熱釋電紅外感測器

簡介

主要是由一種高熱電係數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等製成尺寸為2*1mm的探測元件。在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，並將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由於自身溫度升高而產生的干擾。由探測元件將探測並接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經裝在探頭內的場效應管放大後向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑膠製成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，製成一種具有特殊光學系統的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大70分貝以上，這樣就可以測出20米範圍內人的行動。

菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學原理，在探測器前方產生一個交替變化的“盲區”和“高靈敏區”，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發出的紅外線就不斷地交替從“盲區”進入“高靈敏區”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈衝形式輸入，從而強化其能量幅度。

人體輻射的紅外線中心波長為9~10--um，而探測元件的波長靈敏度在0.2~20--um範圍內幾乎穩定不變。在感測器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的視窗，這個濾光片可通過光的波長範圍為7~10--um，正好適合於人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線感測器。

結構

由於加電極化的電壓是有極性的，因此極化後的探測元也是有正、負極性的。該感測器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內部相互抵消的原理來使感測器得到補償。對於輻射至感測器的紅外輻射，熱釋電感測器通過安裝在感測器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦後加至兩個探測元上，從而使感測器輸出電壓信號。製造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長範圍為0.2-20um。為了對某一波長範圍的紅外輻射有較高的敏度，該感測器在視窗上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長範圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。