热释电红外传感器
热释电红外传感器工作原理
热释电红外传感器工作原理
热释电红外传感器是一种测量和检测红外辐射的设备，它利用物体发出的红外辐射来探测物体的存在。
其工作原理基于物体的热能状态。
当一个物体的温度高于绝对温度零度时，它会发出红外辐射。
这些红外辐射按照不同的波长和频率发射出去。
热释电红外传感器通过检测这些红外辐射来感知物体的存在。
热释电红外传感器通常由一个红外探测器和一个信号处理单元组成。
红外探测器通常是由热释电材料制成，如锂钽酸锂、锂铌酸锂等。
这些材料能够根据温度的变化而产生电荷。
当物体靠近红外探测器时，物体的红外辐射也会靠近传感器。
这会导致探测器吸收更多的红外辐射，从而使其温度上升。
温度的升高会导致热释电材料中的离子在晶格之间移动，并产生电荷。
这些电荷被收集并转化为电压信号。
信号处理单元会接收并处理来自红外探测器的电压信号。
它会分析信号的幅度和频率，以判断是否存在物体并确定其位置和运动。
通过与预设的阈值进行比较，传感器可以触发适当的响应，如报警、触发摄像头拍摄等。
总之，热释电红外传感器通过测量和分析物体发出的红外辐射来感知其存在。
它的工作原理基于热释电材料的特性，利用物体温度的变化产生电荷，并将其转化为电压信号。
这种传感器可以广泛应用于防盗系统、人体检测、智能家居等领域。
红外热释电传感器的作用
红外热释电传感器的作用嘿，朋友们！今天咱来聊聊红外热释电传感器这个神奇的小玩意儿。
你们知道吗，这红外热释电传感器就像是一个超级敏锐的小侦探！它能感知到人体或者其他物体发出的红外线呢。
就好像你在家里，晚上抹黑找东西，突然有一束光照过来，你一下子就能发现它。
红外热释电传感器就是这么厉害，能察觉到那些红外线的变化。
想想看啊，在很多地方它都大显身手呢！比如说在楼道里的感应灯，你走过去，它“唰”地就亮了，这背后可少不了红外热释电传感器的功劳呀。
它就像一个随时准备为你服务的小精灵，默默地工作着。
你说它神奇不神奇？再比如在一些安防系统里，它可是重要的角色呢。
它能时刻警惕着有没有不速之客闯入，一旦有异常，就能及时发出信号。
这就好比家里有了个忠诚的卫士，时刻守护着我们的安全，让人心里特别踏实。
还有啊，在一些智能家居设备中，它也发挥着重要作用。
它能根据你的行动来自动调节一些设备，让你的生活更加便捷舒适。
这不就像是有个贴心的小助手，总是能猜到你的心思，然后默默地为你做好一切吗？而且哦，红外热释电传感器还特别耐用呢，就像一个老黄牛，勤勤恳恳地工作，也不需要你特别精心地去呵护它。
你说，这么个好东西，咱能不喜欢吗？它真的给我们的生活带来了太多的便利和惊喜呀！它就像是隐藏在我们生活中的小魔法，虽然平时可能不太注意到它，但它却一直在默默地发挥着作用。
所以啊，可别小瞧了这红外热释电传感器，它虽然个头不大，但是能量可不小呢！它就像是我们生活中的无名英雄，悄无声息地为我们服务着。
我们真应该好好感谢它，让我们的生活变得更加智能、更加安全、更加舒适。
怎么样，现在是不是对红外热释电传感器有了更深的认识和了解呢？是不是也对它充满了敬意呢？哈哈！。
热释电红外传感器的工作原理
热释电红外传感器的工作原理热释电红外传感器是一种采用热释电效应来感测红外辐射的传感器。
该传感器能够感知物体的温度和运动状态，具有广泛的应用领域，如安防、自动化、机器人等。
一、热释电效应原理热释电效应是指在非均匀电介质中，当物理量（如温度）发生变化时，电介质中的电荷会发生移动，导致电势的变化。
这种现象叫做热释电效应。
利用这种效应可以制成红外传感器。
二、热释电红外传感器的结构热释电红外传感器由传感器芯片、滤光器、接收器、前置放大器、信号处理电路、输出电路等组成。
传感器芯片通常由热释电材料制成，如聚乙烯、锂铌酸锂等。
滤光器主要过滤掉不需要的光波，只让红外波通过。
接收器将红外波转化为电信号，然后通过前置放大器放大。
信号处理电路对信号进行滤波、增益等处理。
输出电路将处理后的信号转化为可用的电压或电流输出。
三、热释电红外传感器的工作原理1. 当有热源或物体进入传感器的感应区域时，将发射红外辐射波。
2. 经过滤光器的过滤，只有红外波通过，照射到传感器芯片上。
3. 传感器芯片产生电荷的移动，产生电势，经由接收器转化为电信号。
4. 通过前置放大器放大信号之后，通过信号处理电路进行滤波、增益等操作。
5. 处理后的信号通过输出电路转化为可用的电压或电流输出。
四、热释电红外传感器的优缺点1. 优点：响应速度快、结构简单、功耗低、灵敏度高、价格相对较低、在恶劣环境下也可以进行工作。
2. 缺点：受环境影响较大、易受其它电磁辐射的干扰、动态响应能力较差。
综上所述，热释电红外传感器是一种基于热释电效应工作的传感器，其工作原理主要是利用物体的红外辐射，产生电荷移动，最终产生电势并输出信号。
该传感器具有快速响应速度、低功耗、灵敏度高等优点，但受到环境影响较大、易受其它电磁辐射的干扰等缺点。
红外热释电传感器工作原理
红外热释电传感器工作原理
嘿呀！今天咱们就来好好聊聊红外热释电传感器工作原理！
首先呢，啥是红外热释电传感器呀？哎呀呀，它其实就是一种能够检测红外线并把这种信号转化为电信号的神奇小玩意儿！
那它到底是怎么工作的呢？哇哦！这可得好好说道说道。
红外热释电传感器的核心部分呀，是一种叫做热释电材料的东西呢。
这种材料有个特别厉害的特点，就是它能够对温度的变化产生电荷！
当有红外线照射到传感器上的时候呀，热释电材料的温度就会发生变化呢。
哎呀呀，这一变化可不得了啦，就会产生电荷的变化呀！可是，这一点点电荷的变化怎么就能被检测到呢？
