CN2785051Y - 抗干扰热释电红外传感器 - Google Patents
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Abstract
一种抗干扰热释电红外传感器，其包括一红外线滤光片设置在热释电材料制成的感应体前，所述感应体串接入一场效应管的栅极，所述场效应管的漏极及源极以及从所述感应体的串接另一侧引出地线，构成所述传感器的三个接脚，在所述传感器内的电路中设置有抗电磁干扰电路。本实用新型的所述传感器由于采用了抗电磁干扰元件，大大消除了电磁干扰对传感信号的影响，提高了传感器的信噪比。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及的是一种改进电路结构实现抗干扰的热释电红外传感器。
背景技术
热释电红外传感器PIR SENSOR做为一种常用的红外传感器件，已广泛应用于安防产品、自动感应电器、灯具开关等方面。现有技术的热释电红外传感器如图1所示的，主要包括一滤光片，以及在该滤光片之后设置有由热释电材料制成的有两元或以上的感应体，所述感应体接入电路中，并在电路中设置有一场效应管。所述感应体用于在感受到外界人体红外线时可以产生电信号，并且由于人体的移动，两元或以上的感应体所产生的电信号产生变化，发送给连接在电路中的所述场效应管，根据其电压变化量决定所述场效应管的导通或截止。
近年来，由于国外对电器产品电磁兼容环境认证EMC和国内CCC认证的强制要求，原有公知的产品已经不能完全适应市场变化的需要，即无法达到抗强白光及抗电磁干扰的要求，如中国安防产品CCC认证规定抗白光的照度值大于6500LUX；而且无法抗电磁干扰，如频率高于800MHz以上的射频干扰。
现有公知的热释电红外传感器仍然是沿用早期的产品结构和内部电路，如图1及图1a所示的，外界物体如人体辐射出的某一带宽红外线IR通过带通红外线滤光片IR FILTER后，照射在热释电热释电材料T的其中一个吸收单元上，引起材料自发极化特性发生变化，产生电荷移动，从而产生电压。在电压控制器件场效应三极管FET的栅极g上得到变化的电压，使场效应三极管FET导通，该信号电压从场效应三极管FET的源极S输出，其中电阻Rg为高阻值热释电热释电材料T的匹配电阻。
商业用途的普通带通红外线滤光片对某一段波长的截止深度不足会引起滤光片的漏光，如汽车灯光和闪电的突然照射，会透过滤光片引起传感器的误报。另外由于传感器内部没有抗电磁干扰电路，对来自移动电话的高频辐射和来自电源系统滤波不良引起的各种噪声，容易引起传感器误报，严重制约了传感器信噪比的提高。
因此，现有技术存在缺陷，而有待于改进和发展。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种抗干扰热释电红外传感器，通过在所述传感器本体的电路中设置抗电磁干扰的电路元件EMI，以基本克服现有技术中传感器的缺陷，减小传感器所受干扰。
本实用新型的技术方案如下：
一种抗干扰热释电红外传感器，其包括一红外线滤光片设置在热释电材料制成的感应体前，所述感应体串接入一场效应管的栅极，所述场效应管的漏极及源极以及从所述感应体的串接另一侧引出地线，构成所述传感器的三个接脚，其中，在所述传感器内的电路中设置有抗电磁干扰电路。
所述的传感器，其中，所述抗电磁干扰电路包括一串接所述场效应管的漏极上的第一抗电磁干扰元件，并在所述场效应管的源极与所述地线之间连接一第二滤波电容。
所述的传感器，其中，所述抗电磁干扰电路还包括设置在所述场效应管的漏极与源极之间设置一第三滤波电容，以及在所述在所述场效应管的栅极与感应体一端和感应体的另一端和所述地线之间分别串联一第四抗电磁干扰元件和第五抗电磁干扰元件。
所述的传感器，其中，所述抗电磁干扰电路还包括在所述场效应管的源极上串接一运放元件。
所述的传感器，其中，所述抗电磁干扰电路还包括设置在所述场效应管的漏极与所述地线之间设置一第六滤波电容；以及在所述场效应管的源极上串接一第七抗电磁干扰元件。
