红外探头采用菲涅尔透镜的原理

红外探头采用菲涅尔透镜的原理
红外探头采用菲涅尔透镜的原理

菲涅尔透镜(Fresnel lens) 是由聚烯烃材料注压而成的薄片,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的,透镜的要求很高,一片优质的透镜必须是表面光洁,纹理清晰,其厚度一般在1mm 左右,特性为面积较大,厚度薄及侦测距离远。

菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用,即将热释红外信号折射(反射)在PIR上,第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。

菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹.通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用.传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价昂贵。菲涅尔透镜可以极大的降低成本。典型的例子就是PIR(被动红外线探测器)。PIR广泛的用在警报器上。如果你拿一个看看,你会发现在每个PIR上都有个塑料的小帽子。这就是菲涅尔透镜。小帽子的内部都刻上了齿纹。这种菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值限制到10微米左右(人体红外线辐射的峰值)。成本相当的低。

菲涅耳透镜可以把透过窄带干涉滤光镜的光聚焦在硅光电二级探测器的光敏面上。

菲涅尔透镜由有机玻璃制成,不能用任何有机芤?如酒精等)擦拭。除尘时可先用蒸馏水或普通净水冲洗,再用脱脂棉擦拭。

菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”,它就象人的眼镜一样,配用得当与否直接影响到使用的功效,配用不当产生误动作和漏动作,致使用户或者开发者对其失去信心。配用得当充分发挥人体感应的作用,使其应用领域不断扩大。

菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE(聚乙烯)材料压制而成。镜片(0.5mm厚)表面刻录了一圈圈由小到大,向外由浅至深的同心圆,从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大,焦距远;圆环线刻录的深感应距离远,焦距近。红外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区,同心环之间组成一个水平感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大;镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小,区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错,减少区段之间的盲区。区与区之间,段与段之间,区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约,垂直和水平感应角度有限,镜片面积也有限。镜片从外观分类为:长形、方形、圆形,从功能分类为:单区多段、双区多段、多区多段。图(1)是常用镜片外观示意图:

图(2)是常用三区多段镜片区段划分、垂直和平面感应图。

当人进入感应范围,人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离A区或中距离B区或近距离C区的某个段的同心环上,同心环与红外线探头有一个适当的焦距,红外光正好被探头接收,探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。整个接收人体红外光的方式也被称为被动式红外活动目标探测器。

镜片主要有三种颜色,一、聚乙烯材料原色,略透明,透光率好,不易变形。二、白色主要用于适配外壳颜色。三、黑色用于防强光干扰。镜片还可以结合产品外观注色,使产品整体更美观。

每一种镜片有一型号(以年号+系列号命名),镜片主要参数:

?外观描述——外观形状(长、方、圆)、尺寸(直径)。以毫米为单位。

?探测范围——指镜片能探测的有效距离(米)和角度。

?焦距——指镜片与探头窗口的距离,精确度以毫米的小数点为单位。长形和方形镜片要呈弧形以焦距为单位对准探头窗口。见图(3A)示意图。

镜片与探头的配合应用——我们常用的是双源式探头,揭开滤光玻璃片,其内部有两点对7—14um的红外波长特别敏感的TO—5材料连接着场效管。见图(3B)所示。

静态情况下空间存在红外光线,由于双源式探头采用互补技术,不会产生电信号输出。动态情况下,人体经过探头先后被A源或被B源感应,SaSb产生差值,双源失去互补平衡作用而很敏感地产生信号输出,见图(3C)。当人对着探头呈垂直状态运动,Sa=Sb不产生差值,双源很难产生信号输出。因此,探测器安装的位置与人行走方向呈平行为宜。根据以上原理探头与镜片结合可以做成以下感应方式的人体探测器。

A、单区多段水平式和单区多段垂直式:

特征:图(4)单区多段水平式感应角度大,这是探头水平视场角度大的缘故,形成一个长方形扇面感应区,单区多段水平式亦称水平幕帘式感应,此感应方式能避开上下红外线干扰。图(5)单区多段垂直式感应角度小,这是探头垂直视场角度小的缘故,形成一个垂直形扇面感应区,单区多段垂直式亦称垂直幕帘式感应,此感应方式能避开左右红外线干扰。图(6)探头与镜片配合不符合SaSb产生差值的要求,因此感应不灵敏。采用双区同心圆相近的镜片也能达到幕帘式感应效果。单区多段和双区多段多用于局部区域感应。

B、多区多段感应式和多区多段圆锥体式。

特征:图(7)是多区多段感应式探头与镜片对应位置和探测效果图,多区多段感应式多用于挂墙式安装,倾斜向下探测三个不同的区域。图(8)是多区多段圆锥体感应式,多用于吸顶式安装,直接向下探测。采用双源探头配用圆形镜片感应方向图不似圆锥体,因为探头水平视角大于垂直视角而且出现Sa=Sb的现象,圆锥体效果图会中间凹陷。如果圆形镜片配用四源探头,感应方向图更趋似圆锥体,见图(8)探测效果图。多区多段感应式和多区多段圆锥体式感应区域宽广,多用于大面积探测。图(9)探头与镜片配合不符合要求,图(9)左图镜片放反,右图探头设置在镜片中间,均无远距离感应效果,下盲区加大,出现不感应现象。

