為什么說(shuō)人體熱釋電紅外傳感器需要配菲涅爾透鏡？

為什么說(shuō)人體熱釋電紅外傳感器需要配菲涅爾透鏡？

 1.首先，了解熱釋電紅外傳感器的工作原理：

     熱釋電紅外傳感器由一種高熱電系數(shù)的材料,如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測(cè)元件.在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或多個(gè)探測(cè)元件。這些探測(cè)元件以反極性串聯(lián)探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào),經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。通過(guò)芯片放大處理后，輸出電信號(hào)來(lái)進(jìn)行工作。

 2.了解菲涅爾透鏡的原理。

     菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。

 3.菲涅爾透鏡的材料波長(zhǎng)特殊性

     紅外菲涅爾透鏡用聚乙烯塑料片（HDPE）制成，常用顏色為本色半透明、乳白色或黑色，但對(duì)波長(zhǎng)為7-14um左右的紅外線來(lái)說(shuō)卻是透明的，僅供此7-14um范圍內(nèi)紅外光線通過(guò)。人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為9~10um,而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在0.20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變.在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有菲涅爾鏡片的窗口,這個(gè)菲涅兒鏡片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為7~10um,正好適合于人體紅外輻射的探測(cè),而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線由菲涅爾鏡片予以吸收,這樣便形成了一種專(zhuān)門(mén)用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器。

 4.熱釋電紅外傳感器對(duì)工作環(huán)境溫度的敏感應(yīng)性要求

     理論上，熱釋電紅外傳感器工作溫度范圍可以達(dá)到-40^o~+85^o。由于人體熱釋電紅外傳感器對(duì)人體熱量輻射的判斷是通過(guò)人體與環(huán)境溫度的差異來(lái)作為識(shí)別。環(huán)境溫度越靠近人體輻射溫度，傳感器就越容易受到環(huán)境溫度的干擾。當(dāng)環(huán)境溫度跟人體溫度接近或完全相同，此時(shí)傳感器靈敏度最低。如果人體紅外傳感器沒(méi)有配菲涅爾透鏡，非常容易受到外界環(huán)境的光和熱量干擾，會(huì)造成工作不穩(wěn)定或誤觸發(fā)。
      所以，為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離,一般在探測(cè)器的前方安裝一個(gè)菲涅爾透鏡,該透鏡用聚乙烯塑料片（HDPE）制成,將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份,制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡,它和放大電路相配合,可將信號(hào)放大70分貝以上,這樣就可以測(cè)出10~20米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。

      我們常見(jiàn)的紅外傳感系統(tǒng)搭配菲涅爾透鏡的應(yīng)用領(lǐng)域有：人體測(cè)溫系統(tǒng)，紅外感應(yīng)控制系統(tǒng)，智能家居感應(yīng)系統(tǒng)，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)等多種人體紅外感應(yīng)領(lǐng)域。