这就得说到传感器的电路设计啦！传感器内部有专门的电路来放大和处理这些微弱的电荷变化信号。
哇，是不是很神奇？
而且呀，红外热释电传感器还有个很重要的特点，就是它对移动的热源特别敏感！为啥呢？因为移动的热源会导致红外线的强度和分布发生快速变化呀！
比如说，当一个人从传感器前面走过的时候，人体发出的红外线就会不断变化，传感器就能检测到这种变化，并输出相应的电信号。
哎呀呀，这样一来，红外热释电传感器就能在很多地方大显身手啦！像是在安防系统中，它能检测到有没有人闯入；在智能家居里，它能感知人的活动，自动控制灯光和电器！
哇塞！红外热释电传感器的工作原理是不是很有趣呀？它虽然小小的，但是作用可大着呢！。
热释电红外传感器
左右范围
空调中，热释电传感器的菲涅尔透镜 做成球形状，从而能感受到屋内一定空间 角范围里是否有人，以及人是静止着还是 走动着。
谢谢聆听
共同学习相互提高
热释电感应灯
热释电传感器
热释电报警器
菲涅尔透镜
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
热释电传 感器用于自动 亮灯，当然也 可以用于防盗
热释电传感器的感应范围
18
热释电传感器在智能空调中的应用
上 下 范 围
智能空调能检测出屋内 是否有人，微处理器据此自 动调节空调的出风量，以达 到节能的目的。
金属氧化物 陶瓷及薄膜
材料
如Zn0、 BaTi03、 PMN（镁铌 酸铅）、PST （钽钪酸铅）、 BST（钛酸 锶钡）、 PbTi03、 PLT(钛酸铅 镧)、PZT （锆钛酸铅） 等
光谱基础
红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射 线。人眼可见的光波是380nm-780nm，发射波长为780nm-1mm的 长射线称为红外线。
径向移动反应最不敏感, 而对于横切方向 (即 与半径垂直的方向)移动则最为敏感。
在现场选择合适的安装位置是避免红外探头 误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。
热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于 完成阻抗变换。
由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用,因而 需要用电阻将其转换为电压形式,该电阻阻抗高达104Ｍ Ω，故引入的Ｎ沟道结型场效应管应接成共漏形式即源 极跟随器来完成阻抗变换。
♣任何发热体都会产生红外线 辐射的红外线波长跟物体温度有关。表面温度越高 ,辐射 能量越强。 ♣最强波长和温度的关系满足λm*T=2989（um.k） ♣人体的正常体温为36~37.5。C ,其辐射的最强的红外线的 波长为9.67~9.64um，中心波长为9.65um。
热释电红外传感器原理
热释电红外传感器原理热释电红外传感器是一种能够感知红外辐射的传感器，它利用了热释电效应来实现对红外辐射的探测和测量。
在现代科技应用中，热释电红外传感器被广泛应用于安防监控、自动化控制、消费电子产品等领域。
本文将介绍热释电红外传感器的工作原理及其应用。
热释电红外传感器的工作原理是基于热释电效应。
当红外辐射照射到热释电红外传感器的探测元件上时，探测元件会吸收红外辐射能量，导致探测元件温度升高。
温度升高会改变探测元件的表面电荷分布，从而在探测元件的两端产生电荷差，形成电压信号。
这一电压信号随着红外辐射的变化而变化，通过对电压信号的测量和分析，就能实现对红外辐射的探测和测量。
热释电红外传感器通常由光学系统、探测元件、信号处理电路和输出接口等部分组成。
光学系统用于聚焦红外辐射到探测元件上，探测元件负责吸收红外辐射并产生电荷差，信号处理电路则对电压信号进行放大、滤波和处理，最终通过输出接口输出探测结果。
热释电红外传感器的工作原理简单、灵敏度高，响应速度快，因此在各种应用场景中都能发挥重要作用。
在安防监控领域，热释电红外传感器常用于人体检测和移动目标跟踪。
当有人或其他热源进入监控范围时，热释电红外传感器能够及时感知到，并通过输出接口发送信号，触发相应的报警或录像设备。
在自动化控制领域，热释电红外传感器常用于智能家居、智能照明等场景，通过感知人体活动来实现自动开关灯、调节空调等功能。
在消费电子产品中，热释电红外传感器也被广泛应用于智能手机、平板电脑等设备中，用于实现手势识别、距离测量等功能。
总之，热释电红外传感器凭借其灵敏度高、响应速度快等优点，在安防监控、自动化控制、消费电子产品等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，相信热释电红外传感器将会在更多领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利和安全保障。
红外热释电传感器原理(一)
红外热释电传感器原理(一)了解红外热释电传感器什么是红外热释电传感器红外热释电传感器是一种用于测量物体热辐射的传感器。
它基于热释电效应来实现，通过检测感光元件在热辐射下的电荷变化来感知周围环境。
红外热释电传感器广泛应用于安防、智能家居、医疗、自动水控等领域。
热释电效应工作原理热释电效应是指当物体受到热辐射时，其表面温度会发生变化，从而产生微弱的热电信号。
红外热释电传感器的感光元件是一种材料，当它受到热辐射时，会产生电信号。
这个信号可以被放大和处理，最终输出数字信号或模拟信号。
