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热电转换第一利器---热释电红外传感器PIR概述

信息来源: http://ggbsw.combbin体育  时间:2017/2/8 8:50:59 

    热释电红外传感器的英文为:PyroelectricInfraredsensors,简称为PIR。

    热释电红外传感器利用热释电效应,检测人或动物,或其它物体发射的红外线热辐射信号,并输出相应的电信号。

    利用热释电效应探测红外辐射的设想,早在1938年就已有人提出。但当时并未受到重视。直到六十年代,随着激光、红外技术的迅速发展,对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用,才逐渐普及。

    热释电红外探测器的主要元器件,就是热释电红外传感器。它是利用热释电效应来检测受光面的温度升高值,从而得到红外光的辐射强度。

    热释电红外传感器工作在红外波段内,能检测波长在8微米-14微米的红外线热辐射,并将红外辐射的热能转换成电信号输出。

    热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶,其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成,其极化强度随温度的变化而变化。

    制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料。它的探测波长范围为0.2~20μm。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度,可在传感器的窗口上加装一块滤波片。这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外,还能滤除灯光、阳光和其它红外辐射的干扰。

    根据热释电效应的原理,热释电红外传感器接受红外光线的照射,会产生热量,从而产生电压输出。从原理上看这个过程应与红外波长无关。但由热释电材料制作的传感器一般都有一个用滤波片做成的透光窗口,而透光窗口的选择是与波长有关的。

    热释电红外传感器,能以非接触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号。同时,它还能识别出运动的生物与其它非生物,只要其温度高于绝对温度即可。

    由于自然界中几乎所有物体的温度都是高于绝对温度的,所以自然界中的绝大多数物体的红外辐射,都在热释电红外传感器的检测范围之内。因此,热释电红外传感器堪称是热电转换的第一利器,这是毋庸置疑的。

    热释电红外传感器已广泛用于防盗报警、自动控制、接近开关、遥测、红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测等领域。在交通和汽车电子方面的应用也在逐渐普及。


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