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        人体红外线感应模块工作原理(图文)

        时间:2019-01-18 14:18:18来源:不详 作者:admin 点击:
        一红外光谱人们肉眼看得见的光线叫可见光可见光的波长为380750nm可见光的波长从短到长依次排序是紫光&rarr;蓝光&rarr;青光&rarr;绿光&rarr;黄光&rarr;橙光

        一红外光谱

        人们肉眼看得见的光线叫可见光可见光的波长为380750nm可见光的波长从短到长依次排序是紫光→蓝光→青光→绿光→黄光→橙光→红光波长比红光更长的光叫做红外光或叫做红外线红外红外光是人们无法用肉眼看见的光线民

        部分光线的波长分布如下

        紫光O.400.43μm蓝光0.430.47μm青光O.470.50μm绿光0.500.56μm黄光0.560.59μm橙光0.590.62μm红光0.620.76μm红外0.761000μm红外光又可以分为

         

        近红外7603000nm中红外300060000rim远红外6000150000nm

        自然界中任何有温度的物体都会辐射红外线只不过辐射的红外线波长不同而已根据实验表明人体辐射的红外线能量波长主要集中在约10000nm左右根据人体红外线波长的这个特性如果用一种探测装置能够探测到人体辐射的红外线而去除不需要的其他光波

        就能实现检测人体活动信息的目的因此就出现了探测人体红外线的传感器产品人体红外线传感器是根据热释电原理制作而成的

        二热释电原理

        人体红外感应传感器是利用热释电效应原理制成的一种传感产品什么是热释电效应呢就是因温度的变化而产生电荷的一种现象

        为清楚?#24471;?#28909;释电效也现像以图示意?#24471;?/p>

        图l是温度变化曲线示意图图2是温度变化引起传感器表面电荷变化状态曲线示意图图3是由传感器表面电荷变化引起的电压变化输出曲线示意图

        图l开始的阶段T在没有红外线照射下热释电红外线传感器的温度没有变化传感器表面的电荷处于中和状态正负电子对等A此时传感器没有输出0图l第二阶段T+T有温度变化时在人体红外线的照射下热释电红外线传感器的温?#28909;?#26524;上升了T那么传感器表面的电荷就如图2B所示的那样发生相应的变化如果温度变化为T其对应的电荷变化就产生V的变化因此传感器输出V随着时间的延长传感器表面就会重新吸附空气中的离子并相互抵消由此而达到如图2c所示的中和状态此时传感器又恢复到没有输出O如图3所示

        当温度下降时温度又回到原来的状态T其自由极化状态如图2D所示由于温度的下降变化件相?#36828;?#35328;过程与温度上升变化相反所以传感器表而的电荷变化与上升时变化过程刚好相反是个反过程

        因此传感器的输出信号就是一V如图3所示同理随着时间的延长传感器的表面又会重新吸附空气中的离子而使传感器的输出信号再次为零

        传感器对人体活动信息的感应全过程输出信号如图3所示从传感器输出图中不难看出传感器对人体活动的一个动作所输出的信号是一个完整的波形在实验?#23567;?#22914;果用放大器把该信号放大再用示波器观察就是一个正脉冲和一个负脉冲也就是说传感器输出感应到的一个移动信号近似于一个完整的l Hz脉冲信号

        三红外线传感器

        在热释电型传感器中以前都是使用一元的传感器由于一元传感器受?#30001;?#20809;等因素的影响比较大应用效果比较差所以现在普遍使用双元传感单元这种传感器有如下优点

        1.具有灵敏度高的特点

        2.两个单元器件反向连接因此同时输入的红外线会相互抵消没有输出由此增加了对外部?#30001;?#20809;环境温度变化以及外部震动影响的稳定性见图5

        由于热释电型红外线传感器的输入阻抗极高非常容易引入噪声

        因此就需要?#28304;?#24863;器进行电磁屏蔽处理因此采用金属封装外壳接地图4图5的脚这样就可?#28304;?#21040;屏蔽杂波噪声的目的

        在自然界中所有物体辐射的热能都与自身的温度成正比物体的温度越高其辐射热能的峰值波长就越短温度在3637的人体辐射出来的热能峰值约在9001000nm的红外线因此完全可以用热释电型红外线传感器检测到人体的有或无

        为了在监测人体有或无的过程中避免太阳光和照明灯光等光线的影响通常对热释电型红外线传感器表面附?#30001;下?#20809;片同时由于人体的移动比较缓慢因此还需要带有高效率能够聚焦的菲涅尔透镜等配件才能满足?#23548;?#30340;使用需要

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