红外光学系统红外热释电传感器还包括红外光学系统，它用于将热辐射转换为光信号，以便传输到感光元件。
它包括透镜、滤光片和反射板等组件。
•透镜：用于聚焦光线，将热辐射转化为光信号。
•滤光片：用于选择特定波长的光信号，以避免光干扰。
•反射板：用于将光信号反射回感光元件，提高信噪比和探测距离。
传感器架构红外热释电传感器通常由以下组件组成：•感光元件：用于检测热辐射信号，并将其转换为电信号。
•放大器：用于放大感光元件输出的微弱电信号。
•运算放大器：用于增强电信号的稳定性和精度。
•模拟数字转换器：用于将模拟信号转换为数字信号。
传感器的应用红外热释电传感器广泛应用于安防、智能家居、医疗、自动水控等领域。
以下是一些具体应用：•安防：用于监测房间内的人员和宠物。
•智能家居：用于自动控制家居电器和照明系统。
•医疗：用于监测患者体温和呼吸情况。
•自动水控：用于监测污水处理和水位控制。
结论红外热释电传感器是一种重要的传感器技术，它具有应用广泛，可靠性高，灵敏度高等优点。
随着技术不断发展，红外热释电传感器将会在更广泛的领域得到应用。
深入了解红外热释电传感器检测原理红外热释电传感器的工作原理源于热释电效应。
当物体受到热辐射而表面温度发生变化时，热波在物体内部引起电荷的运动，形成一个微弱的电信号。
感光元件就是基于热释电效应来工作的，当它受到热辐射时，会产生一个电荷，从而产生一个电压信号。
热释电红外传感器的工作原理及过程
热释电红外传感器的工作原理及过程嘿，朋友们！今天咱来聊聊热释电红外传感器这个神奇的小玩意儿。
你说它像不像一个超级敏锐的小侦探呀？热释电红外传感器呢，工作起来那叫一个厉害。
它就像是有一双特别的眼睛，能捕捉到我们人眼看不到的红外线。
这就好比我们在黑暗中啥也看不见，但它却能清楚地感知到周围的一切变化。
你想想看啊，它时刻都在警惕着，只要有物体发出红外线，它就能立刻察觉到。
这感觉就像是一个随时准备行动的小卫士，一点儿风吹草动都逃不过它的“法眼”。
它的工作原理呢，其实也不难理解。
就好像我们人能分辨不同的声音一样，热释电红外传感器能分辨不同的红外线信号。
当有物体的温度发生变化时，它就能感受到这种变化，然后迅速做出反应。
比如说，晚上你走进一个房间，在你还没开灯的时候，热释电红外传感器就已经察觉到你的到来啦！它是不是很厉害呢？它就像是一个默默守护的小精灵，虽然不声不响，但却发挥着巨大的作用。
而且哦，热释电红外传感器的应用那可太广泛啦！在我们的日常生活中，到处都能看到它的身影。
比如在一些自动门那里，它能感应到有人靠近，然后自动打开门，多方便呀！还有在一些安防系统中，它能及时发现异常情况，保障我们的安全。
你说，要是没有它，我们的生活得少了多少便利呀！它就像是一个默默奉献的小英雄，不张扬却不可或缺。
再想想看，如果把热释电红外传感器比作一个乐队的话，那红外线就是它演奏的音乐。
它能精准地捕捉到每一个音符，然后奏响美妙的乐章。
哎呀，热释电红外传感器真的是太神奇啦！它让我们的生活变得更加智能、更加便捷。
我们真应该好好感谢这个小小的科技宝贝呀！它虽然不起眼，但却有着大大的能量。
所以呀，朋友们，让我们好好珍惜热释电红外传感器给我们带来的便利吧！让它继续在我们的生活中发挥重要的作用，为我们的生活增添更多的精彩！这就是热释电红外传感器，一个神奇又实用的小玩意儿，你爱上它了吗？。
热释电红外传感器原理
热释电红外传感器原理
热释电红外传感器利用物体的红外辐射特性实现对目标物体的检测与监测。
它的工作原理基于热释电效应，即当物体处于不同温度时，会发射出不同强度的红外辐射。
热释电红外传感器的核心部件是由热释电材料制成的探测器。
这种材料能够感应并吸收周围环境中的红外辐射能量。
当被探测的目标物体进入传感器的检测范围内时，目标物体会通过发射红外辐射来改变周围环境的温度分布。
探测器会感知到这种变化，并将其转化为电信号输出。
热释电红外传感器通常还配备有补偿元件和信号处理电路。
补偿元件用于自动调整探测器的温度，以排除环境温度的影响。
信号处理电路则负责处理探测器输出的电信号，将其转化为可读的数字信号或控制信号。
当有人或物体进入传感器的感应范围时，热释电红外传感器会发出警报信号或触发其他相应的操作。
由于其灵敏度高、响应快，以及对环境光和声音的抵抗能力强，因此热释电红外传感器被广泛应用于安防系统、自动化控制以及简单的人体检测等领域。
红外热释电传感器
红外热释电传感器什么是红外热释电传感器红外热释电传感器是一种被广泛使用在安防监控中的传感器，可以检测并识别人体的红外辐射信号。
它可通过检测人体辐射的红外线来判断人体的存在，从而实现人体感应的应用。
与其他传感器相比，它在检测精度、灵敏度和稳定性方面都有很优秀的表现。
红外热释电传感器的原理红外热释电传感器采用的是“热释电效应”，当红外线照射在热释电传感器的各个区域上，红外线会通过吸收、反射、透过等过程，转化成电信号输出。
热释电材料在吸收红外线照射后，自身温度会提高，并且电荷的分布状态也会发生改变，从而产生输出电信号。
通过对红外辐射信号的检测和分析，可以判断出人体的存在与否。
红外热释电传感器的优劣势优势：1.高精度。
红外热释电传感器可以检测人体的移动方向、速度、距离等，准确度较高。
2.环境适应性强。
在各种天气环境下，红外热释电传感器都可以保持稳定的检测效果。
3.无线控制。
红外热释电传感器可以实现与其他设备的无线联动和控制。
劣势：1.价格较高。
红外热释电传感器的经济性不如其他传感器。
2.局限性。
