热电报警纸
介绍了热释电红外传感器的工作原理，给出了一种被动式热释电红外报警器的结构原理和应用电路。该电路将红外线的隐蔽性应用到报警系统中，从而实现防盗报警的功能，达到安全防护的目的。
关键词:被动红外报警；热释电红外传感器；双精度单稳态多频振荡器
1概述
随着时代的不断进步，人们对自身环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻注意那些不速之客。现在很多住宅小区都安装了智能报警系统，大大提高了住宅小区的安全性，有效保证了居民的人身和财产安全。由于红外线是不可见光，具有很强的隐蔽性和保密性，因此被广泛应用于防盗、警戒等安全设备中。此外，无源热释电红外探测器在电子防盗、人体探测等领域也因其价格低廉、技术性能稳定而受到用户和专业人士的欢迎。
目前国内使用的各种防盗、安全报警器，基本都是基于超声波、主动红外发射/接收、微波技术。这里设计的被动红外报警器采用了美国的敏感元件——热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能够以非接触的方式检测人体辐射的红外线，并将其转换为电压信号。同时，它还能区分运动生物和其他非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于自动控制、接近开关、遥测等领域。与目前市场上销售的许多防盗报警材料相比，用其制作的防盗报警器具有以下特点:
●不需要红外线或电磁波等发射源。
●灵敏度高，控制范围宽。
隐蔽性低，可流水安装。
热释电红外传感器的原理和特点
热释电红外传感器和热电偶都是基于热释电效应原理的热释电红外传感器。不同的是热释电红外传感器的热释电系数远高于热电偶。热释电红外传感器中的热释电元件由高热释电系数的铅汞铁氧体钛酸盐陶瓷、钽酸锂、硫酸三乙烯酯等匹配滤波窗口组成，其极化随温度的变化而变化。传感器为了抑制自身温度变化带来的干扰，将两个特性相同的热电元件反向串联或以差分平衡电路的方式连接，因此可以非接触的方式检测物体发出的红外能量变化，并转换成电信号输出。在热释电红外传感器结构中引入场效应晶体管的目的是完成阻抗变换。由于热电元件的输出是电荷信号，不能直接使用，需要通过电阻转换成电压形式。电阻阻抗高达104 mω，所以引入的N沟道结场效应晶体管要以* *漏形式连接，即源跟随器，完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测器、干涉滤光片和场效应管匹配器组成。在设计中，要把热释电材料做成有一定厚度的薄片，在其两面镀上金属电极，然后通电极化，就可以制成热释电探测器。因为极化电压是极性的，所以极化检测器也有正负极性。
双探测器热释电红外传感器的结构。使用时，D端接电源正极，G端接电源负极，S端为信号输出。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测器串联起来，以消除环境和自身变化带来的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干涉信号在内部相互抵消的原理对传感器进行补偿。对于辐射到传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦，加到两个检测元件上，使传感器输出电压信号。
制作热释电红外探测器的热释电材料是一种广谱材料，其探测波长范围为0.2 ~ 20μ m..为了在一定波长范围内对红外辐射具有高灵敏度，传感器在窗口上装有干涉滤光片。这种滤光片不仅能让一定波长范围的红外辐射通过，还能阻隔光线、阳光等红外辐射。
被动红外报警器的结构原理
3.1结构
被动式红外报警器主要由光学系统、热释电红外传感器、信号滤波与放大、信号处理和报警电路组成。菲涅尔透镜可以将人体辐射的红外线聚焦在热释电红外探测器上，同时也产生交替的红外辐射高灵敏区和盲区，以适应热释电探测器要求信号不断变化的特点。热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件，它能将人体的红外信号转换成电信号进行信号处理。信号处理主要是对传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延时、比较，为报警功能的实现奠定基础。
3.2工作原理
在这种探测技术中，所谓“被动”是指探测器本身不发射任何形式的能量，只接收自然能量或能量变化来完成探测目的。被动红外报警器的特点是能够响应入侵者在防护区域内活动引起的红外辐射变化，使监控报警器产生报警信号，从而完成报警功能。
当传感器检测到人体辐射的红外信号，经放大后送入窗口比较器，如果信号幅度超过窗口比较器的上下限，系统将输出高电平信号；当没有异常时，输出低电平信号。在该比较器中，R9、R10和R11用作参考电压，两个运算放大器用于比较。这两个二极管的主要作用是使输出更加稳定。窗口比较器的上限电压为3.8V，下限电压为1.2V。该高低电平变化信号的上升沿信号作为单稳态电路HEF4538B的触发信号，允许输出脉宽约为10s的高电平信号。这个脉宽信号作为报警电路KD9561的输入控制信号，使电路产生10s的报警信号。最后用晶体管VT1和VT2再次放大电信号，使之有足够的电流驱动喇叭连续发出10s的警报声。
4结论
用热释电红外传感器设计的监控报警系统具有结构简单、成本低的优点。经过多次测试，系统工作稳定。
热释电红外报警器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有很大关系。正确安装应满足以下条件:
(1)报警器应离地2.0 ~ 2.2m。
(2)报警器应远离空调、冰箱、炉灶等空气和温度变化敏感的地方。
(3)报警器探测范围内不得有屏风、家具、大型盆景或其他隔断。
(4)不要将报警器直接对准窗户，否则热气流扰动和窗外行人会引起误报警。如果可能的话，最好拉上窗帘。此外，报警器不应安装在气流活动强烈的地方。
热释电红外传感器报警系统方案-技术篇热释电红外传感器报警系统方案
目前市场上出现的热释电红外人体传感器主要有上海生产的SD02和PH5324，德国生产的LH1954和LH1958，美国滨松公司生产的P2288，日本日本陶瓷公司生产的SCA02-1和RS02D等。虽然它们的型号不同，但结构、外观、电气参数大致相同，大部分可以互换使用。