Принцип інфрачервоного випромінювання та використання світлодіодного освітлення
Інфрачервона спектроскопія
Світло, яке люди можуть бачити неозброєним оком, називається видимим світлом, а довжина хвилі видимого світла становить 380-750 нм. Порядок довжини хвилі видимого світла від короткого до довгого - фіолетове світло → синє світло → блакитне світло → зелене світло → жовте світло → помаранчеве світло → червоне світло. Світло з більшою довжиною хвилі, ніж червоне, називається інфрачервоним або інфрачервоним (інфрачервоне). Інфрачервоне світло - це світло, яке люди не бачать неозброєним оком.
Розподіл частини світла по довжині хвиль виглядає наступним чином:
Фіолетове світло (O.40 ～ 0.43μm); синє світло (0,43 ～ 0,47 мкм); блакитне світло (0,47 ～ 0,50 мкм); зелене світло (0,50 ～ 0,56 мкм); жовте світло (0,56 ～ 0,59 мкм); помаранчеве світло (0,59 ～ 0,62 мкм); червоне світло (0,62 ～ 0,76 мкм); інфрачервоний (0,76 ～ 1000 мкм); Інфрачервоне світло можна розділити на:
1. Близьке інфрачервоне випромінювання (760 ～ 3000 нм); 2. Середній інфрачервоний (3000 ～ 60000rim); 3. Далеко-інфрачервоний (6000 ～ 150000 нм).
Будь -який об'єкт з природною температурою випромінює інфрачервоні промені, але довжини хвиль випромінюваних інфрачервоних променів різні. Згідно з експериментами, довжина хвилі інфрачервоного випромінювання (енергії), випромінювана людським тілом, в основному зосереджена приблизно на 10000 нм. Відповідно до характеристик інфрачервоної довжини хвилі людського тіла, якщо використовується пристрій виявлення, можна виявити інфрачервоне випромінювання, випромінюване людським тілом, та інші непотрібні світлові хвилі.
Мета виявлення інформації про діяльність людини може бути досягнута. Тому з’явився сенсорний продукт, який виявляє інфрачервоні промені людського тіла. Інфрачервоний датчик тіла людини виготовлений за принципом піроелектрики.
Піроелектричний принцип
Інфрачервоний датчик тіла людини - це свого роду сенсорний продукт, виготовлений за принципом піроелектричного ефекту. Що таке піроелектричний ефект? Це явище, при якому через зміну температури утворюються електричні заряди.
З метою наочної ілюстрації також з'являється піроелектричний ефект. Проілюструйте діаграмою.
Фігура 1 - це схематична діаграма кривої зміни температури: Малюнок 2 - схематична діаграма кривої стану стану заряду поверхневого датчика, спричиненої зміною температури; Малюнок 3 - це схематична діаграма вихідної кривої зміни напруги, спричиненої зміною заряду поверхні датчика.
На початковому етапі (T) мал. 1 температура інфрачервоного піроелектричного датчика не змінюється без інфрачервоного випромінювання, заряд на поверхні датчика знаходиться у нейтралізованому стані, а позитивний та негативний електрони рівні (A ). У цей час датчик не має виходу (0). Малюнок l Другий етап (T + △ T), коли відбувається зміна температури. Під інфрачервоним випромінюванням людського тіла, якщо температура піроелектричного інфрачервоного датчика підвищиться на △ T, заряд на поверхні датчика відповідно зміниться, як показано на малюнку 2 (В). Якщо зміна температури становить △ T, відповідна зміна заряду спричинить зміну △ V. Тому датчик виводить △ V. З плином часу поверхня датчика буде повторно адсорбувати іони в повітрі і гасити один одного, щоб досягти нейтралізованого стану, як показано на малюнку 2в. У цей час датчик повертається до відсутності виходу (O). Як показано на малюнку 3.
Коли температура падає, температура повертається у вихідний стан (T), і її стан вільної поляризації показано на малюнку 2D. Оскільки процес зниження і зміни температури (умовно кажучи) протилежний підвищенню температури, процес зміни заряду на поверхні датчика є прямо протилежним процесу зміни, коли він піднімається, що є оберненим процесом.
Отже, вихідний сигнал датчика становить △ V, як показано на малюнку 3. Точно так само з плином часу поверхня датчика буде повторно адсорбувати іони в повітрі, а вихідний сигнал датчика знову буде нульовим.
Вихідний сигнал датчика' для всього процесу виявлення інформації про людську діяльність показаний на малюнку 3. З діаграми виходу датчика нескладно побачити, що сигнал, що виводиться під дією датчика, до діяльності людини являє собою повну форму хвилі. В експерименті. Якщо сигнал підсилюється підсилювачем, а потім спостерігається за допомогою осцилографа, це буде позитивний і негативний імпульси. Іншими словами, сигнал руху, що сприймається виходом датчика, подібний до повного імпульсного сигналу лГц.
Інфрачервоний датчик
У піроелектричному датчику раніше використовувався одноелементний датчик. Оскільки на одноелементний датчик більше впливають такі фактори, як розсіяне світло, ефект від застосування є порівняно слабким. Тому зараз широко використовуються датчики з двома елементами. Даний тип датчиків має такі переваги:
1. Він має характеристики високої чутливості.
2. Обидва пристрої з'єднані в зворотному порядку. Отже, вхідні інфрачервоні промені одночасно скасовують один одного, а виходу немає. Це підвищує стійкість до зовнішнього розсіяного світла, зміни температури навколишнього середовища та впливу зовнішніх вібрацій (див. Малюнок 5).
Через надзвичайно високий вхідний опір піроелектричного інфрачервоного датчика дуже легко вводити шум.
Тому необхідно провести обробку електромагнітним екрануванням датчика, щоб прийняти металеву упаковку, а оболонку заземлити. Таким чином можна досягти мети захисту шуму від безладу.
У природі теплова енергія, яку випромінюють усі об’єкти, пропорційна їх власній температурі. Чим вище температура об'єкта, тим коротша пікова довжина хвилі його випромінюваної теплової енергії. Тіло людини з температурою 36-37 ° С випромінює інфрачервоні промені з піковою тепловою енергією близько 900-1000 нм. Тому наявність або відсутність людського тіла можна виявити за допомогою піроелектричного інфрачервоного датчика.
Щоб уникнути впливу сонячного світла та освітлювальних вогнів у процесі моніторингу присутності чи відсутності людського тіла, на поверхню піроелектричного інфрачервоного датчика зазвичай додають фільтр. У той же час, оскільки людське тіло рухається повільно, необхідно також носити високоефективні, фокусуючі лінзи Френеля та інші аксесуари, які можуть задовольнити реальні потреби використання.
