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非接触式传感器有多种类型,人体红外探测器就是其中之一,是基于热电效应原理。由传感检测元件、干涉滤光片和场效应管匹配装置三部分组成,设计时会将高热释电材料制成对应厚度的薄片,并为其两面镀上金属电极,然后通电使其极化,从而制成热释电检测元件。
结构中引入了场效应管,其目的是完成阻抗变换。由于热电元件输出的是电荷信号,不能直接使用,需要使用电阻将其转换为电压形式。因此,引入的N沟道结型场效应晶体管应采用共漏极形式连接,以完成阻抗变换。由于施加到极化的电压具有极性,因此极化检测元件也具有正负极性。
探测器将两个极性相反、特性一致的检测元件串联起来,消除环境和自身变化带来的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来对人体红外探测器进行补偿,对于辐射到传感器的红外辐射,通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦并叠加到两个检测元件上,从而使传感器输出电压信号。
用于制造红外探测元件的高热释电材料是一种广谱材料,其探测波长范围为0.2-20um。为了对相应波长范围内的红外辐射有较高的灵敏度,传感器在窗口上配备了干涉滤光片。除了允许某些波长范围内的红外辐射通过之外,该滤光片还可以阻挡光线、阳光和其他红外辐射。
目前,国内使用的各类防盗、安防报警器均基于超声波、主动红外发射/接收和微波技术。人体红外探测器能够以非接触的方式检测人体辐射的红外线,并将其转换为电信号。同时,它还可以识别移动的生物和其他非生物,不但可用于防盗报警装置,还可用于自动控制、接近开关、遥测等领域。
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