C、另类探测效果的方法。

探头与镜片偏离,产生不同的探测方向和效果。探头偏上,探测方向向下,见图(10)。同理,探头偏下,探测方向向上。探头偏左,探测方向向右,见图(11)。同理,探头偏右,探测方向向左。探头偏45度,降低人体活动受方向的限制,见图(12)。探头偏45度且稍微倾斜,适宜探测狭长区域。

D、增强探测动作灵敏度的方法。

前面已经阐述区段数量越多被感应人体移动幅度就越小,因此,选用区段多且密的镜片就能增强探测动作灵敏度,人体只要在感应的有效范围内稍微移动就有效。段密度高的镜片在50mm长度有26段之多。

E、增强抗干扰的方法。

从前面阐述的原理中得知,区段数量少被感应人体移动幅度就要大,选用区段数量少的镜片就能减少误动作,一是人体运动幅度要大二是区段数量少的镜片形成局部探测,减少外围干扰源。

随着人体感应器应用领域不断扩大,镜片种类越来越多,应用的针对性越来越强

螺纹透镜(菲涅尔透镜)

菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔(Augustin.Fresnel)发明的,他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜菲涅尔透镜(Fresnel Lens)是一种微细结构的光学元件,从正面看其象一个飞镖盘,由一环一环的同心圆组成。 原理 其工作原理十分简单:假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如:透镜表面),拿掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度。 另外一种理解就是,透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。从剖面看,其表面由一系列锯齿型凹槽组成,中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光线集中一处,形成中心焦点,也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜,把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。

分类 从光学设计上来划分 正菲涅尔透镜: 光线从一侧进入,经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另一侧,并且是有限共轭。 这类透镜通常设计为准直镜(如投影用菲涅尔透镜,放大镜)以及聚光镜(如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。 负菲涅尔透镜: 和正焦菲涅尔透镜刚好相反,焦点和光线在同一侧,通常在其表面进行涂层,作为第一反射面使用。 螺纹透镜与平凸透镜相比具有厚度薄、重量轻、透光好、易加工等特点 LED螺纹透镜工作原理 1.因LESD为点光源发光角度大,发出的光线散射较严重,利用菲涅尔透镜的聚光作用, 将光线汇聚于有效使用范围内,起到增加光效,提高亮度的效果。 2.菲涅尔透镜相对于用一个LED灯,焦距不同,距离不同,可任意设定出射光角度,根 据需求设计。 3.菲涅尔透镜的超薄结构,使光的透射率比传统凸透镜高得多,起重量小于凸透镜,多种 场合都较适用。

双鉴红外探测器工作原理

微波—被动红外复合的探测器,它将微波和红外探测技术集中运用在一体。在控制范围内,只有二种报警技术的探测器都产生报警信号时,才输出报警信号。它既能保持微波探测器可靠性强、与热源无关的优点又集被动红外探测器无需照明和亮度要求、可昼夜运行的特点,大大降低探测器的误报率。这种复合型报警探测器的误报率则是单技术微波报警器误报率的几百分之一。简单的说,就是把被动红外探测器和微波探测器做在了一起,主要是提高探测性能,减少误报。除此之外,市场上也有把微波和主动红外、振动探测器、声音探测器等组合的产品,大家可参考说明书了解。 被动红外探测技术是一探测人体红外辐射与背景物体(墙、家具、树木、地形等)红外辐射相比较而产生的差异部分依据的,背景红外辐射量往往是微弱而稳定的。入侵者(包括各种动物在内)的红外辐射量往往是大的,可以引起警报信号。如果只用一种技术进行探测,各种动物(如狗、猫、老鼠等)及各种非动物的红外辐射源(如暖气、强灯光、太阳光等)往往也会引起警报的,这种报警是符合工作原理的,专门从事双技术探测器研究的科研人员,将微波探测技术和被动红外探测技术组合在一个机壳里构成一种入侵探测器。组成的这种双技术探测器,都选用了不同的工作原理的两种技术组合在一起,使从工作原理上无法避免的误报警的到了抑制。因为双技术探测器要求两种技术都提供报警信息时,才提供一个触发报警信息。其中任何一种提供报警信息,都不触发报警。因此使误报问题得到有效的控制,同时也扩大了探测器的使用范围 微波红外复合探测器的内部结构 下图中是一款有线红外微波复合探测器,其中最上端部分为信号接收、信号处理、信号输出部分;中间为微波探测,下端为红外探测;

