红外对射原理

红外线对射传感器

如图2-5为红外线对射传感器功能演示图

图2-5 红外线对射传感器功能演示图

(1)红外线对射传感器工作原理

红外线对射传感器包括红外线脉冲发射器和红外线脉冲接收﹑解码器并将发射头和接收头装配在一个金属机座上。

如图2-6所示为红外线对射传感器发射电路。发射器电路是由具有4个2输入的与非门CD4011组成的多谐振荡器，其振荡频率取决于W1﹑C1,图5所示参数对应的频率为1～15KHz,三极管驱动后发出红外光脉冲信号。

1

2

3

1C1A

CD4011

5

6

4

IC1B

CD4011

8

9

10

IC1C

CD4011

12

13

11

IC1D

CD4011

R1 10K

9013

C1

0.01uF

W1

22K

W2

1K

FS 图2-6 红外线对射传感器发射器电路

如图2-7所示为红外线对射传感器接收电路。接收器电路包括红外光－电转换探头﹑放大器﹑译码器及功率开关控制元件等组成。红外接收管JS须与发射管FS配对使用，当红外接收管JS接收到因人体阻挡而反射回的红外脉冲信号后，

并经IC2放大器后加至IC3译码器。IC3译码器是采用锁相环音频译码集成电路LM567，它要求输入信号不小于25mv ，当调节W1使其接收器中心频率与发射器的高频频率步调一致时，LM567的输出端⑧脚将产生一低电平跃变信号。LM567的中心频率为

047

11.1f R C ﹙2-1﹚

如图2-7所示参数对应的频率约为1～12KHz 。当红外线对射传感器检测到有入侵信号时，发射器接收到人体阻挡而反射回的红外脉冲信号然后经信号放大后LM567的输出端⑧脚将产生一低电平跃变信号，此时报警电路立即响起语音报警声。

图2-7 红外线对射传感器接收电路

(2) 红外线对射传感器的滤波环节

由于红外线对射传感器一般都工作在室外，为了防止室外自然光或太阳光、汽车灯光的干扰，或防止入侵者以红外光源干扰，每个生产厂家对自己的红外发射源都会加以调制，以不同的调制频率工作，同时在接收端加以解调，只接收该频率段的红外光源，从而防止干扰和恶意入侵。此外，红外对射探头要选择合适的响应时间，太短容易引起不必要的干扰，如小鸟飞过，小动物穿过等；太长会发生漏报。通常以10米/秒的速度来确定最短遮光时间。若人的宽度为20厘米，则最短遮断时间为20毫秒。大于20毫秒报警，小于20毫秒不报警。

为了增加红外发射管的寿命，一般红外发射管工作在开关状态，而开关频率

可以由用户自己调节。一般的开关频率按照传感器的工作位置特性，参照该工作位置入侵者可能的最大入侵速度而定，如假设安装在墙头，则考虑到入侵者爬行的速度最大为0.5m/s，设定开关时间为20Hz。一般红外线对射传感器都会有四段开关频率（或称为遮断时间）以供用户选择。

为了增加抗衰减能力，一般红外线对射传感器都会有放大电路，即自动增益调节回路（AGC），在室外条件比较恶劣的情况下增加接收端的放大系数，以适应如大雨、浓雾，大雪等较恶劣的天气，特别是南方的大雾天气，有过安装经验的用户都知道，往往传感器误报都发生在此。

(3) 红外线对射传感器核心技术

值得一提的是，构成红外线对射传感器的最主要的核心技术有三：

①红外发射管：由于红外线对射传感器工作距离一般要求都比较远，所以要求红外发射管的功率都比较大，应该使用大功率的红外发射管。

②外罩：由于红外线对射传感器工作在室外，长期受到太阳光和其他光线如汽车灯光等的直接干扰，容易引起传感器接收端的误动作，所以一般优质红外线对射传感器的外罩都添加能过滤外界红外干扰的物质，以减少漏报现象出现。

③发射、接收端的镜片：镜片起到两个作用,过滤和聚焦。前者继续过滤干扰红外源，后者主要是将发射端的红外发射管发射的红外线聚焦后成平行状发出，以提高红外线的发射距离和发射效率，而接收端的镜片再将发射过来的平行红外源聚焦到接收二极管上采集红外信号。