Infrarødt princip og brug af LED -belysning
Infrarød spektroskopi
Det lys, som mennesker kan se med det blotte øje, kaldes synligt lys, og bølgelængden af synligt lys er 380-750nm. Rækkefølgen af bølgelængden af synligt lys fra kort til langt er lilla lys → blåt lys → cyan lys → grønt lys → gult lys → orange lys → rødt lys. Lys med en længere bølgelængde end rødt lys kaldes infrarødt lys eller infrarødt lys (infrarødt). Infrarødt lys er lys, som folk ikke kan se med det blotte øje.
Bølgelængdefordelingen for en del af lyset er som følger:
Violet lys (O.40 ～ 0,43μm); blåt lys (0,43 ～ 0,47μm); cyan lys (0,47 ～ 0,50μm); grønt lys (0,50 ～ 0,56μm); gult lys (0,56 ～ 0,59μm); orange lys (0,59 ～ 0,62μm); rødt lys (0,62 ～ 0,76μm); infrarød (0,76 ～ 1000μm); infrarødt lys kan opdeles i:
1. Nær-infrarød (760 ～ 3000nm); 2. Midt-infrarød (3000 ～ 60000rim); 3. Fjern-infrarød (6000 ～ 150000nm).
Ethvert objekt med temperatur i naturen vil udstråle infrarøde stråler, men bølgelængderne af de udstrålede infrarøde stråler er forskellige. Ifølge eksperimenter er de infrarøde (energi) bølgelængder, der udstråles af menneskekroppen, hovedsageligt koncentreret til omkring 10.000 nm. Ifølge egenskaberne ved den menneskelige krops infrarøde bølgelængde kan detekteres den infrarøde stråling, der udstråles af menneskekroppen, og andre unødvendige lysbølger kan fjernes, hvis der bruges en detektionsanordning.
Formålet med at detektere information om menneskelig aktivitet kan opnås. Derfor er et sensorprodukt, der registrerer infrarøde stråler fra den menneskelige krop, dukket op. Den menneskelige krops infrarøde sensor er fremstillet efter princippet om pyroelektricitet.
Pyroelektrisk princip
Menneskekroppens infrarøde sensor er en slags følelsesprodukt fremstillet ved hjælp af princippet om pyroelektrisk effekt. Hvad er den pyroelektriske effekt? Det er et fænomen, hvor elektriske ladninger genereres på grund af ændringer i temperaturen.
For tydeligt at illustrere vises også den pyroelektriske effekt. Illustrer med et diagram.
1 er et skematisk diagram over en temperaturændringskurve: fig. 2 er et skematisk diagram over en kurve for ændring af en tilstand for sensoroverfladeafladning forårsaget af en temperaturændring; Figur 3 er et skematisk diagram over en udgangskurve for spændingsændring forårsaget af en ændring af sensoroverfladens ladning.
I begyndelsestrinnet (T) i fig. 1 ændres temperaturen på den pyroelektriske infrarøde sensor ikke uden infrarød stråling, ladningen på sensorens overflade er i en neutraliseret tilstand, og de positive og negative elektroner er ens (A ). På dette tidspunkt har sensoren ingen output (0). Figur l Det andet trin (T + △ T), når der er en temperaturændring. Under den menneskelige krops infrarøde stråling, hvis temperaturen på den pyroelektriske infrarøde sensor stiger med △ T, ændres ladningen på sensorens overflade i overensstemmelse hermed som vist i figur 2 (B). Hvis temperaturændringen er △ T, vil den tilsvarende ladningsændring give en △ V -ændring. Derfor udsender sensoren △ V. Som tiden går, vil sensorens overflade adsorbere ioner i luften og annullere hinanden for at nå den neutraliserede tilstand som vist i figur 2c. På dette tidspunkt vender sensoren tilbage til ingen output (O). Som vist i figur 3.
Når temperaturen falder, vender temperaturen tilbage til sin oprindelige tilstand (T), og dens frie polarisationstilstand er vist i figur 2D. Da processen med temperaturfald og ændring (relativt set) er modsat temperaturstigning, er ændringsprocessen for ladning på sensorens overflade lige det modsatte af ændringsprocessen, når den stiger, hvilket er en omvendt proces.
Derfor er sensorens udgangssignal et △ V, som vist i figur 3. På samme måde, som tiden går, vil sensorens overflade adsorbere ioner i luften og sensorens udgangssignal vil være nul igen.
Sensorens' s udgangssignal for hele processen med at registrere information om menneskelig aktivitet er vist i figur 3. Det er ikke svært at se fra sensoroutputdiagrammet, at signalet udsendes ved en handling fra sensoren til menneskelige aktiviteter er en komplet bølgeform. I forsøget. Hvis signalet forstærkes af en forstærker og derefter observeres med et oscilloskop, vil det være en positiv puls og en negativ puls. Med andre ord ligner et bevægelsessignal, der føles af sensorudgangen, et fuldstændigt l Hz pulssignal.
Infrarød sensor
I den pyroelektriske sensor blev sensoren med et element tidligere brugt. Fordi enkeltelementsensoren er mere påvirket af faktorer som vildlys, er applikationseffekten relativt dårlig. Derfor bruges to-element sensing enheder nu almindeligt. Denne type sensor har følgende fordele:
1. Det har egenskaberne ved høj følsomhed.
2. De to enhedsenheder er forbundet baglæns. Derfor vil de infrarøde stråler, der input på samme tid, annullere hinanden, og der er ingen output. Dette øger stabiliteten for eksternt vildlys, ændringer i omgivelsestemperaturen og eksterne vibrationseffekter (se figur 5).
På grund af den ekstremt høje inputimpedans af den pyroelektriske infrarøde sensor er det meget let at introducere støj.
Derfor er det nødvendigt at udføre elektromagnetisk afskærmningsbehandling på sensoren, så metalpakken vedtages og skallen jordes. På denne måde kan formålet med afskærmning af rodstøj nås.
I naturen er den varmeenergi, der udstråles af alle objekter, proportional med deres egen temperatur. Jo højere temperaturen på et objekt er, desto kortere er topbølgelængden for dets udstrålede varmeenergi. En menneskekrop med en temperatur på 36-37 ° C udstråler infrarøde stråler med en spidsvarmeenergi på omkring 900-1000nm. Derfor kan tilstedeværelsen eller fraværet af den menneskelige krop detekteres af en pyroelektrisk infrarød sensor.
For at undgå påvirkning af sollys og belysningslys i processen med at overvåge tilstedeværelsen eller fraværet af menneskekroppen, tilføjes normalt et filter til overfladen af den pyroelektriske infrarøde sensor. På samme tid, fordi menneskekroppen bevæger sig langsomt, er det også nødvendigt at bære højeffektiv, fokuserende Fresnel-linse og andet tilbehør kan opfylde de faktiske brugsbehov.