主动红外对射探测器的安装施工工艺

红外对射探测器的安装施工工艺 一、要求 1)设置在通道上的探测器,其主要功能式防备人的非法通行,为了防止 宠物、小动物等引起误报,探头的位置一般应距离地面50 M以 上。遮光时间应调整到较快的位置上,对非法入侵作出快速反应。 2)设置在围墙上的探测器,其主要功能是防备人为的恶意翻越,顶上安 装和侧面安装两种均可。 3)顶上安装的探测器,探头的位置应高出栅栏,围墙顶部25 M,以减 少在墙上活动的小鸟、小猫等引起误报。四光束探测器的防误报能 力比双光束强,双光束又比单光束强。 4)侧面安装则是将探头安装在栅栏,围墙靠近顶部的侧面,一般是作墙 壁式安装,安装于外侧的居多。这种方式能避开小鸟、小猫的活动 干扰。 5)安装方式的要求水平,无遮挡;接收,背阳光;叠加,防串扰;靠 墙,防反射。 6)特别提醒线路绝对不能明敷,必须穿管暗设,这是探测器工作安全 性的最起码的要求。 安装在围墙上的探测器,其射线距墙沿的最远水平距离不能大于 30 M,这一点在围墙以弧形拐弯的地方需特别注意。 配线接好后,请用万用表的电阻档测试探头的电源端①、②端 子,确定没有短路故障后方可接通电源进行调试。 二、工艺流程 三、主要机械和工具 冲击钻、¢8 钻头、十字改锥、小一字改锥、绝缘胶布、线坠、激光水

平仪及支架、激光笔、水平尺、三角尺。 四、准备工作/ 作业条件 1)安装在所推荐的最长探测距离内;一般实际探测使用距离≤厂方标称值 的70%。 2)确保发射器与接收器之间无障碍物,视野清晰。如果安装在室外,则应 确保树木花草等不会干扰到射束。 3)接收器应避免强光直射(如日出或日落) 。 4)不要将探测器安装在移动平面上,或可能出现强烈振动的平面上。 5)支杆安装时,则应使用防水外罩,也不要将探测器安装在可能会浸水 的地方,还应避免接触腐蚀性液体。 五、施工做法 1)墙面安装 ①、理想的安装高度= 探测器底部距离地面约0.9 米。 ②、选择合适的安装平面。安装平面应牢固。每个装置都应垂直安 装,不要倾斜。现在的主动红外线探测器能够支持水平180° 全方位转 角,仰俯20°以上转角。 ③、拧松外壳的安装螺钉,取下发射器的外壳。 ④、将纸制模板附在安装表面上,选择¢8 的冲击钻透按照螺丝 孔的位置打眼,塞入¢6 的膨胀塑料栓。 ⑤、初步拧上4 个安装螺钉,固定后挂板。不要拧紧这些螺钉, 应留有足够的空间,以便挂上发射器。 ⑥、在垫片处切一个X 口作为发射器的导线入口。 ⑦、将导线拉至探测器后面,并穿过导线入口。一定要使导线穿过 安装支架上的导线通道,以免挤压。 ⑧、拧紧安装螺钉时,应将镜片旋转到一边,以免损坏。将发射器

实际工程中的红外对射方案

红外对射系统设计 1红外对射系统 红外对射全名叫“光束遮断式感应器”(Photoelectric Beam Detector),其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、LED指示灯等。其侦测原理乃是利用红外线经LED 红外光发射二极体,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接受。当光线被遮断时就会发出警报。红外线是一种不可见光,而且会扩散,投射出去会形成圆锥体光束。红外光不间歇一秒发1000光束,所以是脉动式红外光束。由此这些对射无法传输很远距离(600米内)。 利用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护区时,遮断不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警,它总是成对使用:一个发射,一个接收。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光,形成警戒线,有物体通过,光线被遮挡,接收机信号发生变化,放大处理后报警。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。 目前,常见的主动红外探测器有两光束、三光束、四光束,距离从30米到250米不等,也有部分厂家生产远距离多光束的“光墙”,主要应用于厂矿企业和一些特殊的场所。 2红外对射系统原理 主动红外对射入侵探测器由主动红外发射机和主动红外接收机组成,当发射机与接收机之间的红外光束被完全遮断或按给定百分比遮断时能产生报警状态的装置,叫主动红外入侵探测器。 主动红外发射机通常采用红外发光二极管作光源,其主要优点是体积小、重量轻、寿命长,交直流均可使用,并可用晶体管和集成电路直接驱动。现在的主动红外入侵探测器多数是采用互补型自激多谐振荡电路作驱动电源,直接加在红外发光二级管两端,使其发出经脉冲调制的、占空比很高的红外光束,这既降低了电源的功耗,又增强了主动红外入侵探测器的抗干扰能力 主动红外接收机中的光电传感器通常采用光电二极管、光电三极管、硅光电池、硅雪崩二极管等,按GBl0408.4—2000《入侵探测器第4部分:主动红外对射入侵探测器》规定:“探测器在制造厂商规定的探测距离工作时,辐射信号被完全或按给定百分比遮光的持续时间大于40ms时,探测器应产生报警状态。”为什么要给出一个范围呢?原因是不同的使用部位可以设定(调节)不同的最短遮光时间,这有益于减少系统的误报警。 主动红外对射发射机所发红外光束定发散角,在GBl0408.4—2000标准中规定:“室内使用时,发射机与接收机经正确安装和对准,并工作在制造厂商规定的探测距离,辐射能量有75%。被持久地遮挡时,接收机不应产生报警状态。”为了减少由此引起的误报警,安装使用中应让发射机与接收机轴线重合。

