述热释电红外探测器的使用场合
热释电红外探测器在安全防护系统中的应用研究
热释 电红外 探 测 器在 安全 防护 系统 中 的应 用研 究
王松德 ， 张栓记 ， 朱小 龙 ， 杨杰 慧
洛 阳师范学院物理 与电子科学系 ， 河南 洛 阳 ４ １２ ７０２
摘 要 利用人体发 出的红外线 ， 过热释电红外传 感器 的接收 和放大 ， 成具 有一定 电压 幅度 的控制 信 通 形 号， 用这一控制信号去触发语 音录放电路工作 ， 就可制 成具有 自动控 制功 能的热 释 电红 外探 测语 音 录放 系 统 。电路采用最新热释 电红外 探测模 块与语音录放模 块设 计 ，当有人 出现在 热释 电红外 探测 模块 的探测 范
红外感应元通 常采用热释 电元件 ， 这种 元件在 接收 到人
体红外辐射时 ，由于 自身温度 变化 ， 致产 生 电荷 ，后续 电 导 路经检测处理后 就能产生所需 的信 号 。 ］
作， 播放事先录制好 的警示语 ， 醒人 们注意 ， 现对 危险 提 实 场 所的无人 值守式警戒＿ 。 ５ 】 该装置为模块 化结构 ， 干扰能 力强 、 低温 、 作稳 抗 耐 工 定 和使用方便 ， 探测距离＞ １ 且可调 ， ０ ｍ 适合 在警戒系统中
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第０ 年 １１ ２ ２ 卷 ， 期 ６６ 第 １ 月 ０ １
光
谱
学
与
光
谱
分
析
பைடு நூலகம்
Ｖ １ ６Ｎ ．１ｐ２２ ２２ ｏ ２，ｏ１， ０７ ０９ ． ｐ
Ｎｏ ｅ ｅ ．２ ０ ｖ ｍｂ ｒ ０ ６
Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃｒ１Ａｎ ｌｓｓ ｐ ｃｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔａ ａｙ ｉ
上辐射出在波长 附近单位波长 的能量 （ ・ｃ ｗ ｍ ・ ． ） ｐ ｍ ；
热释电人体红外报警器的常用芯片的基本知识
热释电人体红外报警器的常用芯片的基本知识热释电人体红外报警器是一种广泛应用于家庭、商业、办公等领域的安全防范设备。
它可以通过采集人体的红外热量，来确定人体的存在，并发出警报。
其中，常用芯片是热释电传感器（Pyroelectric Sensor）和控制芯片（Control Chip）。
一、热释电传感器热释电传感器是热释电人体红外报警器的核心部件。
它是一种利用热释电效应制成的微型传感器，具有灵敏度高、可靠性好、功耗低等特点。
其工作原理是通过检测物体的红外辐射，将热量转换成电信号输出，在红外辐射强度变化时能够产生电荷，从而有效地提高探测器的灵敏度。
目前，热释电传感器已广泛应用到各种安防领域中。
二、控制芯片控制芯片是热释电人体红外报警器的另一个核心部件，它主要负责控制热释电传感器的输出信号，并处理传感器采集的数据。
常用的控制芯片有两类，一类是数字控制芯片（Digital Control Chip），另一类是模拟控制芯片（Analog Control Chip）。
数字控制芯片适用于高速数字信号处理，而模拟控制芯片适用于需要高精度信号处理的场合。
三、常见问题及解决方案在使用热释电人体红外报警器时，常见的问题有多种。
以下是其中的几个解决方案：（一）、误报问题误报问题是热释电人体红外报警器常见的问题之一。
误报的原因可能是传感器所处环境温度变化大或者某种因素导致的误报。
一般来说，可以通过调节热释电传感器的灵敏度，来解决误报问题。
（二）、漏报问题漏报问题是另一个常见的问题。
漏报的原因可能是传感器使用寿命老化，或者传感器所处环境温度变化较小。
为了解决漏报问题，可以定期更换传感器或增加热释电传感器的数量。
（三）、传感器定位问题传感器定位问题是一个极为重要的问题。
如果传感器安装位置不对，就可能会导致传感器无法正常工作。
