浅谈热释电红外线传感器RE200B的应用_郑宏

中国高新技术企业浅谈热释电红外线传感器ＲＥ２００Ｂ的应用文／郑宏【摘要】本文介绍红外线技术的发展，以及广泛应用于通讯、医疗、安保、探测等领域，以热释电红外线传感器ＲＥ２００Ｂ为例，介绍其在报警电路中的作用。

【关键词】红外线技术红外线传感器菲涅尔透镜报警电路１引言红外线是一种光线，是太阳光线中众多不可见光线中的一种，具有普通光的性质，可以以光速直线传播。

红外线由德国科学家霍胥尔于１８００年发现，又称为红外热辐射（Ｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎ）。

红外线可分为三部分，即近红外线，波长为０．７５～１．５０μｍ之间；中红外线，波长为１．５０～６．０μｍ之间；远红外线，波长为６．０～ｌ０００μｍ之间。

随着科学技术的发展，红外线越来越广泛的应用于通讯、军事、航天、医疗、考古、天文、探测等科学领域，即使在日常生活和农业生产中也广泛应用到红外技术。

如红外线取暖器、红外自动干手器、红外线报警器、远红外粮食烘干等。

热释电红外线传感器是８０年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。

它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。

将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。

本文以热释电红外线传感器ＲＥ２００Ｂ为例，介绍它在报警电路中的应用。

２电路组成框图该报警器主要由红外传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路、音响报警电路和显示电路等组成，如下图所示：３电路结构组成及原理分析３．１信号接收部分热释红外线传感器ＲＥ２００Ｂ是接收人体发出红外线的核心元件，是整个电路的信号接收部分。

该传感器放在不同的防范区域，一旦有人闯入防范区域，传感器输出感应到的信号，送入下一级电路。

３．２信号放大电路及电压比较电路如图１所示。

第一级主要由元件ＶＴ１、Ｒ２和Ｒ３组成单管共射放大电路。

由ＲＥ２００Ｂ输出的信号由电容Ｃ１耦合送到ＶＴ１的基极。

第二级主要由元件ＩＣ２Ａ、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ８、Ｃ２、Ｃ３和Ｃ４组成高增益、低噪声的同相比例运算放大电路，该电路具有共模输入电压高、输入电阻高、输出电阻低的特点。

电压比较电路主要由元件ＩＣ２Ｂ、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｃ５和ＶＤ１组成。

图１３．３延时电路如图２所示。

报警延时电路主要由元件ＬＭ３９３、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｃ６和ＶＤ２组成。

Ｒ１５和Ｒ１６为ＬＭ３９３提供基准电压。

开机延时电路主要由元件ＶＴ３、Ｒ２０、Ｃ８组成。

由ＶＴ３、Ｒ２０、Ｃ８组成开机延时电路，时间也约为１分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。

３．４显示电路传感器送出的信号一路送入放大电路，另一路送到运算放大器进行放大，由放大器输出的信号经过限流电阻，足以驱动发光二极管发光。

３．５电源部分如图３所示。

２２０Ｖ市电经过变压器输出１２Ｖ交流电压，经桥堆整流，再经Ｃ１０滤波后送入三端稳压器７８１２的１脚，由３脚输出的１２Ｖ直流电压再经Ｃ９滤波得到稳定的电压，只要开关Ｓ闭合，电源就可以为下级电路供电。

由ＶＤ１０、ＶＤ１１和Ｒ２１组成的充电电路是为了防止停电或人为破坏导致电路不工作而设置的。

正常工作时，可充电池不工作，一旦电路断电，充电池工作，为下级电路提供稳定的１２Ｖ直流电压。

图３４核心元件介绍４．１热释红外线传感器ＲＥ２００ＢＲＥ２００Ｂ采用ＴＯ－５封装形式如图４所示，正常工作直流电压３－１０Ｖ；信号输出电压最小值２．５Ｖ，典型值４Ｖ；噪声输出电压最大２５０ｍＶ，典型值９０ｍＶ，频率响应０．３Ｈｚ—３Ｈｚ，增益±１０Ｂｂ。

该传感器探测范围平视角１３８度，仰视角１２５度。

如图５所示。

在传感器前安装菲涅尔透镜可以增大探测范围，增强传感器工作的稳定性。

此传感器工作在７—１４ｕｍ的红外光谱之间。

正常工作周围环境温度范围－３００－－７００，储存温度－４００—８００。

为了防止传感器工作失灵，防止传感器丢失其物理特性，切勿将传感器置于以下情况或环境中：１、在温度快速变化的环境中。

２、在强烈震动的环境中。

３、在浓雾环境或者干扰传感器接收红外线的环境中。

４、在有流动的腐蚀性气体或海风的环境中。

５、暴露在阳光直射的环境中。

（下转１２１页）技术论坛１１９－－中国高新技术企业（上接１１９页）６、暴露在热风或有热源的环境中。

４．２菲涅尔透镜菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。

当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。

５热释电红外线传感器的优缺点优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。

缺点：１、容易受各种热源、光源干扰。

容易受射频辐射的干扰。

２、被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。

３、环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。

６热释电红外线传感器的安装要求热释电红外线传感器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有极大的关系：１、热释电红外线传感器应离地面２．０－２．２米。