高中物理选修3-4知识点整理

选 修3—4 一、知识网络 周期:g L T π2= 机械振动 简谐运动 物理量:振幅、周期、频率 运动规律 简谐运动图象 阻尼振动 受力特点 回复力:F= - kx 弹簧振子:F= - kx 单摆:x L mg F -= 受迫振动 共振 波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应 特性 实例 声波,超声波及其应用 机械波 形成和传播特点 类型 横波 纵波 描述方法 波的图象 波的公式:vT =λ x=vt 电磁波 电磁波的发现:麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场→预言电磁波的存在 赫兹证实电磁波的存在 电磁振荡:周期性变化的电场能与磁场能周期性变化,周期和频率 电磁波的发射和接收 电磁波与信息化社会:电视、雷达等 电磁波谱:无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、ν射线

二、考点解析 考点80 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求:I 1)如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。 简谐运动的回复力:即F = – kx 注意:其中x 都是相对平衡位置的位移。 区分:某一位置的位移(相对平衡位置)和某一过程的位移(相对起点) ⑴回复力始终指向平衡位置,始终与位移方向相反 ⑵―k ‖对一般的简谐运动,k 只是一个比例系数,而不能理解为劲度系数 ⑶F 回=-kx 是证明物体是否做简谐运动的依据 2)简谐运动的表达式: ―x = A sin (ωt +φ)‖ 3)简谐运动的图象:描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦(余弦)函数的规律变化的,要求能将图象与恰当的模型对应分析。可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向,注意在振幅处速度无方向。 A 、简谐运动(关于平衡位置)对称、相等 ①同一位置:速度大小相等、方向可同可不同,位移、回复力、加速度大小相等、方向相同. ②对称点:速度大小相等、方向可同可不同,位移、回复力、加速度大小相等、方向相反. 相对论简介 相对论的诞生:伽利略相对性原理 狭义相对论的两个基本假设:狭义相对性原理;光速不变原理 时间和空间的相对性:“同时”的相对性 长度的相对性: 20)(1c v l l -= 时间间隔的相对性:2 )(1c v t -?=?τ 相对论的时空观 狭义相对论的其他结论:相对论速度变换公式:21c v u v u u '+'= 相对论质量: 2 )(1c v m m -= 质能方程2mc E = 广义相对论简介:广义相对性原理;等效原理 广义相对论的几个结论:物质的引力使光线弯曲 引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别

菲涅尔透镜的原理及应用

菲涅尔透镜的原理及应用 (国防科大理学院光学小组第六组) [摘要] 菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。菲涅尔透镜可按照光学设计或结构进行分类。菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用;二是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。 [关键词] 菲涅尔透镜;原理;分类;应用;研究与发展状况 本文主要从菲涅尔透镜的历史,基本原理,分类,作用,应用以及国内外的研究与发展状况等方面完整介绍了菲涅尔透镜的相关知识。 1.简介 菲涅尔透镜 (Fresnel lens),又称螺纹透镜,是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔(Augustin·Fresnel)发明的,他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片,也有玻璃制作的,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的,透镜的要求很高,一片优质的透镜必须是表面光洁,纹理清晰,其厚度随用途而变,多在1mm左右,特性为面积较大,厚度薄及侦测距离远。

菲涅尔透镜 菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用;二是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合,如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。 2.菲涅尔透镜的历史 通过将数个独立的截面安装在一个框架上从而制作出更轻更薄的透镜,这一想法常被认为是由布封伯爵提出的。孔多塞(1743-1794)提议用单片薄玻璃来研磨出这样的透镜。而法国物理学家兼工程师菲涅尔亦对这种透镜在灯塔上的应用寄予厚望。根据史密森学会的描述,1823年,第一枚菲涅尔透镜被用在了吉伦特河口的哥杜昂灯塔(Phare de Cordouan)上;透过它发射的光线可以在20英里(32千米)以外看到。苏格兰物理学家大卫·布儒斯特爵士被看作是促使英国在灯塔中使用这种透镜的推动者。 3.菲涅尔透镜的基本原理 菲涅尔透镜的工作原理十分简单:假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如:透镜表面),拿掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度。

红外报警探头

红外报警探头 人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。 1、这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为 10UM左右的红外辐射必须非常敏感。 2、为了仅仅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泥尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。 3、被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。 4、一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。 5、菲泥尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。 优点:本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好。价格低廉。 缺点:1、容易受各种热源、光源干扰。2、被动红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收。3、易受射频辐射的干扰。4、环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。

抗干扰性能 1、防小动物干扰:探测器安装在推荐地使用高度,对探测范围内地面上地小动物,一般不产生报警。 2、抗电磁干扰:探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中4.6.1要求,一般手机电磁干扰不会引起误报。 3、抗灯光干扰:探测器在正常灵敏度的范围内,受3米外H4卤素灯透过玻璃照射,不产生报警。 红外线热释电传感器的安装要求 红外线热释电人体传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系.。正确的安装应满足下列条件: 1、红外线热释电传感器应离地面2.0-2.2米。 2、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。 3、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。 4、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。

