錢雨曄

摘要：熱釋電紅外傳感器是一種以非接觸的形式感應(yīng)紅外輻射并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件，由于其可較好的完成對(duì)電磁場、燈光等干擾的抵抗，且具有功耗小、成本低、隱蔽性好、靈敏度高等特點(diǎn)，因此特別適合于開發(fā)制作各種形式的人體感應(yīng)開關(guān)，如自動(dòng)感應(yīng)門、感應(yīng)水龍頭開關(guān)等。

關(guān)鍵詞：熱釋電紅外傳感器；電壓比較；單穩(wěn)態(tài)

熱釋電紅外傳感器主要由傳感器探測元、菲涅爾透鏡、干涉濾光片、場效應(yīng)管匹配器和濾光窗等幾部分組成。其中傳感器探測元由一種高熱電材料制成，在每個(gè)探測器內(nèi)裝有兩個(gè)反極性串聯(lián)的探測元，以抑制高溫產(chǎn)生的干擾。菲涅爾透鏡一般裝于探測器前方，用于提高探測器的靈敏度。場效應(yīng)管主要用于完成阻抗變換。熱釋紅外傳感器的結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

1 電路組成

電路主要由熱釋電紅外傳感器、信號(hào)放大、電壓比較、延時(shí)電路、繼電器控制電路及電源組成。VT1、IC2A 組成放大電路、IC2B組成電壓比較器、555時(shí)基電路和外圍元件組成單穩(wěn)態(tài)電路。圖2為電路原理圖。

2 原理分析

當(dāng)人體進(jìn)入檢測范圍內(nèi)，人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋紅外傳感器的探測元上，熱釋電紅外傳感器PIR檢測到信號(hào)后，由C1耦合，經(jīng)VT1進(jìn)行放大，再由C2耦合經(jīng)IC2A放大后，送電壓比較器IC2B ，當(dāng)比較器IC2B的5腳電壓大于6腳電壓時(shí)，7腳輸出高電平，使得VT2導(dǎo)通，IC3的2腳變?yōu)榈碗娖剑琁C3的3腳輸出高電平使VT3導(dǎo)通，繼電器吸合，并控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。開關(guān)的延時(shí)時(shí)間由C5、RP2決定，一般可設(shè)計(jì)定60S左右，調(diào)節(jié)RP2可控制延時(shí)時(shí)間。

3 制作與調(diào)試

熱釋電紅外傳感器選用深圳晶創(chuàng)和立科技有限公司KP500B，主要參數(shù)如下：

窗口尺寸：4×3mm

基片厚度：0.5mm

工作波長：514μm

靈敏度：>3300V/W

探測率：（D*）1.5×10^8 cmHz^1/2/W

噪聲 <200mV （mVpp） （25℃） 工作電壓：2.215V

IC1選用LM7805CV、IC2選用LM358、IC3選用NE555P、VT1～VT3選用8050。用PROTEL 軟件制作好印刷電路板圖，用雕刻機(jī)制作好PCB板，進(jìn)行安裝并通電調(diào)試。

用手靠近熱釋電傳感器PIR時(shí)LED1亮，同時(shí)能聽到繼電器的吸合聲。手離開遠(yuǎn)紅外傳感器PIR時(shí)，LED1延時(shí)亮一段時(shí)間后燈滅，同時(shí)繼電器也延時(shí)相應(yīng)的時(shí)間后聽到釋放聲，說明延時(shí)電路工作正常。調(diào)節(jié)RP1可提高電路的靈敏度。

4 結(jié)語

傳感器技術(shù)是測量技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)、光學(xué)和材料科學(xué)等眾多交叉學(xué)科的綜合型前沿高新技術(shù)，是自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制技術(shù)不可缺少的重要組成部分。傳感器巳滲透到工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境探測等智能化生產(chǎn)領(lǐng)域。熱釋電紅外傳感器廣泛用于防盜報(bào)警裝置、自動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。

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