基于热释电红外探测的报警系统设计

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1、河南工业职业技术学院电子工程系传感器课程设计河南工业职业技术学院HenanPolytechnicInstitute课程设计说明书题目热释电红外报警系统设计班级电子信息0701姓名王永贵指导教师韩艳赞老师时间2009年6月7日1河南工业职业技术学院电子工程系传感器课程设计目录摘要………………………………………………………………………………31热释电红外探测器的分析………………………………………………41.1红外辐射概述……………………………………………………………41.2热释电红外探测器的结构……………………………………………41.3热释电红外探测器的工作原理………………………………………52被

2、动式红外报警器的结构理…………………………………………73菲涅尔透镜及其工作原理……………………………………………74电路设计……………………………………………………………………94.1信号放大电路……………………………………………………………94.2电压比较电路……………………………………………………………104.3延时电路…………………………………………………………………104.4电源电路…………………………………………………………………114.5整体电路工作原理……………………………………………………11附图………………………………………………………………………………12元器件清单………

3、………………………………………………………………13设计感想………………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………………142河南工业职业技术学院电子工程系传感器课程设计热释电红外报警系统设计摘要：红外科学技术是研究红外辐射的产生、传输、转换探测及应用的一种高新技术。军事应用是推动红外技术发展的主要动力。在历次战争中,红外技术曾显示出巨大的威力,它已成为现代军事装备的重要组成部分。红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等,在现代战争和未来战争中都是必不可少的战术和战略手段。另一方面,由于红外技术的独特功能,近年来,

4、军用红外技术已逐步实现了向民用部门的转化。红外成像、红外测温、红外测湿、红外检测、红外报警、红外侦查、红外夜视、等已是各行各业争相选用的先进技术,红外技术在民用部门中发挥着日益重要的作用。随着社会的进步，人们对家居生活安全性的要求也越来越高，各种防盗探测器应运而生。由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因而在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，随着半导体技术和新型材料的发展，热释电红外探测器的防误报能力、控制范围与可靠性都有了很大程度的提高，可以满足多数环境下的使用要求，因此，在防盗、报警、安全、自动控制等方面，热释电红外传感器比其他类型的传感器应用更为广泛。关键词：热释电红

5、外报警3河南工业职业技术学院电子工程系传感器课程设计1热释电红外探测器的分析1.1红外辐射概述在自然界中，任何高于绝对温度(一273度)的物体都能够产生红外光谱，红外光的波长范围在0．76～1000um，红外光谱学中将1～15um称为近红外波段；15～50um为中红外波段；50～1000um为远红外波段。温度不同的物体，其释放的红外光的波长就不同，因此，红外光的波长与物体温度的高低是相关的。由于红外辐射与物质相互作用时产生了热效应，能将肉眼看不见的红外辐射转变为可测量的物理量，依据这一原理，可做成红外辐射探测器。热释电红外传感器的外形如图1。1.2热释电红外探测器的结构热释电红外传感器的结构如

6、图2所示，通常由热释电晶体、氧化膜、滤光镜片、结型场效应管FET和电阻等部分组成。热释电晶体一般采用PZT或其他压电晶体材料，将敏感材料PZT的上、下表面做成电极，并在其上表面上加1层黑色氧化膜，以提高转换效率。在管壳顶端装有滤光镜片，它可以阻止不需要的红外线或其他光线进入传感器。防盗报警系统中的热释电传感器采用的滤光片厚度为8～4河南工业职业技术学院电子工程系传感器课程设计14um，而人体辐射的红外线波长在10um左右，因此，该传感器能敏锐地探测到是否有人进入了禁区。由于热释电传感器的输出阻抗极高，而输出电信号微弱，故在其内部装设场效应管(FET)及偏置电阻，以进行信号放大及阻抗匹配。图2热

7、释电红外传感器的结构1.3热释电红外探测器的工作原理热释电红外传感器内部的热释电晶体具有极化现象，并且随温度的变化而变化。当恒定的红外辐射照射在探测器上时，热释电晶体温度不变，晶体对外呈电中性，探测器没有电信号输出，因而恒定的红外辐射不能被检测到。当交变的红外线照射到晶体表面时，晶体温度迅速变化，这时才发生电荷的变化，从而形成一个明显的外电场，这种现象称为热释电效应。由于热释电晶体输出的是电荷信号