对射报警原理、分类及性能比较

对射报警器在现今的社会还是非常常见的,很多朋友在自己小区的围墙上,厂里的围墙上见过,只是之前不知道这黑黑的东西是啥,做什么用的? 对射报警器的作用正如大家所见,常用于周界围墙上的防护,这类场所占地较广,入侵点繁多,我们该怎么保护生命财产的安全?面对市场上琳琅满目的安防产品和解决方案,我们又应该如何选择,防患于未然? 笔者作为深耕安防领域近十年的资深从业人员,现在给需要的朋友讲讲什么是对射报警器、它有那几类及各种的性能比较: 一、什么是对射报警器? 对射报警器总是成对使用,一个发射,一个接收;发射端发出的是肉眼不可见的红外光,因此很多人也叫它红外对射。 它是利用光束遮断方式的探测器,当光线被遮断时就会发出警报。当有人横跨过监控防护区时,遮断不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警,发射端发出一束或多束人眼无法看到的红外光,形成警戒线,有物体通过,光线被遮挡,接收机信号发生变化,放大处理后报警。 它的工作原理如下,每组对射探头均由一个发射端和一个接收端组成(以两束红外线为例)。发射端发射经调制后的红外线,红外线构成了探头的保护区域(图 1 )。 如果有人企图跨越被保护区域,则两条红外线被同时遮挡,接收端输出报警信号,触发报警主机报警(图 2 )。 如果有飞禽(如小鸟、鸽子)飞过被保护区域(图 3 ),由于其体积小,速度快于被保护区域,则发射端认为正常,不向报警主机报警。

二、市面上常见的红外对射的类型及其各自的性能分析 红外对射凭借其报警点位相对精准、安装成本低以及其相对隐蔽的防卫方式,加上技术起步早,技术成熟可靠,使入侵者在不知不觉中触警等特点,得到广泛的应用,大量应用于学校周界防盗、小区周界防盗、工厂周界防盗、银行周界防盗、炸药库周界防盗、油田油库防盗等等。下面我们分析下常见的几种红外对射及其优缺点。 1、有线红外对射 顾名思义,所谓有线红外对射即该 类红外对射需要外接线。外接线分为两 种,一种是电源线,就是通过市电给红 外对射供电;另一种是信号线,也就是 红外对射检测到有物体穿过对射区域 后转变的报警信号,是通过连接线的方 式报告给接收主机。这类探测器的优点 显而易见:一是电力充足,无须考虑电 不够问题;二是有线的报警信号传输 相对稳定,不存在无线报警信号被干扰 的问题;但是它的缺点也很突出:一是安装起来比较麻烦,需要专业人员进行施工;二是碰到停电或者线路损坏的话,对射无法正常工作,并且售后维修也是一件棘手的事情;三是行业门槛太低,国内很多的报警器生产厂家纯粹依靠模仿就能生产,导致红外对射质量参差不齐;四是只采用红外脉冲光,光穿透力不够,起雾下雨的时候误报非常的高;五是采用连续光的工作机制,发光管收光管都24小时不间断工作,衰减很快,使用寿命一般为1-2年,非常短。六是雷暴季节容易受到雷击,因全部设备有源连接,会导致整体损坏,系统瘫痪。总的来讲,有线红外对射虽然目前广泛应用于各类场所,但是高误报、高维护、短使用寿命一直困扰着大家。 2、太阳能无线红外对射 太阳能无线红外对射是在有线红外对射的基础上进行了较大的改良。首先它采用太阳光能中的自然光转换成电能的方式给红外对射供电,无需太阳光直射,解决了阴雨天、背阴面供电的问题,也解决了有线红外对射需要铺设电源线的问题;其次它采用的是跳频的无线信号传输方式,解决了无线信号被干扰的问题,

红外线传感器工作原理和技术参数

红外线传感器工作原理和技术参数 人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为~μm;紫光的波长范围为~μm。比紫光光波长更短的光叫紫外线,比红光波长更长的光叫红外线 最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件,红外传感器就是其中的一种。随着现代科学技术的发展,红外线传感器的应用已经非常广泛,下面结合几个实例,简单介绍一下红外线传感器的应用。 人体热释电红外传感器和应用介绍 被动式热释电红外探头的工作原理及特性: 一般人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,电后续电路经检验处理后即可产生报警信号。 1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。 2)为了仅仅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尼尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。 3)被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。 4)一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。 5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。 在电子防盗、人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。 红外线遥控鼠标器中的传感器 在机械式鼠标器底部有一个露出一部分的塑胶小球,当鼠标器在操作桌面上移动时,小球随之转动,在鼠标器内部装有三个滚轴与小球接触,其中有两个分别是X轴方向和Y轴方向滚轴,用来分别测量X轴方向和Y轴方向的移动量,另一个是空轴,仅起支撑作用。拖动鼠标器时,由于小球带动三个滚轴转动,X轴方向和Y轴方向滚轴又各带动一个转轴(称为译码轮)转动。译码轮(见图1)的两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器,组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敏晶体管A和B,如图2所示。由于译码轮有间隙,故当译码轮转动时,红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上,时而被阻断,从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异,从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差,利用这种方法,就能测出鼠标器的拖动方向 照相机中的红外线传感器――夜视功能 红外夜视,就是在夜视状态下,数码摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体,关掉红外滤光镜,不再阻挡红外线进入CCD,红外线经物体反射后进入镜头进行成像,这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像,而不是可见光反射所成的影像,即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。索尼数码摄像机首创了红外线夜视摄影功能,能够在全黑环境下进行拍摄,甚至连肉眼也不能分辨清楚的物体,现在也可以清晰地拍摄下来。这种夜视的特点是可以在完全没有光线的条件下进行拍摄,但由于采用的是红外摄影,无法进行彩色的还原,所以拍摄出来的画面是单色的,影像会变绿。不久之后,索尼又推出了拥有超级红外线夜视摄功能的数码摄像机,红外线功能的慢速快门为2段选择,超级红外线夜摄功能的慢速快门为自动调节,可以获得更好的影像效果。举一个大家都见过的例子,在美国空袭伊拉克时,

