熱釋電傳感器的分類、特性以及應用

熱釋電傳感器是一種能檢測人或動物發射的紅外線而輸出電信號的傳感器。早在1938年，就有人提出過利用熱釋電效應探測紅外輻射，但并未受到重視，直到20世紀60年代才又興起了對熱釋電效應的研究和對熱釋電晶體的應用。

存在于自然界的物體，如人體、火焰、冰塊等物都會發射紅外線，但波長各不相同。人體溫度為36-37℃，所發射的紅外線波長為9-10um，屬遠紅外區；400-700℃的發熱體，所放射出的紅外線波長為3-5um，屬中紅外區。熱釋電紅外傳感器不受白天黑夜的影響，可晝夜不停地用于監測，廣泛地用于防盜報警、感應燈等領域。

  一、熱釋電傳感器的原理  

熱釋電紅外傳感器一般由管帽、管座、紅外濾光片、敏感元、場效應管或者數字芯片等主要部分組成。

利用熱釋電材料的自發極化強度隨著外界溫度的變化而產生電荷移動的特性，以非接觸方式檢測出人體輻射的紅外能量的變化，將其轉化成電信號，以電壓或電流形式輸出，并通過功率放大器將信號放大，達到控制電路的目的。

紅外濾光片窗口材料的可接收通過波長：

5.5um長波通濾光片光譜圖

上圖所示為典型的5.5um長波通紅外濾光片參考圖，曲線是紅外線通過率的平均值。 該窗口材料是經過特殊真空鍍膜處理過的半導體硅片。

  二、熱釋電傳感器的分類  

根據信號處理電路的不同，可以將熱釋電紅外傳感器分為模擬型和數字型兩類。

模擬型熱釋電紅外傳感器的信號處理電路是場效應管，而數字型熱釋電紅外傳感器的信號處理電路是數字芯片。

煒盛科技-模擬熱釋電傳感器

RD623/624

高靈敏度和優越的信噪比；

對溫度變化的高穩定性；

抗干擾能力強 (例如振動，射頻干擾等)；

優越的性價比；

抗白光能力強。

煒盛科技-數字熱釋電傳感器

RDA223/224/226

高精度AD信號處理；

差分信號輸入方式，抗干擾能力強；

具有靈敏度調節、延遲時間調節、光敏使能控制功能；

寬電壓域供電1.5~4.5V、低功耗；

數字TTL信號輸出。

  三、熱釋電傳感器的特性  

熱釋電紅外傳感器只有配合菲涅爾透鏡使用才能發揮最大作用。不加菲涅爾透鏡時，該傳感器的探測半徑可能不足2米，配上菲涅爾透鏡則可達10米，甚至更遠。菲涅爾透鏡是用普遍的聚乙烯制成的，安裝在傳感器的前面。

菲涅爾透鏡原理如下圖所示：

當光線通過透鏡單元后，在其反面則形成明暗相間的可見區和盲區，每個透鏡單元只有一個很小的視場角，視場角內為可見區，之外為盲區。通過人體在明暗區的紅外線輻射不斷變化改變熱釋電敏感元的溫度，使它輸出一個又一個相應的微弱的電信號。輸出信號的頻率大約為0.1~10HZ，這一頻率范圍由菲涅爾透鏡、人體運動速度和熱釋電人體紅外傳感器本身的特性決定。

  四、熱釋電傳感器的應用  

熱釋電紅外傳感器目前主要應用在自動開關門、自動水龍頭、人體感應燈、入侵報警器、智能家居、玩具等民用領域。