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被動(dòng)紅外探測(cè)器的工作原理

姚小熊27 ? 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 2019-12-06 11:16 ? 次閱讀
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被動(dòng)紅外探測(cè)器工作原理

被動(dòng)紅外探測(cè)器:PIR(Passive infrared detectors)采用被動(dòng)紅外方式,已達(dá)到安保報(bào)警功能的探測(cè)器。被動(dòng)式紅外探測(cè)器主要由光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電傳感器(或稱為紅外傳感器)及報(bào)警控制器等部分組成。探測(cè)器本身不發(fā)射任何能量而只被動(dòng)接收、探測(cè)來(lái)自環(huán)境的紅外輻射。一旦有人體紅外線輻射進(jìn)來(lái),經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦就使熱釋電器件產(chǎn)生突變電信號(hào),而發(fā)出警報(bào)。

被動(dòng)紅外探測(cè)器的核心組件是熱釋電傳感器,其主體是薄膜鐵電材料,該材料在外加電場(chǎng)的作用下極化,當(dāng)撤去外加電場(chǎng)時(shí),仍保持極化狀態(tài),稱為自發(fā)極化。自發(fā)極化強(qiáng)度與溫度有居里點(diǎn)溫度。在居里點(diǎn)溫度下,根據(jù)極化強(qiáng)度與溫度的關(guān)系制造成熱釋電傳感器。當(dāng)一定強(qiáng)度的紅外輻射到已極化的鐵電材料上時(shí),引起薄皮溫度上升、極化強(qiáng)度降低,表面極化電荷減少,這部分電荷經(jīng)放大器轉(zhuǎn)變成輸出電壓。如果相同強(qiáng)度的輻射繼續(xù)照射,鐵電材料溫度穩(wěn)定在某一點(diǎn)上,不再釋放電荷,即沒(méi)有電壓輸出。由于熱釋電傳感器只在溫度升降過(guò)程中才有電壓信號(hào)輸出,所以被動(dòng)紅外探測(cè)器的光學(xué)系統(tǒng)不僅要有匯聚紅外輻射的能力,還應(yīng)讓匯聚在熱釋電傳感器上輻射的熱量有升降變化,以保證被動(dòng)紅外探測(cè)器在有人入侵時(shí)有電壓信號(hào)輸出。在數(shù)字化被動(dòng)紅外探測(cè)器中,熱釋電傳感器輸出的微弱電信號(hào)直接輸入到一個(gè)功能強(qiáng)大的微處理器上,所有信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大、濾波等都在一個(gè)處理芯片內(nèi)進(jìn)行,從而提高了被動(dòng)紅外探測(cè)器的可靠性 。

被動(dòng)紅外探測(cè)器誤報(bào)原因分析及解決方法

在自然界,任何高于絕對(duì)溫度(-273度)的物體都將產(chǎn)生紅外光譜,在被動(dòng)紅外的警戒區(qū)內(nèi),當(dāng)無(wú)物體移動(dòng)時(shí),熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到的只是背景溫度,當(dāng)移動(dòng)物體進(jìn)入警戒區(qū),通過(guò)菲涅爾透鏡,熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到的是移動(dòng)物體溫度與背景溫度的差異,將紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。被動(dòng)紅外探測(cè)器它本身沒(méi)有紅外光譜的發(fā)射。

一、被動(dòng)紅外探測(cè)器原理

在自然界,任何高于絕對(duì)溫度(-273度)的物體都將產(chǎn)生紅外光譜,在被動(dòng)紅外的警戒區(qū)內(nèi),當(dāng)無(wú)物體移動(dòng)時(shí),熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到的只是背景溫度,當(dāng)移動(dòng)物體進(jìn)入警戒區(qū),通過(guò)菲涅爾透鏡,熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到的是移動(dòng)物體溫度與背景溫度的差異,將紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。被動(dòng)紅外探測(cè)器它本身沒(méi)有紅外光譜的發(fā)射。

