热释电红外探头

原理

　　在自然界，任何高于温度(-273K)的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的，而且辐射能量的大小与物体表面温度有关。

　　人体都有恒定的体温，一般在37℃左右，会发出10nm左右特定波长的红外线，被动式热释电红外探头(又叫红外人体探测传感器)就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经检测处理后就能产生报警信号。

　　被动式热释电红外探头包含两个互相串联或并联的热释电元件，而且制成的两个电极方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件儿乎具有相同的作州，使其产生的释电效应相互抵消，于是传感器无信号输出。

　　当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生温差△T，则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。

结构

　　动式热释电红外探头的结构及内部电路如图所示。传感器主要由外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。

　　滤光片设置在窗口处，构成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片，可很好滤除太阳光和荧光灯光的短波长(约5mm以i-)。

　　热释电元fl二PZT将波长在8～12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲淖耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。

　　菲涅耳透镜根据菲混耳原理制成，把红外光线分成可见区和盲区，同时义有聚焦的作用，使被动式热释电红外探头(PIR)灵敏度人人增加。菲浑耳透镜有折射式和反射式两种形式，其作用：一是聚焦，将热释的-91-信号折射(反射)往PIR上；二是将检测区内分为若干个明区和暗区，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这样被动式热释电红外探头就能产生变化电信号。

　　如果我们在热电元件上接上适当的电阻，当元件受热时，电阻上就有电流流过，就可在两端得到电压信号。

特点

　　释电红外探头具有本身不发任何类型的辐射、隐敲性好、器件功耗很小、价格低廉等优点。但是，被动式热释电红外探头也有缺点，如：

　　①信号幅度小，容易受各种热源、光源干扰；

　　②穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收：

　　⑨易受射频辐射的干扰；

　　④环境温度和人体温度接近时，探测灵敏度明显下降，有时还会造成短时失灵：

　　⑤主要检测的运动方向为横向运动方向，对径向方向运动的物体检测能力比较差。

　　虽然热释电红外探头有些缺点，但是采用特殊信号处理方法后，仍然可使它在某些领域具有广阔的应用前景。因此，有很多生产商根据热释电传感器的特性没计了专用信号处理器，比如HOLTEK 8A26XXP、WELTRENDWT8072、BISS00