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红外人体感应设备能正确区分人和动物吗?

信息来源: http://www.win-sensor.com  时间:2020/6/10 17:15:53 

人体感应开关,英文名称为PIR Motion Sensor Switches,又名为红外智能开关、热释人体感应开关,是一种可自动识别人类存在以更换开关状态的开关。当其感应范围内有人类存在时,其开关处于开的状态,当人类离开其感应范围一段时间后,其自动将状态切换为关闭状态。

人体感应开关主要由热释电红外传感器构成,利用的是红外感应的原理,对人类发出的特定波长的红外线进行识别,具有结构简单、性能好、精度高等特点。

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数字热释电传感器RDB223/224/226

热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出。

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热释电结构图

为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离,一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜。菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理,在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”,以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时,人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”,这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,从而强化其能量幅度。

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由于人体体温恒定,因此其释放出的红外线波长一定,当红外传感器的探头接收到人类释放的红外线时,通过菲涅尔镜片将其聚焦在热释电元件上,该元件上的电荷平衡被打破,向外释放电荷。

红外传感器所连电路通过对其电荷的检测得知有人类存在,便控制开关处于“开”的状态,完成人体感应。当人类离开一段时间内,开关会持续处于“开”的状态,而超过设定的延时时间后,红外传感器感应不到人类的存在,便将开关状态切换为“关闭”。

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人体辐射的红外中心波长为8-12µm,峰值波长为9.36µm,探测敏感元件表面镀有金黑吸收层,在2~15µm范围的吸收率>90%以上,人体探测的滤光片可通过光的波长范围是5.5um~14µm。

波长介于红光和微波间的非可见红外光,有着显著的热效应,虽然肉眼不可见,但可以通过红外探测器检测到。温血动物在日常生活中主要是以红外线辐射的形式进行散热。无论是人还是动物,都会辐射出红外线,因此常规的红外传感器是无法分辨出人和动物的。


技术的不断突破,也推动着红外传感器的市场应用进一步扩大。现在市面上也有一些防小宠物的红外报警器。每个生产厂家对抗小宠物干扰的处理方式是不一样的,但不外乎有两种方式:

一种是物理方式。即通过菲涅尔透镜的分割方式的改变来降低由于小宠物引起误报的概率,这种方式是表面的,效果也是有限的。

第二种方式是采用对探测信号处理分析方式。主要是对探测的信号进行数据采集,然后分析其中的信号周期,幅度,极性,这些因素具体反应出移动物体的速度、热释红外能量的大小,以及单位时间内的位移。探测器中的微处理器将采集的数据进行分析比较,由此判断移动物体可能是人还是小动物 。


但是,我们要注意的是被动红外探测器的防小宠物功能是相对的。这种相对性包括两个方面,一个是防宠物是相对的,相对于没有防宠物功能的探测器其误报率是大大降低了,它对小宠物的数量和大小有一定限度的。第二方面是安装位置是要有一定要求度的,并不是随意的安装就可以达到防小宠物功能。

随着技术的不断研发,目前,红外探测传感器正朝着探测率更高,响应波长更大,响应时间更短,抗干扰性能更高,生产成本更低的方向发展。



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