红外对射方案

虹康别墅红外对射方案 一、概述 当前,随着经济的发展,一个个新的小区建设,人们对小区的设备安全防范越来越重视,采取了许多措施来保护小区的安全。以往的做法是安装防盗网,但也存在有碍美观,犯罪分子易发现躲蔽,不能有效地防止坏人的入侵等缺点。现在,全国各地区的小区都在迅速地开展建设现代化的智能防盗活动,对其中的安全防范系统、监控系统等提出了更高的要求。因为在多数小区多设在郊区,小区的四周白天或夜间活动人员少时,犯罪分子很容易有从围墙进入厂区作案,为了使不因该发生的意外损失降到最低,必须要有一套专门的安全设备与操作人员,来维护和管理小区的财产安全不受任何侵害。 二、设计指导思想 本设计方案力求使本系统达到技术先进、经济实用、安全可靠、质量优良的要求,设计中遵循以下原则: 1)先进性 在投资费用许可的情况下充分利用现代最新技术、最可靠的科技成果,以便该系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。并使系统具有强大的发展潜力。 2)可靠性 必须考虑采用被证明为成熟的技术与产品,在设备的选型和系统的设计中尽量提高系统的可靠性。 3)实用性和便利性 在满足系统的功能要求和实际使用需要的基础上,采用实用的技术和设备,确保设备使用方便、安全, 并且经久耐用。 4)可扩充性与经济性 为满足今后的发展需要,系统在使用的产品系统、容量及处理能力等方面必须具备兼容性强、可扩充与换代的特点,确保整个系统可以不断得到改进和提高。 5) 规范性与结构化 三、系统目标 别墅的防护主要为周界防盗报警。 设置周界防范报警系统的目的是:建立安全可靠的环境,加强出入口的管理,同时防范非法翻阅围墙或窗户。周界防越报警系统就是要别墅周界的管理,防止非法人员通过翻越窗子进入院子,辅助保安对于小区的安防管理,降低小区保安的工作难度。 四、系统功能 报警主机,将所有的周界主动红外探测器接在一部主机上,报警信号传送到总的系统平台,这样工程非常简单。周界防越报警系统是利用主动红外移动探测器将小区的周界控制起来,并连接到管理中心的计算机,当外来入侵翻越围墙、栅栏时,探测器会立即将报警信号发送到管理中心,同时启动联动装置和设备,对入侵者进行阻吓,可以进行联动的摄像和录像。 根据四周地形特点,设置了不同对数对射式红外报警探测器位于小区四周围墙上,主要用于防止非法入侵,报警信号接入报警主机,对各种非法入侵活动进行报警。 其系统构成图如下:

被动红外探头工作原理

被动红外探头工作原理特性及新技术 在电子防盗探测器领域,被动红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。但随着入侵者的反侦测技术手段的提高,从而对探头的要求也越来越高,普通被动红外探头的局限性也越来越明显,这样,新一代的被动红外探头也应运而生。因为美国的美安科技的Focus牌探头采用了很多最新技术,使用也较为广泛。所以,下面就结合该产品的技术特性来阐述被动红外探头的最新技术。 1.被动红外探头的工作原理及特性 被动红外探头是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收了红外辐射温度发生变化时就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。 1) 这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须敏感。 2) 为了仅仅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滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。 3) 被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。 4) 一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。 5) 多视场的获得,一是多法线小镜面组成的反光聚焦,聚光到传感器上称之为反射式光学系统。另一种是透射式光学系统,是多面组合一起的透镜——菲涅尔透镜聚焦在红外传感器上。 6) 这要指出的是被动红外的几束光表示有几个视场,并非被动红外发红外光,视场越多,控制越严密。 2.被动红外探头的优缺点: 优点:本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好。价格低廉。 缺点:◆容易受各种热源、光源干扰 ◆被动红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收。 ◆易受射频辐射的干扰。 ◆环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。 3.被动红外探测新技术说明 下面针对上述的被动红外探测器的缺点,结合美国的美安科技的Focus牌的红外探测技术,进行详细发分析。通过对其缺点分析发现,我们实际上要解决误报和探测下降甚至失灵的问题: 3.1误报问题 为了降低误报率,只要排除误报等因素就可以大大降低误报率。 误报的因素可以分为两类: 外界的因素: ●外界的热光源(尤其是白光光源):如阳光、照明光源等; ●外界的射频信号。 内部因素: ●内部由于器件等的噪声和干扰,如光热释感应器的信号瞬变等。针对以上情况,枫叶公司的新一带红外探头、采用一些独特的技术来解决此类问题。 信号出/入分析

