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被动红外探测器的工作原理

[2020/3/9]

  被动式红外探测器主要由光学系统、热释电传感器(或称为红外传感器)及报警控制器等部分组成。探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。一旦有人体红外线辐射进来,经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号,而发出警报。

  被动红外探测器的核心组件是热释电传感器,其主体是薄膜铁电材料,该材料在外加电场的作用下极化,当撤去外加电场时,仍保持极化状态,称为自发极化。自发极化强度与温度有居里点温度。在居里点温度下,根据极化强度与温度的关系制造成热释电传感器。当一定强度的红外辐射到已极化的铁电材料上时,引起薄皮温度上升、极化强度降低,表面极化电荷减少,这部分电荷经放大器转变成输出电压。

  如果相同强度的辐射继续照射,铁电材料温度稳定在某一点上,不再释放电荷,即没有电压输出。由于热释电传感器只在温度升降过程中才有电压信号输出,所以被动红外探测器的光学系统不仅要有汇聚红外辐射的能力,还应让汇聚在热释电传感器上辐射的热量有升降变化,以保证被动红外探测器在有人入侵时有电压信号输出。

  在数字化被动红外探测器中,热释电传感器输出的微弱电信号直接输入到一个功能强大的微处理器上,所有信号转换、放大、滤波等都在一个处理芯片内进行,从而提高了被动红外探测器的可靠性。

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