熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部構(gòu)造是怎樣的？

一直以來(lái)，熱釋電紅外傳感器都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)?lái)熱釋電紅外傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。

由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。熱釋電紅外傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)范圍為0.2-20um。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射通過(guò)外，還能將燈光、陽(yáng)光和其它紅外輻射拒之門(mén)外。

也就是說(shuō)，熱釋電紅外傳感器主要有4部分組成：熱電元件，濾光片，場(chǎng)效應(yīng)管，菲涅爾透鏡。

1. 熱電元件的作用

熱電元件的接收到紅外線輻射溫度的變化，熱釋電元件的表面產(chǎn)生電荷密度變化。 為了抑制自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾，PIR 將兩個(gè)熱電元件反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路。對(duì)這兩個(gè)熱電元件的影響幾乎相同，其產(chǎn)生的釋電效應(yīng)相互抵消， 因而無(wú)信號(hào)輸出。人體經(jīng)過(guò)時(shí)，人體外紅輻射透過(guò)部分鏡面聚焦，兩片熱電元件接收的輻射不同，產(chǎn)生的熱電釋不同，不能相互抵消。所以有了電流信號(hào)

2. 濾光片的作用

濾光片是用來(lái)選取所需輻射波段的光學(xué)器件。濾光片的一個(gè)共性，就是沒(méi)有任何濾光片能讓天體的成像變得更明亮，因?yàn)樗械臑V光片都會(huì)吸收某些波長(zhǎng)，從而使物體變得更暗。

人體溫度在 36-37攝氏度，輻射出的波長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)。濾光片可以只讓這個(gè)波長(zhǎng)范圍的紅外線通過(guò)，使得PIR sensor只對(duì)人體敏感，而不受太陽(yáng)和燈光等其它熱源影響。

3. 場(chǎng)效應(yīng)管的作用

熱電元件只能產(chǎn)生電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管完成阻抗變化變成電壓信號(hào)再進(jìn)行放大輸出。場(chǎng)效應(yīng)管工作原理用一句話說(shuō)，就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID， 用柵極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的柵極電壓進(jìn)行控制”。更正確地說(shuō)，ID流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結(jié)反偏的變化，產(chǎn)生耗盡層擴(kuò)展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區(qū)域，表示的過(guò)渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽螅鶕?jù)漏極-源極間所加VDS的電場(chǎng)，源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動(dòng)。從門(mén)極向漏極擴(kuò)展的過(guò)度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型，ID飽和。將這種狀態(tài)稱(chēng)為夾斷。這意味著過(guò)渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。

4. 菲涅爾透鏡的作用

菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) ，又名螺紋透鏡，多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是根據(jù)光的干涉及擾射以及相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的。如果在外面加上一個(gè)菲涅爾透鏡，把外部的光線會(huì)聚到 PIR 上，增加進(jìn)光量，則可大大增加 PIR 的檢測(cè)距離和角度。通過(guò)控制菲涅耳透鏡內(nèi)部的角度，可以控制焦距，制作出檢測(cè)距離不同的 PIR。聚焦是把紅外信號(hào)聚焦到 PIR 上，控制檢測(cè)距離和角度將檢測(cè)區(qū)分隔成交替的靈敏區(qū)和盲區(qū)，增加檢測(cè)靈敏度。

最后，小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來(lái)說(shuō)都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)熱釋電紅外傳感器已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)，最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。