CN215893793U - 一种带被动式热释电检测电路的红外传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，包括热释电感应元件、场效应电路、控制模块、供电电源和RS485总线，所述热释电感应元件用于感应外界中人体发出的红外信号，所述热释电感应元件与场效应电路连接，将转化的电荷信号发送给场效应电路；所述场效应电路的输出端与控制模块连接，将转化的电压信号发送给控制模块。本方案采用的是被动式热释电检测电路，本身不发任何类型的辐射，隐蔽性好；通过人体发出的红外来获取电压信号，因此器件功耗很小；热释电技术相对成熟，价格低廉，降低了红外传感器的成本。

Description

一种带被动式热释电检测电路的红外传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种带被动式热释电检测电路的红外传感器。

背景技术

红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器。它能检测出人或某些动物，并转换成电信号输出。近年来，伴随着集成电路技术的飞速发展，红外传感器的相关技术也在迅速增长。

目前的红外检测技术按电荷动作可分为热型检测和量子型检测，光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类，检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。

量子型检测是利用半导体迁徙现象导致的吸收能量差，从而产生的光电动势来进行检测，检测速度很高，但是设备必须要极高的冷却条件，同时，量子型检测有波长依存性的缺点，这些都导致了量子型检测设备的价格偏高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，以解决上述背景技术中遇到的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，包括热释电感应元件、场效应电路、控制模块、供电电源和RS485总线，所述热释电感应元件用于感应外界中人体发出的红外信号，所述热释电感应元件与场效应电路连接，将转化的电荷信号发送给场效应电路；所述场效应电路的输出端与控制模块连接，将转化的电压信号发送给控制模块；所述控制模块通过MODBUS协议传输通信线与RS485总线连接，将检测数据信息传输给外界的通讯设备，所述供电电源通过保护电路连接所述控制模块。

上述方案中，还包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜用于感应外界中人体发出的红外信号，所述菲涅尔透镜与热释电感应元件连接，将接收到的红外信号聚焦增强后发送给所述热释电感应元件。

上述方案中，还包括铁电存储模块，所述铁电存储模块通过I2C协议通信线与控制模块连接。

上述方案中，所述控制模块的输入端连接有按键重启模块，所述控制模块的输出端连接有LED工作状态指示灯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：当人暴露在热释电感应元件的监测范围内时，热释电感应元件会产生变化的电压信号，控制模块就可以依据这个信号来判断出有人。因为此过程热释电感应元件没有发射任何辐射，所以此电路被称为被动式热释电检测电路，隐蔽性好；通过人体发出的红外来获取电压信号，因此器件功耗很小；热释电技术相对成熟，价格低廉，降低了红外传感器的成本。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为本实用新型工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示本实用新型有关的构成。

根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，包括热释电感应元件、场效应电路、控制模块、供电电源和RS485总线，热释电感应元件采用型号为LHi778的热释电探头，热释电感应元件用于感应外界中人体发出的红外信号，采集人体发出的红外信号。热释电感应元件与场效应电路连接，将由红外信号转化的电荷信号发送给场效应电路。场效应电路的输出端与控制模块连接，将电荷信号转化的电压信号发送给控制模块。

在实施时，控制模块可采用型号为STM32F030的单片机芯片，供电电源通过保护电路连接控制模块，使其具有稳定的工作状态。控制模块通过MODBUS协议传输通信线与RS485总线连接，将检测数据信息传输给外界的通讯设备。

热释电感应元件中热释电效应的原理是当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，从而产生电极化现象，但由于热释电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用场效应管电路将其转换为电压形式。人体都有恒定的体温，一般在37摄氏度左右，会发出10微米左右特定波长的红外线，因此，当人暴露在热释电感应元件的监测范围内时，热释电感应元件会产生变化的电压信号，控制模块就可以依据这个信号来判断出有人。因为此过程热释电感应元件没有发射任何辐射，所以此电路被称为被动式热释电检测电路。

上述方案中，该红外传感器还包括菲涅尔透镜，菲涅尔透镜用于感应外界中人体发出的红外信号，菲涅尔透镜与热释电感应元件连接，将接收到的红外信号聚焦增强后发送给热释电感应元件。

为了让红外传感器只对人体的红外辐射敏感，本方案还装有菲涅尔透镜，通过菲涅尔透镜来进行红外监测。菲涅尔透镜根据菲涅尔原理制成，把红外光线分成可见区和盲区，同时又有聚焦的作用，使热释电感应元件的检测灵敏度大大增加。菲涅尔透镜的作用一是聚焦作用，将红外信号折射到热释电感应元件上；二是将检测区内分为若干个明区和暗区，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式产生变化的红外信号，这样热释电感应元件就能产生明显变化的电信号。

作为一种优选的方案，该红外传感器中还包括铁电存储模块，铁电存储模块通过I2C协议通信线与控制模块连接，铁电存储模块用于在红外传感器突然断电时，对采集到的现场红外信号数据进行及时存储，具有快速写入和读取的能力，保留好检测的数据。

上述方案中，控制模块的输入端连接有按键重启模块，通过按键重启模块可一键启动本红外传感器，控制模块的输出端连接有LED工作状态指示灯，用于显示工作状态。

相比于其它的红外传感器，本实用新型有如下几个优点：

本方案采用的是被动式热释电检测电路，本身不发任何类型的辐射，隐蔽性好；通过人体发出的红外来获取电压信号，因此器件功耗很小；热释电技术相对成熟，价格低廉，降低了红外传感器的成本；使用了菲涅尔透镜，对人体检测的灵敏度大大增强。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，并不用于限定本实用新型保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，其特征在于：包括热释电感应元件、场效应电路、控制模块、供电电源和RS485总线，所述热释电感应元件用于感应外界中人体发出的红外信号，所述热释电感应元件与场效应电路连接，将转化的电荷信号发送给场效应电路；所述场效应电路的输出端与控制模块连接，将转化的电压信号发送给控制模块；所述控制模块通过MODBUS协议传输通信线与RS485总线连接，将检测数据信息传输给外界的通讯设备，所述供电电源通过保护电路连接所述控制模块。

2.根据权利要求1所述的一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，其特征在于：还包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜用于感应外界中人体发出的红外信号，所述菲涅尔透镜与热释电感应元件连接，将接收到的红外信号聚焦增强后发送给所述热释电感应元件。

3.根据权利要求1所述的一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，其特征在于：还包括铁电存储模块，所述铁电存储模块通过I2C协议通信线与控制模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种带被动式热释电检测电路的红外传感器，其特征在于：所述控制模块的输入端连接有按键重启模块，所述控制模块的输出端连接有LED工作状态指示灯。

Images