二、設(shè)備故障引起的誤報(bào)警

1、損壞性故障。包括性能全部失效和突然失效。這類故障通常是由元器件的損壞或生產(chǎn)工藝不良(如虛焊、假焊等)造成。

2、漂移性故障。是指元器件的參數(shù)和電源電壓的漂移過(guò)大所造成的故障。例如:溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電阻阻值的變化,此時(shí)設(shè)備表現(xiàn)為時(shí)好時(shí)壞。

三、環(huán)境變化引起的誤報(bào)警

1、設(shè)備安裝不牢固經(jīng)常移動(dòng)引起誤報(bào)警;

2、對(duì)著空調(diào)和換氣扇溫度變化引起誤報(bào)警;

3、防范區(qū)域門(mén)或窗未關(guān)閉,有人或動(dòng)物經(jīng)過(guò)引起誤報(bào)警;

4、室內(nèi)外溫差較大時(shí),風(fēng)吹動(dòng)布簾引起誤報(bào)警;

5、多個(gè)探測(cè)器同時(shí)發(fā)射信號(hào),可造成漏報(bào)或干擾(僅指無(wú)線型);

6、報(bào)警系統(tǒng)對(duì)碼誤對(duì)其它無(wú)線紅外探測(cè)器引起誤報(bào)警。時(shí)設(shè)備表現(xiàn)為時(shí)好時(shí)壞(僅指無(wú)線型)。

四、解決方法

1、按照說(shuō)明書(shū)的安裝要求安裝紅外探測(cè)器;

2、避開(kāi)溫差和空氣對(duì)流較強(qiáng)的區(qū)域;

3、防范區(qū)域的門(mén)窗關(guān)閉,注意探測(cè)器正常開(kāi)啟;

4、將門(mén)窗封閉或束縛窗簾;

5、減少防范區(qū)域交叉探測(cè)范圍,避免同時(shí)發(fā)射報(bào)警信號(hào);

6、對(duì)碼時(shí)快速準(zhǔn)確,防止誤錄信息。

五、低誤報(bào)的保障

1、“0”誤報(bào)產(chǎn)品的誤導(dǎo)。要相信凡是以PIR作為探測(cè)傳感器的產(chǎn)品,目前還沒(méi)有絕對(duì)的“0”誤報(bào)產(chǎn)品的,只能靠不斷的技術(shù)優(yōu)化來(lái)降低誤報(bào)頻率和次數(shù)。原因是紅外探測(cè)器只是對(duì)特定環(huán)境和特定條件按探測(cè)器微處理器內(nèi)事先設(shè)置好的程式進(jìn)行判別。探測(cè)的靈敏度是受環(huán)境和條件變化改變的,控制環(huán)境的變化是減少誤報(bào)的關(guān)鍵。

2、CCC認(rèn)證。合格產(chǎn)品CCC強(qiáng)制認(rèn)證是必須的,還要選用優(yōu)質(zhì)的電子元件,嚴(yán)格的質(zhì)量體系維護(hù),可信質(zhì)量承諾和完善售后服務(wù)。

3、多技術(shù)組合判別提高探測(cè)器的可靠性,現(xiàn)行的產(chǎn)品有:被動(dòng)紅外探測(cè)器,微波+被動(dòng)紅外雙鑒探測(cè)器、聲控+振動(dòng)玻璃破碎雙鑒探測(cè)器、超聲波+被動(dòng)紅外雙鑒探測(cè)器等。

4、特殊情況。有些環(huán)境噪擾雙鑒探測(cè)器卻無(wú)能為力,例如:老鼠在防范區(qū)出沒(méi);寵物在居室內(nèi)走動(dòng)等。為此,科技人員又將微處理技術(shù)引進(jìn)報(bào)警系統(tǒng),使其具備一定的鑒別和邏輯判別能力,能在一定程度上判斷是入侵者還是環(huán)境噪擾引起的報(bào)警。

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