由惠更斯原理可以解释反射定律和折射定律

由惠更斯原理可以解释反射定律和折射定律,并给出n 的物理意义 两种媒质 媒质1、媒质2,这是两种媒质的分界面 一束平行光(光线为1、2、3〃〃〃〃n )从媒质1射向媒质2,光线1、2、3〃〃〃n 分别交界面于A 1B 2B 3···B n 过A 1作平行光的波面,交光线于A 2A 3···A n 当光线1→到达A 1同时 光线2→到达A 2 光线3→到达A 3 光线n →到达A n 而光线2还要经 12 22V B A t = 时间才能到达B 2 光线3还要经 13 33V B A t = 时间才能到达B 3 …………………………………………… 光线n 还要经 V B A t n n n = 时间才能到达B n V 1为光波在媒质1中的波速,设在媒质2中波速为V 2 每条光线到达分界面上时,都同时发射两个次波。反射次波和折射次波 反射次波——向媒质1内发射反射次波 当光线n 到达B n 点时,A 1点发出的反射次波波面和透射次波波面分别是以V 1t n V 2t n 半径的半球面。 B 2点发出的反射次波波面和透射次波波面分别是以V 1(t n -t 2),V 2(t n -t 2)为半径的半球面。 光线 所有时间 到达点 反射波波面半径 透射波波面半径 1→A 1 0 A 1 V 1t n V 2t n 2→A 2 12 22V B A t = B 2 V 1(t n -t 2) V 2(t n -t 2)

3→A 3 13 33V B A t = → B 3 V 1(t n -t 3) V 2(t n -t 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . n →A n V B A t n n n = → B n 0 0 这些次波面一个比一个小,直到B n 处缩成一个点。 按惠更斯原理: 这一时刻总扰动的波面是这些次波面的包络面 反射次波和透射次波总扰动的波面是这些次波的波面的包络面,且包络面是通过B n 点的平面。 设反射波总扰动的波面与各次波面相切于C 1C 2C 3···C n 透射波总扰动的波面与各次波面相切于D 1D 2D 3〃〃〃D n 连接次波源与切点,即得总扰动的波线 即反射光线A 1C 1 B 2C 2〃〃〃 透射光线A 1D 1 B 2D 2〃〃〃 (折射光线) 下面证明∵A 1C 1=A n B n A 1B n 公共 ∴RT ΔA 1C 1B n ≌RT ΔA 1A n B n ∴∠A n A 1B n =∠A 1B n C 1 又 ∴∠A n A 1B n =i 1 ,∠A 1B n C 1=i 11 ∴i 1=i 11 反射定律

红外对射说明书接线图

第一章主动红外对射探测器(探头) 第一节双光束主动红外探测器 一、产品型号规格 1、命名规则SAB-xx 室外警戒距离 新安宝产品双光束对射系列 2、双光束型号规格SAB-20 / 30 / 40 / 60 / 80 / 100 室外警戒距离20米/30米/40米/ 60米/80米/100米 二、组成及基本工作原理 1、双光束主动红外探测器由投光器(T)与受光器(R)两部分组 成。 2、由投光器发射出两束红外光,受光器在另一端接收由投光器 发出的红外光辐射能量,并经过光电转变为电信号,此电信号经 过适当处理后再送往报警控制器电路,如图所示: 3、因为红外光为不可见光,所以在投光器与受光器之间构成了 一道人眼瞧不同的封锁线,当有人穿越或阻挡红外光时,受光器 输出的电信号会发生变化,从而启动报警控制器发出报警号。 三、各组成部件名称(如图2) 五、外形尺寸(如图3) 六、探测示意图(如图4) 七、产品特点: ※自动增益电路(AGC)设计,适应雨、雾、雪等恶劣天气;

※采用日本技术菲涅尔螺纹透镜,多重聚焦,抗杂光能力强; ※使用进口大功率发射管(金属包装管),光束射程远; ※外壳采用PC塑料,韧性好,不变形,抗紫外线穿透能力强; ※防雷电路设计。 ※受光指示、OK指示、瞄准镜、对准电压测试 八、主要技术参数: 九、接线方法: 十、安装与调试: 1、安装方式有墙壁安装方式与固定支架安装方式(见说明书); 2、按九所示接线连接; 3、调试: ⑴取下瞄准镜,进行远距离观察; ⑵调整上下调整螺钉及水平调整支架,使对面的探测器影像落入瞄准镜中间部位,此时受光器GOOD指示灯应点亮; ⑶将万用表笔插入测试孔,再重复⑵的划线部分操作,使测试电压为4V左右为探测器正常工作状态,如调试使测试电压为4、3~4、5时,受光器GOOD指示灯最亮,探测器则处于最佳工作状态。 十一、注意事项: 1、投光器与受光器之间不应遮挡物; 2、安装支架(与基础)要稳固; 3、受光器不能正对太阳;

