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热释电传感器可以感应人体温释放的热辐射,菲尼尔透镜则可以收集和聚焦人体释放红外线。
当有人出现在感应范围内时,菲尼尔透镜将人体热量释放出来的红外辐射聚焦到热释电传感器上,再由热释电传感器输出一个控制型号到后段电路,实现灯的亮灭控制。
工作原理
但凡有温度的物体都会对外产生热辐射,不同的温度物体所辐射的波长也不同,而人体都有恒定的体温,因此会辐射出一种特定长度红外线,而PIR人体红外感应器能接受感应到这种波长,导致电流变化,触发报警。
红外热释电人体感应传感器是靠探测人体发射的红外线而工作的。
主要原理是:人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔透镜增强后聚集到热释电元件PIR(被动式红外)探测器上,当人活动时,红外辐射的发射位置就会发生变化,该元件就会失去电荷平衡,发生热释电效应向外释放电荷,红外传感器将透过菲涅尔透镜的红外辐射能量的变化转换成电信号,即热电转换。
非接触式测量,使用时探测器安装在现场吸顶式或壁挂式侧装固定,当人体进入到探测区域即可发送继电器开关量报警信号,按照标准MODBUS-RTU通信协议RS485数字信号输出上传,能兼容组态王等多种上位机组态软件,易与第三方设备配套。可广泛用于智能商厦、公厕、车站码头等物联网环境监测领域。
菲涅尔透镜
菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔发明的,他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。菲涅尔透镜是一种微细结构的光学元件,从正面看其象一个飞镖盘,由一环一环的同心园组成。
菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹,通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用。
传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价昂贵。菲涅尔透镜可以极大的降低成本。典型的例子就是PIR(被动红外线探测器)。
PIR广泛的用在警报器上。如果你拿一个看看,你会发现在每个PIR上都有个塑料的小帽子。这就是菲涅尔透镜。小帽子的内部都刻上了齿纹。这种菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值限制到10微米左右(人体红外线辐射的峰值)。
热释电红外传感器
热释电红外传感器主要是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两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由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。
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装设一个菲涅尔透镜,利用菲涅尔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。
菲涅尔透镜和放大电路相配合,可将信号放大70分贝以上,这样热释电红外传感器就可以检测到10~40米范围内人的行动。