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 ；
光电传感技术论文热释电探测器及其应用
光电传感技术论文热释电探测器及其应用This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.光电传感技术热释电探测器及其应用院系电子工程学院光电子技术系班级光信息0802姓名 xxxx学号 xxxxx班内序号08考核成绩摘要论述了热释电电探测器的结构及工作原理。
推导出热释电电流，电流响应率，电压响应率的解析表达式，介绍了热点是探测器的红外探测，图像装置及其他应用，推导了热点是探测器在线开关和离走开关的工作原理、电路设计及应用。
对热释电材料进行了分类，对热释电材料、热释电传感器、热释电探测器的性能作了介绍。
关键词热释电探测器、在线开关、离走开关、热释电材料。
热释电探测器是本世纪70年代迅速发展起来的新型探测器，这种探测器具有室温工作、不需制冷、光谱响应无波长选择性、探测度高等特点，现已广泛应用于入侵报警、火灾报警、气体分析、自动门风诸多领域。
1. 热释电传感器热释电探测器的结构由热释电晶体、电极、吸收层、底衬、FET和负载电阻组成．吸收层上方的硅窗口材料只允许特定波段的红外辐射入射到吸收层上．热释电探测器具有自极化效应，晶体处于低于Curie温度的恒温环境时，其自极化强度保持不变，即极化电荷面密度保持不变，这些电荷被空气中的带电离子中和，当红外辐射入射晶体，被晶体吸收后，晶体温度升高，自极化强度变小，即电荷面密度变小．这样，晶体表面存在多余的中和电荷，这些电荷以电压或电流的形式输出，该输出信号可用来探测辐射．相反，当截断该辐射时，晶体温度降低，自极化强度增大，有相反方向的电流或电压输出。
若在dt时间内，热释电晶体温度变化dAT所引起的极化强度变化为dP，则与极轴垂直的晶体表面产生的电流面密度可表达为dt T d dt J ∆==dp th w τ1>>（1） Td ∆dp 称热电系数，用P 表示，这样，J 可表示为 dt Td p J ∆= （2）入射辐射是角频率为w 的正弦调制光，功率幅度为0W ，该辐射可表示为()jwt e W t W 0=，探测器吸收率为n ．此时，探测器温度上升量T ∆由下式确定T G dt T d C e aW jwt ∆+∆=0（3）其中，C 为晶体的热容量，G 为晶体与周围环境的热导率，用Lap1ace 变换方法解方程并利用初始条件0=t ，0=∆T 得()jwte jwC G aW t T +=∆0（4）因此热释电晶体产生的电流可表示为jwtjwe jwC G pAaW dt T d pA I +=∆=0 （5）式中，A 为电极面积。
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。
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
热释电效应：当一些晶体受热时，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。 通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被空气中 附集在晶体外表面的自由电子所中和，其自发极化 电矩不能显示出来。当温度变化时，晶体结构中的 正、负电荷重心产生相对位移，晶体自发极化值就 会发生变化，在晶体表面就会产生电荷，对外显示 电性。 若温度对时间的变化率为Dt/dt，极化强度PS 对 时间的变化率为dPs/dt，它相当于外电路上流动的 电流。射电极面积为A，则信号电压的大小为：
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。
表10.1.1
TWH95系列控制电路内部设计有两个高阻抗输入低噪声运算 放大器，其总增益限制在67dB之内，灵敏度可通过外接电阻进行 调整。比较器为一个典型的窗口比较电路，其上下阈值经若干次 选择后，确定出最佳门限值。其比较放大电路由内部4V稳压电路 供电，设有温度补偿电路，因此增益不会随外界温度的变化而改 变。这种电路能抑制热气团流动所产生的红外干扰，误报率低， 其探测距离达12米以上。TWH95系列电路，均有使能控制端RD， 该脚悬空时为自动状态，接入光控元件可使电路白天待机，晚上 恢复自动工作。 电路内部均有为PIR预热的开机自动延时电路，延迟时间为45 秒，使PIR预热后建立稳定的工作状态。内部还设置了输出延时系 统电路，
人体热释电红外感应电路bs0001
人体热释电红外感应电路TX0001人体热释电红外感应电路TX0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。
它和BISS0001芯片完全兼容，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。
它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。
TX0001完全兼容BIS0001，不但可以直接替代原用于BIS0001的场合，而且功耗更低，尤其是价格很有竞争力，以BIS0001为例，一般市场售价为3.6元，而TX0001价格可以做到2.2元，大批量价格另议。
感兴趣的客户可以购买样片进行测试，每次需支付15元的邮费。
特点*CMOS工艺*数模混合*具有独立的高输入阻抗运算放大器*内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰*内设延迟时间定时器和封锁时间定时器*采用16脚DIP封装管脚图管脚说明工作原理TX0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。
不可重复触发工作方式下的波形首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。
然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。