所述的传感器，其中，在所述传感器中设置有两组感应体，其分别连接有一场效应管，分别并联设置所述第一抗电磁干扰元件和第二滤波电容。
所述的传感器，其中，所述抗电磁干扰电路还包括一连接在所述场效应管的漏极与地线之间的一第六滤波电容，以及在所述场效应管的源极与所述地线之间连接一第二滤波电容。
所述的传感器，其中，所述红外线滤光片设置为至少两层。
本实用新型所提供的一种抗干扰热释电红外传感器，由于采用了抗电磁干扰电路元件，大大消除了电磁干扰对传感信号的影响，并且电路简单，成本低。
附图说明
图1是现有技术的热释电红外传感器的电路原理图；
图1a是现有技术的热释电红外传感器的外型示意图；
图2为本实用新型的第一较佳实施例的电路原理图；
图3为本实用新型的第二较佳实施例的电路原理图；
图4为本实用新型的第三较佳实施例的电路原理图；
图5为本实用新型的第四较佳实施例的电路原理图；
图6为本实用新型的第五较佳实施例的电路原理图；
图7为本实用新型的第六较佳实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下，将详细描述本实用新型的各较佳实施例。
本实用新型的一种抗干扰热释电红外传感器，如图2～图7所示的各实施例，其是通过一组抗干扰措施来实现的，其通过一抗电磁干扰电路来实现，下面结合图2、图3、图4、图5、图6、图7来说明其实施例的工作原理。
如图2所示的一个实施例是一款双元抗干扰热释电红外传感器的原理图。根据红外光学原理，采用双层或多层结构的红外线宽带滤光片可以衰减由于镀膜截止深度不足引起的漏光。实验证明双层红外线滤光片的叠加可以抗强白光干扰，照度可以达到6500LUX以上。
在一场效应管的漏极D串联一第一抗电磁干扰元件EMI1，在源极S与地线G之间并联第二滤波电容EMI2，在漏极D、源极S之间并联第三滤波电容EMI3，在栅极g与热释电材料制成的多个感应体T一端和热释电材料感应体T的另一端和地线G之间串联一第四抗电磁干扰元件EMI4、第五抗电磁干扰元件EMI5。根据抗电磁干扰元件EMI的工作原理，这些元件可以是抗高频干扰专用的铁氧体磁珠，如EMI1、EMI4、EMI5、EMI7磁珠在低频状态呈现低阻抗，高频干扰串入时瞬间呈现高阻抗，并将干扰电磁波吸收转化为热能。当然在特定频率范围内EMI1、EMI4、EMI5、EMI7可选用一定阻值的电阻R或电感L替代磁珠，可以实现同样的效果。而EMI2、EMI3使用滤波电容C，以实现高通滤波作用。实施以上措施的红外传感器，可以抗击强光干扰和高频电磁干扰的影响。
根据电磁学原理，这些措施的使用可以采取不同的组合、不同的材料和元件参数，通过实验达到最佳技术的指标。这也是本实用新型的其它实施例中所包含的范围。例如使用特殊的电子陶瓷基板、覆铜电路板做为电路基板设计出合理的体电阻R、体电容C、体电感L，以达到不直接安装使用EMI元件的相近效果。或者只考虑传感器对电磁干扰的设计而不必要采用双层或多层红外线滤光片结构，以便在某些低应用场合中节约成本。
如图3所示的一个实施例是一款双元抗干扰热释电红外传感器的原理图。所述第一抗电磁干扰元件EMI1为一电阻，EMI2为一第二滤波电容，Rg为高电阻值热释电材料的匹配电阻。该实施例对于强光干扰和电磁干扰非常有效。
如图4所示的一个实施例是一款四元抗干扰热释电红外传感器的原理图，其中EMI2为第二滤波电容、EMI6为第六滤波电容。该实施例对于强光干扰和电磁干扰非常有效。
如图5所示的一个实施例是一款四元双输出抗干扰热释电红外传感器的原理图，第一抗电磁干扰元件EMI1、EMI1’均为电阻或磁珠，第二滤波电容EMI2、EMI2’均为电容。该实施例对于强光干扰电磁干扰非常有效。
如图6所示的一个实施例是一款双元抗干扰热释电红外传感器的原理图。所述第一抗电磁干扰元件EMI1、第七抗电磁干扰元件EMI7均为电阻，第二滤波电容EMI2、第六滤波电容EMI6均为电容，该实施例对于强光干扰和电磁干扰非常有效，并有效降低传感器的输出噪声。