在选择传感器安装位置时，应该注意避免在阳光直射或通风不良的地方，以及避免与其他电子设备干扰。
总之，热释电人体红外报警器可以有效地提高家庭、商业、办公等领域的安全防范能力。
人体热释电红外传感器原理
人体热释电红外传感器原理
人体热释电红外传感器是一种检测人体红外辐射的传感器，其原理是基于人体的热释电效应。
当人体处于运动状态时，身体会产生一定的热量，这些热量会以红外辐射的形式散发出去。
人体热释电红外传感器通过检测这些红外辐射来感知人体的存在。
传感器的核心部件是一个热敏元件，通常是一组红外探测器。
当人体进入传感器的探测范围内时，红外辐射会被探测器吸收，从而使探测器的温度发生变化。
这种温度变化会被转换成电信号，进而被放大和处理，最终输出一个人体存在的信号。
人体热释电红外传感器具有高灵敏度、快速响应、低功耗等优点，广泛应用于安防、智能家居、自动化控制等领域。
但是，由于传感器只能检测到人体的热辐射，因此在环境温度变化较大或者存在其他热源干扰时，传感器的准确性可能会受到影响。
总之，人体热释电红外传感器是一种基于热释电效应的传感器，通过检测人体产生的红外辐射来感知人体的存在。
其工作原理简单、响应速度快、功耗低，是一种广泛应用于安防、智能家居等领域的传感器。
红外探测器主要参数定义
红 外 探 测 器1．量子效率在某一特定波长上，每秒钟产生的光电子数与入射光子数之比。
对理想的探测器，入射一个光子发射一个电子，1)(=λη。
当然实际上不是所有的光子都可以被吸收，因此1)(<λη。
探测器对波长为λ处的量子效率可以表示为：hv P e I S //)(=λη 其中S J h .106260755.634-⨯=，是普朗克常数，e 是元电荷。
2. 响应率输出信号电压S 与输入红外辐射功率P 之比即：）或（W A W V P S R /)/(=3. 响应波长范围单色响应率与波长的关系，称为光谱响应曲线或响应光谱。
热敏型红外探测器的响应率与波长无关。
光电型红外探测器有峰值波长p λ和长波限c λ。
通常取响应率下降到p λ一半所在的波长为c λ。
光电探测器只有在小于c λ范围有响应，因此称为选择性红外探测器。
对于光子探测器，仅当入射光子的能量大于某一极小值时才能产生光电效应。
就是说，探测器仅对波长小于cλ，或者频率大于的光子才有响应。
因此，光子探测器的响应随波长线性上升，然后到某一截止波长cλ突然下降为零。
而热型探测器响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感，在室温工作。
灵敏度低、响应时间偏长，最快的响应时间也在毫秒量级。
热释电探测器主要应用于被动式的传感器中，主要应用于防盗报警、来客告知等被动探测以及石油化工、电力等行业的温度测量、温度检测等灵敏度不是很高的场合。
此外，热释电材料是还是制备非制冷红外成像设备的重要材料。
常见红外光子探测器及响应波段4.噪声如果测量探测器输出的电子系统有足够大的放大倍数，即使没有入射辐射。
也可以看到一些毫无规律的电压起伏,它的均方根称为噪声电压N，此噪声来源于探测器中的某些基本的物理过程。
探测器的噪声主要有以下几个来源：f/1噪声(闪烁噪声)，暗电流噪声(热噪声)以及光电流噪声。
f/1噪声为低频噪声，在AlGaAsGaAs/QWIP中的影响很小，不是主要的制约因素。
热释电红外传感器及其应用
尚中锋 1，郭景华 2，祁明锋 1,2，范子亮 2
（.郑州炜盛电子科技有限公司，河南 郑州 450001）
摘要：为有效解决电化学、气敏类传感器稳定性差、检测范围窄、易中毒、测量精度低等问题，研制了一种基于钽酸锂薄膜材 料的热释电红外气体传感器。重点介绍了该气体传感器的工作原理及其结构设计，其结构采用双通道光路测量结构，分别为测 量通道和参考通道，有效避免了光源波动和腔体污染对传感器造成的影响。该传感器具有结构新颖、简单可靠、测量范围宽、 不中毒等特点，市场应用前景广阔。 关键词： 钽酸锂薄膜;热释电红外气体传感器;双通道结构;光源波动.
