基于热释电红外探测的报警系统设计.pdf

河南工业职业技术学院电子工程系传感器课程设计

河南工业职业技术学院

HenanPolytechnicInstitute

课程设计说明书

题目热释电红外报警系统设计

班级电子信息0701

姓名王永贵

指导教师韩艳赞老师

时间2009年6月7日

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河南工业职业技术学院电子工程系传感器课程设计

目录

摘要………………………………………………………………………………3

1热释电红外探测器的分析………………………………………………4

1.1红外辐射概述……………………………………………………………4

1.2热释电红外探测器的结构……………………………………………4

1.3热释电红外探测器的工作原理………………………………………5

2被动式红外报警器的结构理…………………………………………7

3菲涅尔透镜及其工作原理……………………………………………7

4电路设计……………………………………………………………………9

4.1信号放大电路……………………………………………………………9

4.2电压比较电路……………………………………………………………10

4.3延时电路…………………………………………………………………10

4.4电源电路…………………………………………………………………11

4.5整体电路工作原理……………………………………………………11

附图………………………………………………………………………………12

元器件清单………………………………………………………………………13

设计感想………………………………………………………………………14

参考文献………………………………………………………………………14

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热释电红外报警系统设计

摘要：红外科学技术是研究红外辐射的产生、传输、转换探测及应用的一种高新
技术。军事应用是推动红外技术发展的主要动力。在历次战争中,红外技术曾显
示出巨大的威力,它已成为现代军事装备的重要组成部分。红外成像、红外侦察、
红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等,在现代战争和未来战争中都是必
不可少的战术和战略手段。另一方面,由于红外技术的独特功能,近年来,军用
红外技术已逐步实现了向民用部门的转化。红外成像、红外测温、红外测湿、红
外检测、红外报警、红外侦查、红外夜视、等已是各行各业争相选用的先进技术,
红外技术在民用部门中发挥着日益重要的作用。
随着社会的进步，人们对家居生活安全性的要求也越来越高，各种防盗探测
器应运而生。由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因而在防盗、
警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，随着半导体技术和新型材料的发展，
热释电红外探测器的防误报能力、控制范围与可靠性都有了很大程度的提高，可
以满足多数环境下的使用要求，因此，在防盗、报警、安全、自动控制等方面，
热释电红外传感器比其他类型的传感器应用更为广泛。

关键词：热释电红外报警

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1热释电红外探测器的分析

1.1红外辐射概述
在自然界中，任何高于绝对温度(一273度)的物体都能够产生红外光谱，红
外光的波长范围在0．76～1000um，红外光谱学中将1～15um称为近红外波段；
15～50um为中红外波段；50～1000um为远红外波段。温度不同的物体，其释
放的红外光的波长就不同，因此，红外光的波长与物体温度的高低是相关的。由
于红外辐射与物质相互作用时产生了热效应，能将肉眼看不见的红外辐射转变为
可测量的物理量，依据这一原理，可做成红外辐射探测器。热释电红外传感器的
外形如图1。

1.2热释电红外探测器的结构
热释电红外传感器的结构如图2所示，通常由热释电晶体、氧化膜、滤光镜
片、结型场效应管FET和电阻等部分组成。热释电晶体一般采用PZT或其他压电晶
体材料，将敏感材料PZT的上、下表面做成电极，并在其上表面上加1层黑色氧化
膜，以提高转换效率。在管壳顶端装有滤光镜片，它可以阻止不需要的红外线或
其他光线进入传感器。防盗报警系统中的热释电传感器采用的滤光片厚度为8～

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14um，而人体辐射的红外线波长在10um左右，因此，该传感器能敏锐地探测到
是否有人进入了禁区。由于热释电传感器的输出阻抗极高，而输出电信号微弱，
故在其内部装设场效应管(FET)及偏置电阻，以进行信号放大及阻抗匹配。

图2热释电红外传感器的结构

1.3热释电