２、热释电红外线传感器远离空调，冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方。

３、热释电红外线传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。

４、热释电红外线传感器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。

参考文献［１］刘笃仁．传感器原理及应用技术［Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版社，２００３．［２］吕泉．现代传感器原理及应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００６．［３］张洪润．传感器技术大全［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００７．（作者单位系湛江财贸学校）（上接１１６页）能够提供多大的短路电流十分重要，应由制造厂明确标出。

这一点容易忽略。

规范不推荐熔断器作保护器，但是因为设计合适时熔断器几乎不产生拒动，所以是非常可靠的，我认为还是可以考虑选用。

但熔断器动作后不易恢复送电，须设专用备品以解决。

４、防止过电压。

在适当位置安装过电压吸收设备，可保护ＵＰＳ的安全，输入侧安装，输出侧适当位置也要安装，以防止雷电波从现场的入侵，防雷保护器应有损坏自动隔离功能。

５、防止短路问题。

重要地方如母线应加强绝缘；导体载流量余量大；ＵＰＳ靠近负荷，导线长度不宜太长，且用钢管保护，既保护又防电磁干扰；导线走向避开高温有腐蚀性介质的地方，不埋地安装；线路避免与大电流线路平行敷设。

全部配电线路要做耐压试验，检修后做预防性试验。

这是在设计、安装、运行应注意的。

６、对一级负荷，ＵＰＳ电源来自不同的独立电源点，且最好电源线路的路径也不同，减少外来破坏同时停电。

四、ＵＰＳ系统的监控问题必须具有电子模块的自监功能，在模块出现故障时报警并转入安全状态；配电系统具有接地和短路、跳闸的检测、报警、指示功能；应有接地选线并指示；为了判别故障原因，应有故障录波功能；对铅酸蓄电池的监控尤为重要，因为其故障往往造成电网故障伴随ＵＰＳ故障，且故障率颇高（本人认为最好使用碱性蓄电池，不存在极板故障，关键在于充电电路的性能足够好；有许多电池寿命十多年的实例）。

综上所述，虽然还有许多的方面要我们细致考虑，但如果我们系统地分析整个弱电集成系统供电各个环节，精心设计匹配所有部件，抓住关键，是可以保证足够的整体供电可靠性，而不是受制于某一个设备的可靠性指标。

这正是可靠性分析和应用的本质所在。

（作者单位系广州市黄埔区重点公共项目建设管理中心）持不变，ＣＶＴ稳定工作在设定的转矩和速比下。

当ＣＶＴ进行增速（升档）控制时：作用于主动带轮上的夹紧力增高，主动带轮的带槽变窄、直径扩大；而被动带轮上的夹紧力相应降低，被动带轮的带槽变宽、直径缩小；ＣＶＴ的输出转速增高、扭矩降低。

当ＣＶＴ进行减速（降档）控制时：作用于主动带轮上的夹紧力降低，主动带轮的带槽变宽、直径缩小；而被动带轮上的夹紧力相应增高，被动带轮的带槽变窄、直径扩大；ＣＶＴ的输出转速降低、扭矩增高。

三、ＣＶＴ型自动变速器的工作特点ＣＶＴ型自动变速器采用Ｖ型金属传动带、可无级变速，与有级变速器比较，优点是结构相对简单、体积小、自重轻、速比持续变化范围大、无档位切换时的冲击，还降低了变速器开发和制造成本、批量生产时成本相对要低。

其最大缺陷是输出扭矩较小、控制技术比较复杂、动力损失相对较大。

钢带传输力矩是制约ＣＶＴ发展的重要因素，其工程技术还正在不断发展之中，目前主要用于轻小型车辆。

早期的ＣＶＴ存在影响驾驶乐趣的问题，让驾驶员总觉得车被什么东西拖着，加速过程长且缓慢，而且发动机的输出动力越大这种感觉就越明显。

新型ＣＶＴ制造车厂在编写控制程序时，是根据发动机转速（负荷）、节气门开度、车速、温度等运行参数，测算出最合理的变速比和扭矩比。

当ＣＶＴ工作时，通过传动带夹紧力和速比变化预先控制，将钢带保持在某个固定速比位置，依靠自动离合器或液力变矩器的传矩功能，等待发动机转速的提升；当发动机转速上升到预设的转速后，再对钢带的位置进行改变控制，使驾驶者能获得传统变速箱带来的直接加速感。

ＣＶＴ变速器在材料和电子新制造技术的推动下，再加上其本身的工作特点，决定了ＣＶＴ可以拥有无数个“档位”（概念），因ＣＶＴ在“换档”时仍能保持动力传递，这就保证了“换档”的平稳顺滑。

这样的ＣＶＴ变速器既能够将发动机极限转速保持在最大扭矩处，且能实现发动机始终处于最经济转速工作的功能。

与不同功率的发动机匹配时，几乎只需要更改控制程序，就能够大大提高整车的动力性，使它的优势变得更加明显。

（作者单位系伊犁师范学院职业技术学院）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!技术论坛１２１－－。