,比雷达和激光探测安全保密,不易被干扰;
③因人体与背景的温差和发射率差造就的红外辐射特性,对伪装目标的识别能力优于可见光;
④与雷达系统相比,红外系统体积小、重量轻、功耗低;
以上是人体红外探测器的工作原理、种类和应用,根据上述的性能特点,可以开发多种红外探测器。
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