熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部構(gòu)造是怎樣的？

一直以來，熱釋電紅外傳感器都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)頍後岆?a href="/tags/紅外傳感器" target="_blank">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在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號。制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0.2-20um。為了對某一波長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范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。

也就是說，熱釋電紅外傳感器主要有4部分組成：熱電元件，濾光片，場效應(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， 因而無信號輸出。人體經(jīng)過時(shí)，人體外紅輻射透過部分鏡面聚焦，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

2. 濾光片的作用

濾光片是用來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，從而使物體變得更暗。

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

3. 場效應(yīng)管的作用

熱電元件只能產(chǎn)生電流信號，經(jīng)過場效應(yīng)管完成阻抗變化變成電壓信號再進(jìn)行放大輸出。場效應(yīng)管工作原理用一句話說，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，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，表示的過渡層的擴(kuò)展因?yàn)椴缓艽?，根?jù)漏極-源極間所加VDS的電場，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)。從門極向漏極擴(kuò)展的過度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型，ID飽和。將這種狀態(tài)稱為夾斷。這意味著過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靈敏度和接收角度要求來設(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 的檢測距離和角度。通過控制菲涅耳透鏡內(nèi)部的角度，可以控制焦距，制作出檢測距離不同的 PIR。聚焦是把紅外信號聚焦到 PIR 上，控制檢測距離和角度將檢測區(qū)分隔成交替的靈敏區(qū)和盲區(qū)，增加檢測靈敏度。

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