Abstract: In order to effectively resolve the problem of the electrochemical, gas type sensor, such as poor stability, narrow detection range, easy to poisoning and low accuracy etc.， a pyroelectric infrared gas sensor is developed based on lithium tantalate thin-film. The emphasis is paid on the working principle of the gas sensor and its design, its structure using two-channel optical measurement of the structure, respectively measuring channel and reference channel, effectively prevent the light source fluctuation and cavity impact of pollution on the sensor. The sensor has a novel structure, simple and reliable, wide measuring range, not poisoning etc., the market prospect is broad. Keyword: lithium tantalate thin films; pyroelectric infrared gas sensor; dual-channel structure; light fluctuations. 中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：
第六章、 热释电红外传感器及其应用
常见热释电红外传感器的外形
热释电传感器的内部结构
⑴ 敏感元 敏感元用红外热释电材料 — 锆钛酸铅(PZT)制成
，经极化处理后，其剩余极化强度随温度T升高 而下降。制作敏感元件时，将热释电材料制成很 小的薄片，再在薄片两面镀上电极，构成两个串 联的、有极性的小电容。把两个极性相反的热释 电敏感元做在同一晶片上，由于温度的变化影响 整个晶片产生温度变化时，两个敏感元产生的热 释电信号互相抵消，起到补偿作用。 使用热释电传感器时，通常要在使用菲涅尔透镜 将外来红外辐射通过透镜会聚光于一个传感元上 ，它产生的信号不会被抵消。 热释电传感器的持点是它只在由于外界的辐射而 引起它本身的温度变化时，才会给出一个相应的 电信号，当温度的变化趋于稳定后，就再没有信 号输出，即热释电信号与它本身的温度的变化率 成正比。因此，热释电传感器只对运动的人体或 物体敏感。
⑵ 集成红外探测报警器
① 被动红外探测控制集成电路
TWH9511 TWH系列PIR(热释电传感器)控
制电路采用大规模CMOS数字电路及 微型元件固化封装，具有性能指标高，
第六章、 热释电红外传感器及其应用
热释电红外传感器是一种被动式调制型温度 敏感器件，利用热释电效应工作，它是通过目标 与背景的温差来探测目标的。其响应速度虽不如 光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、 工作频率宽，灵敏度与波长无关，容易使用。这 种探测器，灵敏度高，探测面广，是一种可靠性 很强的探测器。因此广泛应用于各类入侵报警器， 自动开关、非接触测温、火焰报警器等，目前生 产有单元、双元、四元、180°等传感器和带有 PCB控制电路的传感器。常用的热释电探测器如： 硫酸三甘钛（TGS）探测器、铌酸锶钡（SBN） 探测器、钽酸锂（LiTaO3）探测器、锆钛酸铅 （PZT）探测器等。
红外传感器分类工作原理及发展应用前景
一、红外传感器概述将红外辐射能转换成电能的光敏元件称为红外传感器，也常称为红外探测器。
红外传感器是利用物体产生红外辐射的特性，实现自动检测的传感器。
在物理学中，我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波，其中红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。
红外传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。
红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新兴技术。
它常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。
(一)红外辐射的产生红外辐射是由于物体(固体、液体和气体)内部分子的转动及振动而产生的。
这类振动过程是物体受热而引起的，只有在绝对零度(-273.16℃)时，一切物体的分子才会停止运动。
所以在绝对零度时，没有一种物体会发射红外线。
换言之，在一般的常温下，所有的物体都是红外辐射的发射源。
例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。
红外线和所有的电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质，但它的特点是热效应非常大，红外线在真空中传播的速度3×108m／s，而在介质中传播时，由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。
红外线的衰减遵循如下规律0*e^()。
式中，I为通过厚度为x的介质后的通量；I0为射到介质时的通量；e为自然对数的底；K为与介质性质有关的常数。
金属对红外辐射衰减非常大，一般金属材料基本上不能透过红外线；大多数的半导体材料及一些塑料能透过红外线；液体对红外线的吸收较大，例如厚l()的水对红外线的透明度很小，当厚度达到时，水对红外线几乎完全不透明了；气体对红外辐射也有不同程度的吸收，例如大气(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收，它对波长为1～5µm，8～14µm之间的红外线是比较透明的，对其他波长的透明度就差了。
红外传感器的结构原理与特点
红外传感器的结构原理与特点
摘要: 文章首先介绍了物联网的定义内涵、基本特征及研究现状，然后探讨了物联网关键技术之一传感器技术；接着阐述了红外传感器结构、原理及特点，最后对红外传感器在物联网技术中的应用进行了初步探索，指出其广阔的应用前...
红外传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光敏元件，根据具体工作原理的不同，可分为光子型和热释电型两种。
热释电红外传感器是利用红外辐射的热效应引起元件本身的温度变化来实现某些参数的检测的，其探测率、响应速度都不如光子型传感器。
但由于其可在室温下使用，灵敏度与波长无关，所以应用领域很广。
利用铁电体热释电效应的热释电型红外传感器灵敏度很高，获得了广泛应用。
热释电效应某些绝缘物质受热时，随着温度的上升，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。
这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。
热释电效应在近十年被用于热释电红外传感器中。
能产生热释电效应的晶体称为热释电体，又称为热电元件。
热电元件常用的材料有单晶、压电陶瓷及高分子薄膜等。
热释电红外传感器的结构热释电红外传感器由以下四个主要部分构成：①。
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述热释电红外探测器的使用场合
热释电红外探测器是一种可以探测红外线辐射的传感器，它可以
感知人体或者动物的体表温度发射的红外线以及其他物体的较高温度。
由于其无需光照就可以工作，因此适合用于光线较暗或者没有光线的
环境，比如夜晚或者低照度地区。
热释电红外探测器广泛应用于安全
监控与防护、消防报警、智能家居、航空航天、无人驾驶等领域。
在
安防领域，热释电红外探测器常用于检测人员进入禁止区域、门禁系统、区分人与动物等方面。
在无人驾驶领域，热释电红外探测器用于
识别障碍物，避免车辆与行人碰撞。
在智能家居方面，热释电红外探
测器可作为智能门锁、智能灯光等智能设备的重要组成部分，来提高
整个智能家居的安全性和便利性。