熱釋電紅外自動節(jié)能燈設計課程設計(編輯修改稿)
2025-07-12 22:18 本頁面
【文章內容簡介】 分項目 平時成績 論文 答辯 綜合成績 權 重 30 40 30 單項成績 指導教師評語： 指導教師 （簽名） ： 年 月 日 注： 本表是學生課程設計（ 論文）成績評定的依據(jù)，裝訂在設計說明書（或論文）的“任務書”頁 表中的“評分項目”及“權重”根據(jù)各系的考核細則和評分標準確定 。 第一章 緒論 人體感應模塊是根據(jù)人體能夠發(fā)出紅外線這一機能而設計出來的一種新型產品，它由紅外感應器（ PIR）和兩級放大電路組成，如圖1 所示。其中被動式紅外目標探測頭（ PIR）是人體感應模塊的核心部件，其表面有一個用 PE塑料電鑄而成的菲涅爾鏡片，能夠將感應范圍內的紅外光譜收集到 探測頭。當感應到人體時， PIR 探測頭透過鏡片聚焦的紅外光譜轉換成電信號，送到 IC1 第 10 腳進行放大，調節(jié) WI，可改變感應距離。 IC1 內部將此信號進行比較處理，濾除噪聲干擾，送入 IC2 第 1 腳進行真?zhèn)涡盘栬b別、刪除雜波干擾信號，將人體信號放大值輸出到第 11 腳，調節(jié) W2，可改變感應時間，適應生產需要。 第二 章 總體原理 紅外線 紅外線是一種電磁波 ,在電磁波譜中的位置是處于紅外端 ,波長范圍大致是 —1000um。紅外線與可見光、紫外線、Ｘ射線、 γ 射線及 無線電波一起 ,構成了無限連續(xù)的電磁波。 理論分析和實驗研究表明 ,不僅陽光中有紅外線 ,而且任何物體 ,只要溫度高于絕對零度 ,就在不停地輻射紅外線。因此 ,紅外線普遍 存在于自然界中。我們人體也是一個紅外輻射源，它與室內其它背景物體不但在紅外輻射能量方面有所不同，而且各自輻射的紅外線的峰值波長也不相同，人體輻射的紅外峰值波長約在 10um 處 . 紅外人體感應帶繼電器控 制的控制板 任何發(fā)熱體都會產生紅外線， 輻射的紅外線波長跟物體溫度有關。表面溫 度越 高 , 輻射 能量 越強 。最 強波長 和溫 度的 關系 滿足λm*T=2989（ ）人體的正常體溫為 36~。 C ，其輻射的最強的紅外線的波長為 ~，中心波長為 。 紅外傳感器 PIR 紅外傳感器（又稱紅外熱釋電傳感器），這種材料具有熱釋電效應。所謂熱釋電效應是指該種材料中自發(fā)極化的強度隨溫度的變化而變化的效應。電介質在外加電場的作用下會產生電極化的現(xiàn)象，即會使電介質的一個表面帶有正電荷，而另一個表面帶有負電荷。對于熱釋電材料來說，在外加電壓去掉后，仍可自行保持著這種電極化狀態(tài)的現(xiàn)象就稱為是 “自發(fā)極化 ”現(xiàn)象。這種自發(fā)極化的強度與溫度有關。溫度升高，極化強度降低，即單位面積上的電荷減少。用熱釋電材料制成厚度極薄的片，并使之形成自發(fā)極化。當它受到紅外輻射源的照射時，薄片的溫度將升高，極化 強度減弱，表面電荷將減少。通常將釋放掉的這部分電荷就稱為熱釋電電荷。由于熱釋電電荷的多少可以反映出材料溫度的變化，所以由熱釋電電荷經電路所轉變成的輸出電壓也同樣可以反映材料溫度的變化，從而探測出紅外輻射能量的變化。 紅外傳感器的光學系統(tǒng)可以將來自多個方向的紅外輻射能量經反射或特殊的透鏡透射后全都集中在紅外傳器上。這樣，紅外探測器就可以探測到某一個立體防范空間內輻射的變化。當防范區(qū)域內沒有移動的人體等目標時，由于所有的背景物體在室溫下紅外輻射的能量比較小，而且基本上是穩(wěn)定的，所以不能觸發(fā)攝像頭，即攝像頭不工作 。當有人體在探測區(qū)域內走動時，就會造成紅外熱輻射能量的變化。紅外傳感器將接收到的活動人體與背景物體之間的紅外熱輻射能量的變化轉換為相應的電信號，經適當?shù)奶幚砗?，送至攝像頭，進而拍攝圖像。 PIR 紅外傳感器的探測波長范圍是 8—14um，由于人體的紅外輻射波長正好在此探測波長范圍之內，因此能較 好地探測到活動的人體。
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