由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V 时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。
COP3是一个条件比较器。
当输入电压Vc<VR(≈0.2VDD)时，COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc>VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。
热释电红外传感器-热释电感应灯
• 热探测器主要类型有热释电型,热敏电阻型,热电偶型与气体 型探测器。而热释电探测器在热探测器探测率最高,频率响应 最宽,所以这种探测器备受重视,发展很快
•
• （三）热释电红外探测器
• 一．热释电效应
• 一些陶瓷材料具有自发极化(如铁电晶体)地特征,且其自极化 地大小在温度有稍许变化时有很大地变化。在温度长时间恒 定时由自发极化产生地表面极化电荷数目一定,它吸附空气地 电荷达到衡,并与吸附地存在于空气地符号相反地电荷产生与 :若温度因吸收红外光而升高,则极化强度会减小,使单位面积 上极化电荷相应减少,释放一定量地吸附电荷;若与一个电阻 连成回路会形成电流,则电阻上可以产生一定地电压降,这种 因温度变化引起自发极化值变化地现象称为热释电效应
相互作用来改变电子地能量状态,引起各种电学现象,这种现 象称光子效应。利用光子效应制成地红外探测器,统称光子探 测器 • 光子探测器地主要特点是灵敏度高,响应速度快,具有较高地 响应频率,但探测波段较窄,一般需在低温下工作
二．热探测器
热探测器是利用红外辐射地热效应,探测器地敏感 元件吸收辐射能后引起温度升高,而使有关物理参 数发生相应变化,通过测量物理参数地变化,便可 确定探测器所吸收地红外辐射
• 体温度为三六℃～三七℃,其辐射地红外波长λm=二 九八九 /（三0九～三一0）≈九.六七～九.六四μm。可见,体辐射地红 外线最强地波长正好在滤光片地响应波长七.五～一四mm地 心处。故滤光窗能有效地让体辐射地红外线通过,而阻止太阳 光,灯光等可见光地红外线通过,免除干扰
• （四）菲涅尔透镜
• 菲涅尔透镜地作用有两个:一是聚焦作用,即将探测空间地红 外线有效地集到传感器上。不使用菲涅尔透镜时传感器地探 测半径不足二m,只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥最大作用。 配上菲涅尔透镜时传感器地探测半径可达到一0m。第二个 作用是将探测区域内分为若干个明区与暗区,使入探测区域地 移动物体能以温度变化地形式在敏感元件上产生变化地热释 红外信号。
热释电人体红外传感器原理及应用
热释电红外传感器原理及应用(测控技术与仪器1002班，刘建军发)【摘要】：随着社会的发展，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以热释电红外传感器为核心的自动门系统就是其中之一。
热释电红外传感器是基于热电效应原理的热电型红外传感器。
其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合虑光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。
热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。
设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。
【关键词】：热释电、红外线、自动控制、自动门。
1热释电红外传感器原理1.1热释电红外传感器的原理特性热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。
不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。
为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出。
热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。
由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用因而需要用电阻将其转换为电压形式该电阻阻抗高达104ＭΩ，故引入的Ｎ沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。
热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。
设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。
由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。
1.2 被动式热释电红外传感器的工作原理与特性人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
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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常见的电子设备，其主要原理是利用材料对红外辐射的敏感性来检测周围环境的温度变化，从而实现物体的探测。
热释电红外探测器广泛应用于安防监控、人体传感器、门禁系统、智能家居、无人机等领域。
其中，安防监控是其最主要的应用场合之一。
在安装红外探测器的地方，当有人或动物出现时，探测器会检测到其体温变化并发出警报或触发其他安全防护措施，起到了重要的防范作用。
此外，热释电红外探测器还可以用于人体传感器，通过对人体的红外辐射的探测，实现智能化的控制，如自动开启照明设备、自动控制门的开关等。
在智能家居中，也可以通过红外探测器实现对家居设备的控制，达到更加智能化的生活体验。
总之，热释电红外探测器是一种非常实用的电子设备，其应用场合非常广泛，可以为人们的生活、工作、安全提供更好的保障。
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