如图7所示的一个实施例是一款带放大器的双元抗干扰热释电红外传感器的原理图。第一抗电磁干扰元件EMI1为电阻或磁珠，所述第二滤波电容EMI2、第三滤波电容EMI3均为电容，OP为一运算放大器IC，该实施例对于强光干扰和电磁干扰非常有效。同时该传感器内置多级放大电路和其它相关电路，减少了微信号的传输损耗和干扰，后级电路极为简单，成为模块化红外传感器的一个典型实施例。
总之，本实用新型是建立在电磁兼容技术基础上的一类抗干扰热释电传感器模型，其不同的组合、不同材料和元件参数的选择对于抗干扰有不同的效果，制造时应根据用户的要求进行优选。这些都应属于本实用新型的一些实施例范围。
需做说明的是，本实用新型的上述抗电磁干扰电路中的各电阻及电容、磁珠、电感等抗电磁干扰元件也可以通过电路基板本体材料的设置形成体电阻、体电容、体电感等，以省却电路元件的设置，降低传感器的生产成本。此外，上述各实施例中的适配电阻Rg也可以通过调整材料T的体电阻来替代，以降低成本。
本实用新型的所述各实施例中，为抗强白光干扰，可将所述红外滤光片设置为至少两层，以衰减由于镀膜截止深度不足引起的漏光，减少了传感器的误报。
综上，本实用新型的所述抗干扰热释电红外传感器，通过将各实施例的抗干扰措施设置在所述传感器的电路中，提高了传感器的信噪比。
应当指出的是，本实用新型上述针对各较佳实施例的描述比较具体，并不能因此而理解为对本实用新型的专利保护范围的限制，其专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1、一种抗干扰热释电红外传感器，其包括一红外线滤光片设置在热释电材料制成的感应体前，所述感应体串接入一场效应管的栅极，所述场效应管的漏极及源极以及从所述感应体的串接另一侧引出地线，构成所述传感器的三个接脚，其特征在于，在所述传感器内的电路中设置有抗电磁干扰电路。
2、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述抗电磁干扰电路包括一串接所述场效应管的漏极上的第一抗电磁干扰元件，并在所述场效应管的源极与所述地线之间连接一第二滤波电容。
3、根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述抗电磁干扰电路还包括设置在所述场效应管的漏极与源极之间设置一第三滤波电容，以及在所述在所述场效应管的栅极与感应体一端和感应体的另一端和所述地线之间分别串联一第四抗电磁干扰元件和第五抗电磁干扰元件。
4、根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述抗电磁干扰电路还包括在所述场效应管的源极上串接一运放元件输出。
5、根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述抗电磁干扰电路还包括设置在所述场效应管的漏极与所述地线之间设置一第六滤波电容；以及在所述场效应管的源极上串接一第七抗电磁干扰元件。
6、根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，在所述传感器中设置有两组感应体，其分别连接有一场效应管，分别并联设置所述第一抗电磁干扰元件和第二滤波电容。
7、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述抗电磁干扰电路还包括一连接在所述场效应管的漏极与地线之间的一第六滤波电容，以及在所述场效应管的源极与所述地线之间连接一第二滤波电容。
8、根据权利要求1～7任意权项所述的传感器，其特征在于，所述红外线滤光片设置为至少两层。
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