红外热释电传感器只能检测人体等物品的红外辐射信号，无法判断物品的其他特征。
红外热释电传感器的应用红外热释电传感器主要应用于安防现场，例如办公室、居民小区、道路、停车场等。
具体应用如下：1.报警。
红外热释电传感器可以在特定的区域内检测人体的存在，当检测到非法闯入时，会即时发送信号到安全系统进行报警。
2.自动开关灯。
在开启了自动感应的灯具中，红外热释电传感器可以检测人体的存在，从而实现灯具的自动开关。
3.智能家居。
将红外热释电传感器应用到家居中，可以通过对家具的感知，实现智能化的控制管理。
红外热释电传感器与其他传感器的区别与其他传感器相比，红外热释电传感器的最大优势在于检测的是人体的红外辐射信号。
与光线传感器、声音传感器等其他传感器相比，红外热释电传感器可以在低光照、较弱声音等条件下工作，并且抗干扰能力较强。
但是，它也有自己的局限性，如无法检测人体之外的物体，且价格和功耗较高。
热释电人体红外传感器工作原理
热释电人体红外传感器工作原理1. 什么是热释电人体红外传感器？说到热释电人体红外传感器，首先得给大家普及一下。
它其实就是一种能感应到人体热量的装置。
嘿，别小看它，这东西在生活中可真是随处可见，比如说你家里的灯、安防设备，甚至智能家居，都离不开它的“帮忙”。
你想想，当你走进一个房间，灯光自动亮起，那可是它在背后默默地工作呢！就像在你身后有个看不见的好朋友，时刻关注着你的一举一动。
1.1 热释电的秘密“热释电”这个词，听上去有点高大上，但其实它的原理非常简单。
我们知道，所有的物体都会发出热量，对吧？这就是热释电传感器的关键所在。
它能探测到周围物体发出的红外线，尤其是活体，比如人或动物。
这就像你晚上出门，发现路灯一下子亮了，哦，原来是因为你“带着热量”走过来了！1.2 热释电传感器的构造那么，这个神奇的传感器是怎么工作的呢？其实它的构造也很简单，里面有一种特殊的材料，叫热释电材料。
它会根据温度变化产生电信号，简单来说，就是你一进门，它就“感应”到了你的温度变化。
然后，这个电信号就会被传输到控制电路，最后让灯亮起或者发出警报。
真是科技感满满啊，感觉随时可以去打怪升级！2. 热释电传感器的应用2.1 家庭中的小助手在家庭生活中，热释电传感器就像一个小助手，默默无闻却功能强大。
比如说，当你晚上起来上厕所，灯光自动打开，这绝对是它的功劳。
而且，这种技术还可以用来节省电量，因为它只在有人经过时才会启动。
听起来是不是很环保？这就好比一位贴心的室友，帮你把灯光管理得妥妥的，不浪费一分一毫。
2.2 安全防范的“护卫”再说说安防方面，热释电传感器更是发挥得淋漓尽致。
它能检测到陌生人的热量，及时发出警报，简直就是你家里的“隐形保镖”。
想象一下，当你在家安心看电视，突然有陌生人接近，传感器马上警报响起，你立刻警觉，果断拨打电话，真是一举两得！这样一来，安全感立马up！你再也不怕半夜听到奇怪的声音了，心里有底，感觉像是个铁打的堡垒。
热释电人体红外传感器工作原理
热释电人体红外传感器工作原理### 热释电人体红外传感器：捕捉生活小秘密的“隐形侦探”嘿，伙计们！今天咱们来聊聊那个藏在我们身边的“隐形侦探”——热释电人体红外传感器。
这个小家伙可不像电视里的超级英雄那样高大上，但它可是个聪明绝顶的小能手，专门负责发现我们体温的秘密。
别小看它哦，它可是现代科技中一个非常实用的小玩意儿。
#### 1. 什么是热释电人体红外传感器？简单来说，热释电人体红外传感器就是通过检测人体发出的红外线来工作的。
想象一下，当有人经过时，他们的身体会发出热量，而这个传感器就像是一个聪明的“火眼金睛”，能够精准地识别出这些微弱的热量变化。
#### 2. 它是怎么工作的呢？这个小家伙其实是个高科技版的“温度计”，它的工作原理很简单。
它有一个特殊的材料——热释电元件，这个元件在遇到温度变化时会产生电荷。
然后，这些电荷会被引导到电路中，最终转化为电信号。
这样，我们就可以通过分析这些电信号来判断是否有人经过。
#### 3. 它能帮我们做些什么？它是一个非常有用的安全工具。
比如，在商场、学校或者家里，如果我们知道谁可能进入我们的领地，就可以设置一些简单的报警系统，一旦有人接近，就会发出警报。
这听起来是不是有点像电影里的场景？它还可以用来监测小孩或者宠物的活动。
比如，有些家长喜欢在晚上陪孩子睡觉，但是又担心他们会不会翻身压到自己。
有了这个传感器，家长们就可以放心了，因为一旦有异常活动，传感器就会立刻发出警告。
#### 4. 使用起来是不是很麻烦？其实，使用这个传感器非常简单。
你只需要将它安装在你想监视的地方，然后就可以通过手机或者其他电子设备来查看实时数据了。
而且，它还可以设置多个区域，这样就可以同时监控多个地方了。
#### 5. 有没有可能被误报？这个问题确实存在。
虽然热释电人体红外传感器的准确率很高，但有时候也可能会因为环境因素或者设备老化导致误报。
不过，这些问题通常都是可以解决的。
比如，我们可以定期检查设备的运行状态，确保它始终处于最佳状态；或者，我们可以根据实际需要调整报警阈值，避免不必要的麻烦。
热释电红外线传感器
目录摘要..................................................... Ι1 红外热释电 (2)1.1什么是红外热释电 (2)1.2工作原理及其特性 (2)1.3 被动式热释电红外探头的优缺点 (3)1.4 红外线热释电传感器的安装要求 (4)2 总体设计 (4)3 硬件设计 (4)3.1 总电路的设计 (4)3.2 BH9402热释电红外传感模块 (6)3.3 NE555简介 (7)3.4 光敏电阻 (9)4 总结 (12)参考文献 (14)1 红外热释电1.1什么是红外热释电热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。