红外探测器原理

红外探测器原理 安防2007-10-16 10:17:07 阅读888 评论3 字号:大中小订阅 被动红外探测器 凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射,而温度低于1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域,因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。而任 何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波 长和距离也不尽相同,通常分为三个波段。 近红外:波长范围0.75~3μm 中红外:波长范围3~25μm 远红外:波长范围25~1000μm 人体辐射的红外光波长3~50μm,其中8~14μm占46%,峰值波长在9.5μm。㈠被动红外报警探测器 在室温条件下,任何物品均有辐射。温度越高的物体,红外辐射越强。人是恒温动物,红外辐射也最为稳定。我们之所以称为被动红外,即探测器本身不发 射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。探测器安装后数秒种已适 应环境,在无人或动物进入探测区域时,现场的红外辐射稳定不变,一旦有人体 红外线辐射进来,经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号,而发出警报 。被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。 被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器(或称为红外传感器)及报警 控制器等部分组成。其核心是不见是红外探测器件,通过关学系统的配合作用可 以探测到某个立体防范空间内的热辐射的变化。红外传感器的探测波长范围是8~14μm,人体辐射的红外峰值波长约为10μm,正好在范围以内. 被动式红外探测器(Passive Infared Detector,PIR)根据其结构不同、警 戒范围及探测距离也有所不同,大致可以分为单波束型和多波束型两种。单波束PIR采用反射聚焦式光学系统,利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。这种方式的探测器境界视场角较窄,一般在5°以下,但作用距离较远,可长达百米。因此又称为直线远距离控制型被动红探测器,适合保护狭长的走廊、通道以及封锁门窗和围墙。多波束型采用透镜聚焦式光学系统,目前大都采 用红外塑料透镜——多层光束结构的菲涅尔透镜。这种透镜是用特殊塑料一次成

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。 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 1 1.1f 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

菲涅尔透镜简介

菲涅尔透镜介绍 菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ,又名螺纹透镜,一般由高透明材料注塑或压注而成的薄片,也有玻璃制作的,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。透镜的要求很高。一片优质的透镜必须表面光洁,纹理清晰,其厚度随用途而变,多在1-2mm左右,特性为面积大、厚度薄及侦测距离远。 菲涅尔透镜在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合,如投影机、薄膜放大镜、红外探测器及照明等。 使用普通的凸透镜,会出现边角变暗、模糊的现象,这是因为光的折射只发生在介质的交界面,凸透镜片较厚,光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。如果可以去掉直线传播的部分,只保留发生折射的曲面,便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅耳透镜就是采用这种原理的。菲涅尔透镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路的平板玻璃,却能达到凸透镜的效果,如果投射光源是平行光,汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。 菲涅尔透镜的应用 菲涅尔透镜应用于多个领域,包括: 投影显示:菲涅尔投影电视,背投菲涅尔屏幕,高射投影仪,准直器; 聚光聚能:太阳能用菲涅尔透镜,摄影用菲涅尔聚光灯,菲涅尔放大镜; 航空航海:灯塔用菲涅尔透镜,菲涅尔飞行模拟; 科技研究:激光检测系统等; 红外探测:无源移动探测器; 照明光学:汽车头灯,交通标志,光学着陆系统。 智能家居:安防系统探测器等 我公司生产的菲涅尔镜,采用主要注塑和热压两种方式。 注塑菲涅尔透镜: 设备是进口的高精密注塑机,主要生产小规格菲涅尔透镜(8吋以下),可以大规模提供需求。热压菲涅尔透镜: 设备是根据工艺需求自主设计制造的专用自动热压机。热压的菲涅尔镜产品精度高,质量好,主要用在成像方面,产品尺寸规格3-10吋,也可以定制超大尺寸的产品。外形由数控激光激光机切割,产品形状任意,可以根据客户需要选择定制。 根据菲涅尔透镜的工作原理,一般热压菲涅尔透镜的成像质量优于注塑产品,但热压的生产成本也高于注塑产品。因此用于图像处理时,要选用热压菲涅尔透镜,用于聚光处理的,可以选用注塑菲涅尔透镜。

热释电红外传感器工作原理讲解学习

1 概述 随着时代的不断进步,人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客?现在很多小区都安装了智能报警系统,因而大大提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全?由于红外线是不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗?警戒等安保装置中得到了广泛的应用?此外,在电子防盗?人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉?技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎? 目前国内使用的各类防盗?保安报警器基本都是以超声波?主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础?而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器?这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号,同时,它还能鉴别出运动的生物与其它非生物?热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可以用于自动控制?接近开关?遥测等领域?用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比,具有如下特点: ●不需要用红外线或电磁波等发射源? ●灵敏度高?控制范围大? ●隐蔽性好,可流动安装?

2 热释电红外传感器的原理特性 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,其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂?硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成,其极化随温度的变化而变化?为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式,因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出?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104MΩ,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?热释电红外传感器由传感探测元?干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成?设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片,并在它的两面镀上金属电极,然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元?由于加电极化的电压是有极性的,因此极化后的探测元也是有正?负极性的? 图1是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图?使用时D端接电源正极,G 端接电源负极,S端为信号输出?该传感器将两个极性相反?特性一致的探测元串接在一起,目的是消除因环境和自身变化引起的干扰?它利用两个极性相反?大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿?对于辐射至传感器的红外辐射,热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上,从而使传感器输出电压信号? 制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料,它的探测波长范围为0.2~2 0μm?为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度,该传感器在窗口上加装了一块

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