【正文】 由于紅外線是不見光，有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，此外，在電子防盜、人體探測等領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn) 定等特點 ，從而 保護了我們家庭以及財務(wù)的安全。價格高昂 ,一般人們難以接受。因此，越來越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂。然而一些不法分子也 是越來越多。 十、 心得體會 這次的課題設(shè)計讓我體會很深 近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，電子電器的飛速發(fā)展 .人民的生活水平有了很大提高。被動紅外探測器的調(diào)試一般是步測，就是調(diào)試人員在警戒區(qū)內(nèi)走 S 型的線路來感知警戒范圍的長度寬度等來測試整個報警系統(tǒng)是否達到要求。 6. 合理的選型 被動紅外探測器具有多種型號，從室內(nèi)到室外，從有線到無線，從單紅外到三紅外，從壁掛式到吸頂式的都有，那么所要安裝的探測器必須要考慮防范空間的大 小，周邊的環(huán)境，出入口的特性等實際狀況。 5. 合理的位置 應(yīng)盡量探測范圍內(nèi)不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物；在同一個空間最好不要安裝兩個無線紅外探測器，以避免發(fā)生因同時觸發(fā)而干擾的現(xiàn)象；紅外探測器應(yīng)與室內(nèi)的行走線呈一定的角度，探測器對于徑向移動反應(yīng)最不敏感，而對于切向 (即與半徑垂直的方向 )移動則最為敏感。 3. 不宜正對冷熱通風(fēng)口或冷熱源 被動紅外探測器感應(yīng)作用是與溫度的變化具有密切的關(guān)系，冷熱通風(fēng)口和冷熱源均有可能引起探測器的誤報，對有些低性能的探測器，有時通過門窗的空氣對流也會造成誤報。 1. 根據(jù)說明書確定安裝高度 探測器的安裝高度不是隨意的，會直接影響到探測器的靈敏度和防小動物的效果，一般壁掛型紅外探測器安裝高度為 米處。 TU470uFC 1 047uC90 .1 uC 1 1 D+ 1 2 圖 5 八、 紅外線探測報警器的總體設(shè)計 （一）紅外線探測報警器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 紅外探測報警電路 814321I C 2 AL M 3 5 8 847562I C 2 BL M 3 5 8VD11 N 4 0 0 1VD21 N 4 0 0 1VD31 N 4 0 0 11MR2100KR6100KR5300KR810KR74 .7 KR41KR3100KR 1 20 .0 1 u FC447uFC22 2 u F / 1 6 VC52 2 u F / 1 6 VC347KR14 7 u F / 1 6 VC14 7 u F / 1 6 VC62 2 0 u F / 1 6 VC7100KR910KR 1 010KR 1 1100KR 1 3470KR 1 4100KR 1 5300KR 1 62 .4 KR 1 8BL220R 1 910KR 1 7560KR 2 04 7 u F / 1 6 VC8VD41 N 4 0 0 123418I C 4 AL M 3 9 3IN32OUT1GNDI C 3 + 1 2D1S2E3*Q 7 4I C 1V T 19014V T 38050+6V T 2 圖 6 （二）紅外線探測報警器系統(tǒng)的優(yōu)缺點 優(yōu)點 ：本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好，價格低廉 缺點： 容易受各種熱源、陽光源干擾；被動紅外穿透力差，人體 的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測器接收；易受射頻輻射的干擾；環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。本裝置交直流兩用，自動無間斷轉(zhuǎn)換。 （五）、開機延時電路 47u/ 16vC8560KR 20V T 38050VD4I N 4001 圖 4 如圖 4，由 VT R C8 組成開機延時電路，時間也約為 1 分鐘，它的設(shè)置主要是防止使用者開機后立即報警，好讓使用者有足夠的時間離開監(jiān)視現(xiàn)場，同時可防止停電后又來電時產(chǎn)生誤報。人體的紅外線信號消失后， IC2B 的 ⑦腳又恢復(fù)高電平輸出，此時 VD2 截止。 （四）、報警延時電路 VD21N 40 0147 uF / 16 VC6100KR 13470KR 14100KR 15300KR 16318421I C 4AL M 39 3 圖 3 如圖 3， IC4A LM393 為報警延時電路， R14 和 C6 組成延時電路，其時間約為 1 分鐘。 （二）、信號放大電路 100KR6100KR5300KR810KR74 .7 KR41KR30 .0 1 u FC447uFC22 2 u F / 1 6 VC3V T 19014814321I C 2 AL M 3 5 84 7 u / 1 6 vC11MR2 圖 1 信號放大電路如圖 1， VT1 和運算放大器 LM358 等組成放大電路，由 IC1的②腳輸出微弱的電信號，經(jīng)三極管 VT1 等組成第一級放大電路放大，再通過 C2 輸入到運算放大器 ICA 中進行高增益、低噪聲放大，此時由 IC2A①腳輸出的信號已足夠強，輸入電壓比較電路。一般人體都有恒定的體溫，一般在 37 度，所以會發(fā)出特定波長 10UM 左右的紅外線。 