在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。
由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。
为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10~20米范围内人的行动。
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。
人体辐射的红外线中心波长为9~10--um，而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。
在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7~10--um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
热释电传感器
晶体
晶体
___ +++
对外不呈电性
人体移动
晶体 _____
++++&;
对外呈电性
自由电荷释放和补充：充放电现象
4
热释电红外传感器 二、热释电红外传感器的结构及性能
结 型 场 效 应 管
热释电红外传感器
ＰＺＴ压电陶瓷：居里点高、可靠性高、成本低 滤光片：６ｕｍ 短波：高反射率 长波：高穿透率 人体：１０ｕｍ
LS-064
80 3300 —— 2.2~15 0.7 -30~70 -40~80 2×1 TO-5
LH1958
80 3500 8~14 3~15 1.0 -40~70 -40~80 2×1 TO-5
热释电红外传感器 三、热释电红外探测模块
传感器 + 测量电路
ＨN９１１型
管脚
1 2 3 4、5 6
热释电体 热电元件
定义： 由于热变化产生的电极化现象
常用材料：单晶（ＬｉＴａＯ３）、压电陶瓷（ＰＺＴ）
高分子薄膜（ＰＶＦＺ） 发展史：三个世纪、1938年 - 红外探测器 60年代后 - 热释电材料和器件应用研究
热释电红外传感器 讨论：只适合于移动人体的探测？
人体静止
_____ +++++ _____ +++++ _____ +++++
视野特性
6
热释电红外传感器
探测人体用的热释电红外传感器主要技术指标
型号
典型噪声值（mV 峰-峰） 响应性（V/W） 窗口光频响应（um） 工作电压（V） 失调电压（V） 工作温度（℃） 保存温度（℃） 元件尺寸（mm） 封装形式
热释电人体红外传感器
λm·T=2 989(μm·k)
式中λm---最大波长，T—绝对温度。
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人体温度为36~37℃，即309~310°k，其辐射的 红外波长λm=2 989／309~310≈9.67~9. 64 μ m 。 可见，人体辐射的红外线最强的波长正好在滤光片 的响应波长7.5~14mm的中心处。故滤光窗能有效 地让人体辐射的红外线通过，而阻止太阳光、灯光 等可见光中的红外线通过，免除干扰。所以，热释 电人体红外传感器只对人体和近似人体体温的动物 有敏感作用。
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1、热释电人体红外传感器的结构与工作原理
热释电人体红外传感器(PIP)一般都采用差动平衡结构，由敏感元件、场效 应管，高值电阻等组成，如图11.20所示。其中(a)为内部结构图，(b)为内部电气 连接图。
1)敏感元件
敏感元件，是用热释电人体红外材料(通常是锆钛酸铝)制成的，先把热释电 材料制成很小的薄片，再在薄片两面镀上电极，构成两个串联的有极性的小电容 器。将极性相反的两个敏感元做在同一晶片上，是为了抑制由于环境与自身温度 变化而产生热释电信号的干扰，见图11.20(b)所示。而热释电人体红外传感器在 实际使用时，前面要安装透镜，通过透镜的外来红外辐射只会聚在一个敏感元上， 以增强接收信号。热释电人体红外传感器的特点是它只在由于外界的辐射而引起 它本身的温度变化时，才给出一个相应的电信号，当温度的变化趋于稳定后就再 没有信号输出，所以说热释电信号与它本身的温度的变化率成正比，或者说热释 电红外传感器只对运动的人体敏感，应用于当今探测人体移动报警电路中。
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2、热释电人体红外传感器的应用 在热释电人体红外传感器的应用中，其前级配用菲涅尔透镜，其后级采
热释电红外传感器
一、引言
二、热释电红外探测器工作原典型应用 四、热释电红外传感器的优缺点
五、结束语
一、引 言
红外线传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光 敏元件， 红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。 光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。热 敏元件应检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和 光电检测元件,用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红 外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路 变成电信号输出。 根据红外传感器的工作原理，可分为热型和量子型 两类。
