市面上有很多不同類(lèi)型的感應燈，而以下這幾種的感應燈是最常見(jiàn)的：聲光控感應燈、人體紅外感應燈、雷達感應燈。今天我們就來(lái)了解一下人體紅外感應燈的關(guān)鍵元器件——熱釋電傳感器。

紅外人體感應燈可以在悄無(wú)聲息的情況下，實(shí)現開(kāi)燈動(dòng)作。它主要是通過(guò)一個(gè)熱釋電傳感器加菲尼爾透鏡以及外圍控制電路組成。

熱釋電傳感器可以感應人體溫釋放的熱輻射，菲尼爾透鏡則可以收集和聚焦人體釋放紅外線(xiàn)。

當有人出現在感應范圍內時(shí)，菲尼爾透鏡將人體熱量釋放出來(lái)的紅外輻射聚焦到熱釋電傳感器上，再由熱釋電傳感器輸出一個(gè)控制型號到后段電路，實(shí)現燈的亮滅控制。

工作原理

但凡有溫度的物體都會(huì )對外產(chǎn)生熱輻射，不同的溫度物體所輻射的波長(cháng)也不同，而人體都有恒定的體溫，因此會(huì )輻射出一種特定長(cháng)度紅外線(xiàn)，而PIR人體紅外感應器能接受感應到這種波長(cháng)，導致電流變化，觸發(fā)報警。

紅外熱釋電人體感應傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線(xiàn)而工作的。

主要原理是：人體發(fā)射的10μm左右的紅外線(xiàn)通過(guò)菲涅爾透鏡增強后聚集到熱釋電元件PIR(被動(dòng)式紅外)探測器上，

當人活動(dòng)時(shí)，紅外輻射的發(fā)射位置就會(huì )發(fā)生變化，該元件就會(huì )失去電荷平衡，發(fā)生熱釋電效應向外釋放電荷，紅外傳感器將透過(guò)菲涅爾透鏡的紅外輻射能量的變化轉換成電信號，即熱電轉換。

在被動(dòng)紅外探測器的探測區內無(wú)人體移動(dòng)時(shí)，紅外感應器感應到的只是背景溫度，當人體進(jìn)入探測區，通過(guò)菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集后與系統中已存在的探測數據進(jìn)行比較以判斷是否真的有人等紅外線(xiàn)源進(jìn)入探測區域。

被動(dòng)式紅外傳感器有個(gè)關(guān)鍵性的元件——菲涅爾透鏡。

菲涅爾透鏡有兩個(gè)作用：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射在PIR上；二是將探測區內分為若干個(gè)明區和暗區，使進(jìn)入探測區的移動(dòng)物體/人能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。

一般還會(huì )匹配低噪放大器，當探測器上的環(huán)境溫度上升，尤其是接近人體正常體溫(37℃)時(shí)，傳感器的靈敏度下降，經(jīng)由它對增益進(jìn)行補償，增加其靈敏度。

紅外人體傳感器的兩個(gè)關(guān)鍵使用環(huán)境因素：溫差和移動(dòng)，對于靜止，或者目標和環(huán)境溫差不大，不適用。

安裝要求

人體紅外感應器只能安裝在室內，其靈敏度和安裝位置有很大聯(lián)系。正確安裝人體紅外感應器應當滿(mǎn)足以下條件：

1. 安裝位置應該遠離暖氣、空調、冰箱、火爐等空氣溫度變化敏感的地方

2. 不要直對窗口，防止窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì )引起誤報

3. 不要安裝門(mén)口、風(fēng)道等有強氣流活動(dòng)的地方

4. 探測范圍內不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。

菲涅爾透鏡

菲涅爾透鏡是由法國物理學(xué)家?jiàn)W古斯汀.菲涅爾（Augustin.Fresnel)發(fā)明的，他在1822年最初使用這種透鏡設計用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統——燈塔透鏡。

菲涅爾透鏡(Fresnel Lens)是一種微細結構的光學(xué)元件，從正面看其象一個(gè)飛鏢盤(pán)，由一環(huán)一環(huán)的同心園組成。

菲涅爾透鏡，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是在透鏡的一側有等距的齒紋，通過(guò)這些齒紋，可以達到對指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用。

傳統的打磨光學(xué)器材的帶通光學(xué)濾鏡造價(jià)昂貴。菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。典型的例子就是PIR（被動(dòng)紅外線(xiàn)探測器）。

PIR廣泛的用在警報器上。如果你拿一個(gè)看看，你會(huì )發(fā)現在每個(gè)PIR上都有個(gè)塑料的小帽子。這就是菲涅爾透鏡。小帽子的內部都刻上了齒紋。這種菲涅爾透鏡可以將入射光的頻率峰值限制到10微米左右（人體紅外線(xiàn)輻射的峰值）。

熱釋電紅外傳感器

熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測元件。

在每個(gè)探測器內裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內的場(chǎng)效應管放大后向外輸出。

為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個(gè)菲涅爾透鏡，利用菲涅爾透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區”和“高靈敏區”，以提高它的探測接收靈敏度。

當有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線(xiàn)就不斷地交替從“盲區”進(jìn)入“高靈敏區”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。

菲涅爾透鏡和放大電路相配合，可將信號放大70分貝以上，這樣熱釋電紅外傳感器就可以檢測到10~40米范圍內人的行動(dòng)。

人體輻射的紅外線(xiàn)中心波長(cháng)為9~10--um，而探測元件的波長(cháng)靈敏度在0.2~20--um范圍內幾乎穩定不變。

在傳感器頂端開(kāi)設了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(cháng)范圍為7~10--um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長(cháng)的紅外線(xiàn)由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專(zhuān)門(mén)用作探測人體輻射的紅外線(xiàn)傳感器。