1、工作原理

某些晶體，例如鉭酸鋰、硫酸三甘肽等受熱時(shí)，晶體兩端會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等、符號(hào)相反的電荷。1842年布魯斯特將這種由溫度變化引起的電極化現(xiàn)象正式命名為“pyroelectric”，即熱釋電效應(yīng)。紅外熱釋電傳感器就是基于熱釋電效應(yīng)工作的熱電型紅外傳感器其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，技術(shù)性能穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于紅外檢測(cè)報(bào)警、紅外遙控、光譜分析等領(lǐng)域，是目前使用最廣的紅外傳感器。

圖1 ?熱釋電紅外傳感器實(shí)物圖

2、傳感器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)

熱釋電紅外傳感器由濾光片、熱釋電探測(cè)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2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(duì)傳感器輸出信號(hào)的干擾，上述元件被真空封裝在—個(gè)金屬營(yíng)內(nèi)。

圖2 ?熱釋電傳感器的結(jié)構(gòu)

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(zhǎng)的紅外輻射選擇性地通過(guò)，到達(dá)熱釋電探測(cè)元+在其截止范圍外的紅外輻射則不能通過(guò)。

圖3 ?熱釋電傳感器內(nèi)部電路

熱釋電探測(cè)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(chǎng)效應(yīng)管源極跟隨器構(gòu)成，通過(guò)阻抗變換，將熱釋電探測(cè)元微弱的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為有用的電壓信號(hào)輸出。

4、主要參數(shù)

工作電壓：常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為3～15V;

工作波長(zhǎng)：通常為7.5～14μm;

源極電壓：通常為0.4～1.1V，R=47kΩ;

輸出信號(hào)電壓：通常大于2.0V;

檢測(cè)距離：常用熱釋電紅外傳感器檢測(cè)距離約為6～10m；

水平角度：約為120°；

工作溫度范圍：－10℃～＋40℃。

5、熱釋電紅外傳感器的型號(hào)

P228、LHl958、LHI954、RE200B、KDS209、PIS209、LHI878、PD632等。

熱釋電紅外傳感器通常采用3引腳金屬封裝，各引腳分別為

電源供電端（內(nèi)部開(kāi)關(guān)管D極，DRAIN）、

信號(hào)輸出端（內(nèi)部開(kāi)關(guān)管S極，SOURCE）、

接地端（GROUND）。

6、熱釋電紅外傳感器應(yīng)用電路

應(yīng)用電路1

應(yīng)用電路2

應(yīng)用電路圖3

人體感應(yīng)電子自動(dòng)門及報(bào)警兩用電路

本裝置可自動(dòng)控制單位大門的開(kāi)與關(guān)，有人進(jìn)出時(shí)門自動(dòng)打開(kāi)，進(jìn)出過(guò)后門自動(dòng)關(guān)閉。夜晚大門停用后，本裝置可轉(zhuǎn)作報(bào)警器，一旦有人走近大門即產(chǎn)生報(bào)警，以告知門衛(wèi)開(kāi)小門放人進(jìn)出。

圖1是人體感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生及放大電路。其中RS是熱釋電遠(yuǎn)紅外被動(dòng)式傳感器，A1、A2是兩級(jí)放大器。傳感器檢測(cè)到人體紅外線后產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)很微弱，電路中設(shè)置了諸多旁路電容都是為了抑制干擾，避免誤動(dòng)作。A3、A4是上、下限電壓比較器，平時(shí)A2的輸出電平比A3⑥腳電平低，而比A4③腳電平高，A3、A4輸出皆為低電平。只有傳感器感應(yīng)產(chǎn)生的交變信號(hào)經(jīng)放大達(dá)到足夠電平才能使A3或A4輸出為高電平，以控制后續(xù)電路工作。