热释电红外传感器广泛应用于各种自动化控制装置中， 既可作为红外激光的一种较理想的探测器，又可用于一 般的家用防盗报警、来客告知及非接触开关等红外领域， 还可用于宾馆、饭店、商场的门口来代替迎宾小等。其 中最简单的一个利用就是红外报警器。 红外报警器又称为被动式红外报警器。所谓“被动”是 指探测器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收自然 界能量或能量变化来完成探测目的 。 其组成 简图如 图3所 示。
从结构图2上可以看出，红外感应源通常由两个串联 或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极 相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的 作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近 为零。一旦有需要的特定光线进入，特定的红外光线通 过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同， 两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同， 不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。 而在这里，光学滤镜的主要作用是只允许波长在特 定的红外线(比如人体发出的红外线波长)通过，而将 灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。
红外线热释电传感器的安装要求： 正确的安装应满足下列条件： 1 、红外线热释电传感器远离空调, 冰箱，火炉等空 气温度变化敏感的地方； 2、红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、 大型盆景或其他隔离物； 3、红外线热释电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。红外线热释电传感器也不要安装在有强气 流活动的地方。
热释电红外传感器说明
热释电红外传感器说明热释电红外传感器，这名字听起来是不是挺高大上的？它就是一种能“感知”温度变化的小玩意儿。
它就像是那种“灵敏的探子”，只要有热量经过，它立马就能感应到，真的是太厉害了！想想，如果你家里有个热释电传感器，它就能帮你发现那些“潜伏者”，比如偷偷溜进你家的小猫咪，或者是你正在忙着做饭却忘了关的电炉。
它的原理其实很简单，热释电材料在受到温度变化时，会产生电信号，传递给其他设备。
简单说，它就是一个温度的“侦探”，随时待命，等着捕捉热量的“踪迹”。
这玩意儿广泛应用于各个领域，尤其是安全监控。
想象一下，家里装了这样一个传感器，当有人靠近的时候，它会发出警报，简直就像是家里的“守护神”。
它还能搭配摄像头，瞬间变身为“全能侦探”，让你再也不怕漏掉任何可疑的动静。
你要是晚上睡觉，突然听到一声“嘀嘀”，别紧张，可能是热释电传感器在向你报告：有人来了！这东西也很省电，长时间工作也不用担心它会“罢工”，真是个节能的小能手。
再说说它的应用场景吧，真的是五花八门。
从家居到商业，再到智能交通，几乎无处不在。
在商场里，很多时候你都不知道，其实你身边就有它的身影。
比如说，当你走进一家店里，门口的传感器就会感应到你，自动开门，像个热情的迎宾员。
这种科技感，真让人忍不住想多逛逛。
还有那种智能家居系统，靠着热释电传感器，你的灯可以实现自动开关，晚上起床的时候再也不用摸黑了，想想就觉得方便！热释电红外传感器的优点可真不少。
它的响应速度极快，瞬间就能捕捉到热量变化，简直不费吹灰之力。
它的安装也超级简单，没啥技术含量，几乎人人都能搞定。
只要把它装在一个合适的位置，就能开始“工作”了！这让不少人都爱上了这个小家伙，像是给家里增添了一个“聪明的小助手”。
也有人觉得它可能会误报，比如当空调突然开起来时，它也许会“以为”有个人在活动，结果发出警报，哈哈，这时候就得自认倒霉了。
不过，热释电红外传感器也有一些小缺点。
比如，价格有点小贵，尤其是高精度的产品。
热释电红外传感器
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。如果我们在热 电元件接上适当的电阻，当元件受热时， 电阻上就有电流流过，在两端得到电压 信号。
体辐射的红外线中心波长为9~10--um，而探 测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内 几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装 有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的 波长范围为7~10--um，正好适合于人体红 外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤 光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作 探测人体辐射的红外线传感器。
