Az infravörös elv és a LED -es világítás használata
Infravörös spektroszkópia
Azt a fényt, amelyet az emberek szabad szemmel látnak, látható fénynek nevezzük, és a látható fény hullámhossza 380-750 nm. A látható fény hullámhosszának sorrendje a rövidtől a hosszúig bíbor fény → kék fény → ciánkék fény → zöld fény → sárga fény → narancssárga fény → piros fény. A vörös fénynél hosszabb hullámhosszú fényt infravörös fénynek vagy infravörös fénynek (infravörös) nevezzük. Az infravörös fény olyan fény, amelyet az emberek szabad szemmel nem látnak.
A fény egy részének hullámhossz -eloszlása a következő:
Ibolya fény (O.40 ～ 0,43μm); kék fény (0,43 ～ 0,47μm); ciánkék fény (0,47 ～ 0,50μm); zöld fény (0,50 ～ 0,56μm); sárga fény (0,56 ～ 0,59μm); narancssárga fény (0,59 × 0,62μm); vörös fény (0,62 ～ 0,76μm); infravörös (0,76 ～ 1000μm); Az infravörös fényt a következőkre lehet osztani:
1. Közel-infravörös (760-3000 nm); 2. Közép-infravörös (3000 ～ 60000rim); 3. Távoli infravörös (6000 ～ 150000nm).
Bármilyen tárgy, amelynek hőmérséklete a természetben van, infravörös sugarakat sugároz, de a sugárzott infravörös sugarak hullámhossza eltérő. Kísérletek szerint az emberi test által sugárzott infravörös (energia) hullámhosszak főként körülbelül 10 000 nm -en koncentrálódnak. Az emberi test infravörös hullámhosszának jellemzői szerint érzékelő eszköz használata esetén az emberi test által sugárzott infravörös érzékelhető, és eltávolíthatók az egyéb felesleges fényhullámok.
Az emberi tevékenységre vonatkozó információk észlelésének célja megvalósítható. Ezért megjelent egy érzékelő termék, amely érzékeli az emberi test infravörös sugarait. Az emberi test infravörös érzékelője a piroelektromos elv szerint készült.
Piroelektromos elv
Az emberi test infravörös érzékelője egyfajta érzékelő termék, amelyet a piroelektromos hatás elvével készítettek. Mi a piroelektromos hatás? Ez egy olyan jelenség, amelyben a hőmérséklet változása miatt elektromos töltések keletkeznek.
A piroelektromos hatás egyértelműen szemléltetésére is megjelenik. Diagrammal illusztrálja.
Az 1. ábra a hőmérsékletváltozási görbe sematikus diagramja: a 2. ábra a hőmérsékletváltozás okozta érzékelőfelületi töltésváltozási állapotgörbe sematikus diagramja; A 3. ábra az érzékelő felületének töltésváltozása által okozott feszültségváltozás kimeneti görbéjének sematikus diagramja.
Az 1. ábra kezdeti szakaszában (T) a piroelektromos infravörös érzékelő hőmérséklete nem változik infravörös sugárzás nélkül, az érzékelő felületén lévő töltés semleges állapotban van, és a pozitív és negatív elektronok egyenlők (A ). Ekkor az érzékelőnek nincs kimenete (0). L ábra A második szakasz (T + △ T), amikor hőmérsékletváltozás következik be. Az emberi test infravörös sugárzása alatt, ha a piroelektromos infravörös érzékelő hőmérséklete △ T -kal emelkedik, az érzékelő felületén lévő töltés ennek megfelelően változik a 2. ábra (B) ábra szerint. Ha a hőmérsékletváltozás △ T, a megfelelő töltésváltozás △ V változást eredményez. Ezért az érzékelő kimenete △ V. Az idő múlásával az érzékelő felülete újra felszívja az ionokat a levegőben, és megszünteti egymást, hogy elérje a semlegesített állapotot, amint az a 2c. Ekkor az érzékelő visszatér a kimenethez (O). Amint azt a 3. ábra mutatja.
Amikor a hőmérséklet csökken, a hőmérséklet visszatér eredeti állapotába (T), és a szabad polarizációs állapotát a 2D ábra mutatja. Mivel a hőmérsékletcsökkenés és -változás folyamata (viszonylag szólva) ellentétes a hőmérséklet -növekedéssel, a töltésváltozás folyamata az érzékelő felületén éppen az ellenkezője a változási folyamatnak, amikor emelkedik, ami fordított folyamat.
Ezért az érzékelő kimeneti jele △ V, amint az a 3. ábrán is látható. Ugyanígy, ahogy telik az idő, az érzékelő felülete újra felszívja az ionokat a levegőben, és az érzékelő kimeneti jele megint nulla lesz.
Az érzékelő'. Kimeneti jele az emberi tevékenységre vonatkozó információk érzékelésének teljes folyamatához a 3. ábrán látható. Az érzékelő kimeneti diagramjából nem nehéz megállapítani, hogy az érzékelő által az emberi tevékenységek által kibocsátott jel egy teljes hullámforma. A kísérletben. Ha a jelet erősítővel erősítik, majd oszcilloszkóppal megfigyelik, akkor pozitív és negatív impulzus lesz. Más szóval, az érzékelő kimenet által érzékelt mozgásjel hasonló a teljes l Hz -es impulzusjelhez.
Infravörös érzékelő
A piroelektromos érzékelőben korábban az egy elemes érzékelőt használták. Mivel az egy elemből álló érzékelőt jobban befolyásolják olyan tényezők, mint a szórt fény, az alkalmazás hatása viszonylag gyenge. Ezért manapság általánosan használják a kételemes érzékelő egységeket. Ennek a típusú érzékelőnek a következő előnyei vannak:
1. Nagy érzékenységgel rendelkezik.
2. A két egység eszköze fordítva van csatlakoztatva. Ezért az egyidejűleg bevitt infravörös sugarak törlik egymást, és nincs kimenet. Ez növeli a külső kóbor fényekkel szembeni stabilitást, a környezeti hőmérsékletváltozásokat és a külső rezgéshatásokat (lásd 5. ábra).
A piroelektromos infravörös érzékelő rendkívül magas bemeneti impedanciája miatt nagyon könnyű a zaj bevezetése.
Ezért elektromágneses árnyékoló kezelést kell végezni az érzékelőn, így a fémcsomagot elfogadják, és a héjat földelik. Ily módon el lehet érni a rendetlen zajok árnyékolásának célját.
A természetben minden tárgy által sugárzott hőenergia arányos a saját hőmérsékletével. Minél magasabb egy tárgy hőmérséklete, annál rövidebb a sugárzott hőenergia csúcshullámhossza. A 36-37 ° C hőmérsékletű emberi test infravörös sugarakat sugároz, amelyek csúcshőenergiája körülbelül 900-1000 nm. Ezért piroelektromos infravörös érzékelővel kimutatható az emberi test jelenléte vagy hiánya.
Annak érdekében, hogy elkerüljék a napfény és a világító fények befolyását az emberi test jelenlétének vagy hiányának megfigyelése során, általában szűrőt kell hozzáadni a piroelektromos infravörös érzékelő felületéhez. Ugyanakkor, mivel az emberi test lassan mozog, nagy hatékonyságú, fókuszáló Fresnel lencsét és egyéb tartozékokat is hordoznia kell, amelyek megfelelnek a tényleges használati igényeknek.
