热释电型红外传感器：工作原理与应用介绍

热释电红外传感器又称为热红外传感器，是一种能检测人体发射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出的高灵敏度的红外探测元件。热释电红外传感器可较好地抵抗小动物、电磁场、灯光等干扰，且具有功耗小、成本低、隐蔽性好、灵敏度高、不受白天黑夜的限制等特点，因此广泛用于防盗报警等安防装置中。

热释电红外传感器主要由传感器探测元件、菲涅尔^[1]透镜、干涉滤光片和场效应管匹配器等几部分组成。其外观、内部结构及内部电气连接如图4-39所示。

图4-39　热释电红外传感器外观、内部结构及内部电气连接(www.xing528.com)

（a）外观图；（b）内部结构图；（c）内部电气连接图

传感器探测元件一般由高热电材料（如锆钛酸铝、钽酸锂等）制成，每个探测器内装有2个反极性串联的探测元件构成差动平衡结构，以抑制高温产生的干扰；菲涅尔透镜一般装于探测器前方，用于提高探测器的灵敏度；因高热材料的电阻值通常高达1013Ω，因此需用场效应管进行阻抗变换。

热释电红外传感器主要利用热电效应原理感应红外辐射信号。热电效应是指受热物体中的电子由高温处向低温处移动时产生电流或者电荷堆积的一种现象。

人体在恒定体温37℃时，会发出波长为10μm左右的红外线，通过热释电红外传感器的菲涅尔滤光片聚集后，由热释电探测元件转换为电信号，再经场效应管匹配器进行阻抗变换后，送往放大电路等进行信号的后续处理，从而实现报警等功能。