热释电红外传感器
前言
热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的 传感器。它能检测人或某些动物发射的红外 线并转换成电信号输出。热释电红外传感器 是利用红外辐射的热辐射作用引起的元件本 身的温度变化, 其探测率、响应速度都不如 光子型传感器。但由于热释电型传感器可在 室温下使用, 灵敏度与波长无关, 所以应用领 域广，民用领域已经普及了。
实物图
内部电路如图2所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、 场效应管FET等组成。
• 其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线 通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤 光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约 5mm以下）可很好滤除。热释电元件PZT 将波长在8mm～12mm之间的红外信号的 微弱变化转变为电信号，为了只对人体的 红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖 有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受 到明显的抑制作用。
热释电红外感应自动灯电路
如图所示是采用TWH9512热释电红外传感专用模块 制作而成的感应自动灯，可用于卫生间、储藏室、楼 梯走道等场合照明灯自动控制，可做到有人灯亮，人 走灯灭。同时它还设有光控电路，白天电路自动封闭， 电灯不会点亮。该开关另一特点是它采用二线制接法， 因此不必更改室内原有布线，就可直接取代普通电源 开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。
热释电人体红外传感器
热释电人体红外传感器概述热释电人体红外传感器（Pyroelectric Infrared Sensor, PIS）是一种能够检测人体红外辐射的传感器。
它基于热释电效应，当有人或动物经过时，会发生温度变化，进而引起电荷分布的改变，使得能够检测到人体的存在。
热释电传感器使用非常广泛，主要应用于安防领域，能够检测并报警区域内是否有人体活动。
同时，还可以应用于自动化控制、智能家居、医学检测等领域。
工作原理热释电红外传感器由两个部分组成：感应电容和热敏电阻。
当有人体经过时，感应电容会感应到人体红外辐射，将其转化为电荷信号。
然后，该信号输入到热敏电阻上，产生电压信号。
进而，经过放大和处理，输出为控制电路所能接受的信号。
技术特点灵敏度高热释电传感器对人体红外辐射具有很高的灵敏度。
特别是对于热红外辐射，其灵敏度可以达到0.1°C以下，可以检测到非常微小的温度变化。
抗扰动能力强热释电传感器采用差分电路进行信号处理，从而可以降低系统的噪声干扰和环境电磁干扰，提高系统的抗扰动性。
体积小热释电传感器集成度高，体积小，可以方便地布置在需要检测的区域内。
通过组合成阵列，可以形成全向性的监测。
节能热释电传感器的工作电流非常低，一般不超过1 mA。
因此，它可以工作在长时间不间断的状态下，并且不会对电力造成过大的负担。
应用领域安防领域热释电传感器可以应用于安防领域，检测室内外是否有人经过，控制闸门的打开和关闭。
尤其在智能家居系统中的安防领域，热释电传感器可以组成监控网络，实现长时间的无缝监控。
自动化控制热释电传感器可以应用于自动化控制领域，在机器人、工业控制等领域中进行热释电传感器的应用，可以提高系统的自动化程度和智能化程度。
医学检测热释电传感器可以应用于医学检测领域。
例如，可以用于人体体温检测，检测人体多个部位的温度变化，监测人的健康状况。
优缺点优点1.灵敏度高，能够检测到非常微小的温度变化。
2.抗干扰能力强，减少了系统的外部干扰，提高了系统的稳定性。
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过程，在样品中会产生温度梯度，对极化也会影响，
这些因素都会导致热释电系数的改变。
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基本结构和工作原理
发光 物体
聚光 系统
热释 电传 感器
频域 限制 放大 器
信号 处理 电路
定时 电路
继电 器输 出
热释电红外探测系统
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基本结构和工作原理
工作原理
（1）各种波长的红外线射入传感器；
（2）经过入射窗的滤光片，只让必要的 红外线通过； （3）感知元件上层的吸收膜将红外线转 换成热； （4）感知元件表面温度上升，产生表面 电荷； （5）产生的表面电荷以FET放大，输出；
5 按照IRE标准的规定，晶轴的正端为晶体沿该轴受张力时出现正电荷的一端。 在加热时，如果靠正端的一面产生正电荷，就定义热释电系数为正，反之为负。
注: 机械边界条件和温度变化的方式，因为热释电体
都具有压电性，所以温度变化时造成的形变也会影 响极化的改变。均匀受热时，样品在变温的过程中 发生的热膨胀引起的压力是恒定的，若非均匀变温
