熱釋電紅外傳感器通過目標(biāo)與背景的溫差來探測目標(biāo)，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度上升△T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產(chǎn)生電壓△U。常用的熱釋電紅外線光敏元件的材料有陶瓷氧化物和壓電晶體，如鈦酸鋇、鉭酸鋰、硫酸三甘肽及鈦鉛酸鉛等。
 
熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源(熱釋電元件)、偏置電阻、EMI電容等元器件組成，其內(nèi)部電路框圖如圖1所示。
 
 
光學(xué)濾鏡的主要作用是只允許波長在10μm左右的紅外線(人體發(fā)出的紅外線波長)通過，而將燈光、太陽光及其他輻射濾掉，以抑制外界的干擾。  
 
紅外感應(yīng)源通常由兩個串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件組成，這兩個熱釋電元件的電極相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋電元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生的熱釋電效應(yīng)相互抵消，輸出信號接近為零。一旦有人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接收，由于角度不同，兩片熱釋電元件接收到的熱量不同，熱釋電能量也不同，不能完全抵消，經(jīng)處理電路處理后輸出控制信號。
          
熱釋電效應(yīng)同壓電效應(yīng)類似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面電荷的現(xiàn)象。熱釋電紅外傳感器由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個表面做成電極，在傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有△T的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上產(chǎn)生電荷△Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓△V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷△Q會被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時，△T=O，傳感器無輸出。
 
在自然界，任何高于絕對溫度(-273℃)時物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低有關(guān)。
          
人體或者體積較大的動物都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10μm左右的紅外線，當(dāng)人體進(jìn)入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，人體發(fā)射的10μm左右的紅外線通過菲涅耳透鏡濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源(熱釋電元件)上，紅外感應(yīng)源在接收到人體紅外輻射時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，進(jìn)而產(chǎn)生△T并將△T向外圍電路輸出，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。
 
若人體進(jìn)入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有信號輸出，所以這種傳感器適合檢測人體或者動物的活動情況。
 
          
目前常用的熱釋電紅外傳感器型號主要有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)部開關(guān)管D極，DRAIN)、信號輸出端(內(nèi)部開關(guān)管S極，SOURCE)、接地端(GROUND)。       
       

熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)有工作電壓(常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為3～15V)、工作波長(通常為7.5～14 μm)、源極電壓(通常為0.4～1.1V，R=47kΩ)、輸出信號電壓(通常大于2.0V)等。

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