IB 為運算放大器偏置電流設(shè)置段，經(jīng)由 1M 左右的 RB 接 VSS 端， OUT OUT2 為第一、二級運算放大器輸出端， 1N+、 2N+為第一、二級運算放大器反相輸入端， 1N+為第一級運算放大器同相輸入端。引腳 RC RR2 為觸發(fā)封鎖時間 T1 的調(diào)節(jié)端， VSS 為電源負端，一般接0V， VREF 為參考電壓及復(fù)位輸入端，一般接 VDD，接“ 0”時可使定時器 復(fù)位。各管引腳說明如下：引腳 A 為可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端，當(dāng) A 為“ 1”時，允許重復(fù)觸發(fā)，反之，不可重復(fù)觸發(fā)。 BISS0001 集成電路目前有 和 兩種封裝形式。 （二） BISS0001 BISS0001 是 CMOS 數(shù)據(jù)混合結(jié)構(gòu)的專用集成電路，是目前應(yīng)用最廣泛的熱釋電紅外傳感器信號處理集成電路之一，具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，可以與多種傳感器匹配，進行紅外信號預(yù)處理。其內(nèi)部由敏感元件、場效應(yīng)管、高阻電阻、濾光片等組成，并向殼內(nèi)沖入氮氣封裝起 來。 使用熱釋電紅外傳感器制成的報警器與當(dāng)前市場上銷售的許多防盜報警器相比，具有不需要用紅外線或電池波等發(fā)射源；靈敏度高、控制范圍大；隱蔽性好，可流動安裝等優(yōu)點。 人體輻射的紅外線中心波長為 9~10um，而探測元件的波長靈敏度在~20um 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定 不變。 [6] 菲涅耳透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個交替變化的“盲區(qū)”和“高敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。 主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，汝鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm 的探測元件。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷 ΔQ 會跟空氣中的離子所結(jié)合而消失，當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時， ΔT=0 ，傳感器無輸出。 熱電組件 將高熱電材料制成一定厚度的薄片 ,并在它的兩面鍍上金屬電極 ,然后加電對其進行極化 ,這樣便制成了熱釋電探測元 ?由于加電極化的電壓是有極性的 ,因此極化后的探測元也是有正 ?負極性的 ? 內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰 ?硫酸三甘鐵等 ,其極化強度隨溫度的變化而變化 ?為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾可以在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式 , 以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。 濾光片 人體輻射的紅外線中心波長為 9~10um，而探測組件的波長靈敏度在~20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。 結(jié)構(gòu)圖 熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路見圖 2所示。它由陶瓷氧化物或壓電晶體組件組成，組件兩個表面做成電極，當(dāng)傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有 ΔT 的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上會產(chǎn)生電荷 ΔQ ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電 壓 ΔV 。光導(dǎo)電型的組件材料有 PbS、 PbSe、 Hg、 Cd、 Te等，它是利用紅外線照射時阻抗減少的特點來獲取檢測信號的；而光 電動勢型是在 Ge、 IrSb等半導(dǎo)體基片上形成 PN結(jié)，當(dāng)紅外線照射時產(chǎn)生光電動勢， Ge的禁帶寬度為 ，Ge二極管對 和 的紅外光較敏感，當(dāng)入射紅外光的波長在~ 時，在 PN結(jié)上形成的電動勢隨入射光量的增大而增大，從而經(jīng)放大可輸出探測電信號。每個入射光子產(chǎn)生的能量 E=hc/λ=1124λ 式中， h—— 普朗克常數(shù)， h=10 15(evs)=10 34(JS) c—— 光速， c=31010cm/s 1μm 紅外光的能量為 ， 10μm 紅外光的能量為 ，與可見光相比，紅外線光的能量較小。如以 SiO2為窗材的傳感器，它可以透過幾乎全部的可見光，而有的窗材只能通過 4μm 附近波長的光，有的能透過 波長的光，有的能透過 8μm~14μm 波長的光，所以使用不同的窗材就可確認是哪個波長的光產(chǎn)生的熱。 熱釋電紅外線傳感器因紅外光線的照射與遮擋得到或失去熱量，從而產(chǎn)生電壓輸出。 能產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)的晶體稱之為熱釋電體或熱釋電組件，其常