热释电红外传感器通过目标与 背景的温差来探测目标 8
基本结构和工作原理
• 当恒定的红外辐射照射在热释电传感器上时，传感器没有 电信号输出；
• 只有铁电体温度处于变化过程中，才有电信号输出； • 必须对红外辐射进行调制(或称斩光)，使恒定的辐射变成 交变辐射，不断地引起传感器的温度变化，才能导致热释 电产生，并输出交变的信号； 9
注：热释电红外传感器就是热型的一种
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热释电效应
晶体因温度 变化引起自发极 化强度变化的现 象被称为热释电 效应
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热释电效应
热释电效应的强弱可以借助 热释电系数表示， 当温度变化Δ T在材料各处一 致时， Δ P=pΔ T, 式中P是自发极化强度，p是 热释电系数，是一个矢量， 其符号通常是相对于晶体压 电轴的符号定义的。
●多晶PZT薄膜热释电性质不明显； ● PZT（001或111）有较大的自发极化； ●可以应用于硅集成热释电1]
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PZT薄膜热释电传感器
与PZT陶瓷传感器相比，PZT薄膜具有快的 响应速度和高灵敏度，比较薄，热功率小。
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应用
• 主要应用于铁路、车辆、石油化工、食品、 医药、塑料、橡胶、纺织、造纸、电力等 行业的温度测量、温度检测、设备故障的 诊断
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• 在民用产品中，其广泛应用于各类入侵报 警器、自动开关(人体感应灯)、非接触测温、 火焰报警器等自动化设施中
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参考文献
[1]D. Akai, K. Hirabayashi, M. Yokawa, and M. Ishida, Pyroelectric infrared sensors with fast response time and high sensitivity using epitaxial Pb(Zr,Ti)O3 films on epitaxial γ-Al2O3/Si substrates[J]. Sensors and Actuators. 2006.111 [2]D. Akai, M. Yokawa, K. Hirabayashi, K.Sawada, and M. Ishida, Ferroelectric properties of sol-gel delivered Pb(Zrx,Ti1-x)O3 thin films on Si using epitaxial γ-Al2O3 layers[J]. Appl.Phys.Lett. 2005.86.202906 [3]张德银，黄大贵等.钽酸锂薄膜材料及其热释电红外传感器应用研究进展 [J]. 材料导报. 2007 [4]L.H. Lin, X.B. Li, X.Wu, and N.Neumann. Dielectric, ferroelectric, and pyroelectric characterization of Mn-doped 0.74Pb(Mg1/3Nb2/3)O30.26PbTiO3 crystals for infrared detection applications[J].Appl.Phys.Lett.2009.95.192903
红外探测器有多种分类方法：
• 温度：低温 中温和高温
• 响应波长 ：近红外、中红外和远红外 • 用途：单元型、多元阵列型和成像探测 • 探测机理：热探测型与光电探测型
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红外传感器的分类
♦ 热探测型
响应速度比较慢 可以在室温下工作 工作频率宽、灵敏度与波长无关
♦ 光电探测型
响应速度快 冷却条件下使用 对波长具有依存性
热释电红外传感器
姓名：## 学号：###
主要内容
• • • • • 红外传感器及其分类 热释电效应 热释电红外传感器基本结构和工作原理 PZT薄膜传感器 热释电红外传感器应用
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红外传感器
定义：将红外辐射能转换成电能的光敏器件称为红外探测 器，也称为红外传感器。 ★它是红外探测系统的核心，其性能好坏，直接影响系统性能的优劣。
基本结构和工作原理
★ 常用的感知元件（热释电材料）以陶瓷氧化物和 压电晶体为最多，如PbTiO3、LiTaO3、TGS（硫 酸三甘肽）、PZT等。
★ 体材料器件的研制受到工艺、几何尺寸、成品率、
器件性能等限制，器件的微型化与集成化，薄膜材
料则显出了特殊优势。
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PZT薄膜热释电传感器
PZT薄膜的热释电性能[2] PZT film Pt film AI2O3(001/111) Si substrate(001/111)