CS244472B1

CS244472B1 - Pyro-electric detector's pick-up

Info

Publication number: CS244472B1
Application number: CS843813A
Authority: CS
Inventors: Antonin Glanc
Original assignee: Antonin Glanc
Priority date: 1984-05-21
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS381384A1

Abstract

Řešení se týká seřízení pro zjiStování - pohybujících se předmětů o teplotě odlišně od teploty pozadí. Účelem řeSení je zdokonalení čidla pyroelektrického detektoru pro počítání prů chodů předmětů, jejichž obrazy přecházejí přes čidlo v libovolném směru; dalším cílem je kompensece Šumů vyvolaných fluktuacemi teploty okolí. Uvedeného cíle se dosahuje soustředným uspořádáním dvojice elektrod na destičce z pyroelektrického materiálu, při čemž vnější elektroda tvoři uzavřený rámec e vnitřní vyplňuje vnitřek tohoto rámce s vý jimkou mezikruží mezi oběma elektrodami, které je tvořeno isolujícím materiálem. S vý hodou vnějií elektroda má tvar prstence a vnitřní elektroda má tvar kruhu. Vnější elektroda může být opatřena stíněním proti nežádoucímu dopadu infračervených paprsků.The present invention relates to adjustments for detecting moving objects at different temperatures background temperature. The solution is to improve the pyroelectric sensor detector for counting the the objects whose images are moving via sensor in any direction; another goal is the offsetting of noise caused by fluctuations ambient temperature. This goal is achieved concentrically arranging a pair of electrodes on the plate pyroelectric material, whereby the outer electrode forms a closed frame e internal fills the inside of this frame with with an annular ring between the two electrodes, which is an insulating material. S vý the outermost electrode is ring-shaped and the inner electrode is circular. External the electrode may be shielded against undesirable impact of infrared rays.

Description

(54) Čidlo pyroelektrického detektoru(54) Pyroelectric detector sensor

Řešení se týká seřízení pro zjiStování pohybujících se předmětů o teplotě odlišně od teploty pozadí.The solution relates to an adjustment for detecting moving objects at a temperature different from the background temperature.

Účelem řeSení je zdokonalení čidla pyroelektrického detektoru pro počítání průchodů předmětů, jejichž obrazy přecházejí přes čidlo v libovolném směru; dalším cílem je kompensece Šumů vyvolaných fluktuacemi teploty okolí.The purpose of the solution is to improve the sensor of the pyroelectric detector for counting the passage of objects whose images pass through the sensor in any direction; another goal is to compensate for the noises caused by fluctuations in ambient temperature.

Uvedeného cíle se dosahuje soustředným uspořádáním dvojice elektrod na destičce z pyroelektrického materiálu, při čemž vnější elektroda tvoři uzavřený rámec e vnitřní vyplňuje vnitřek tohoto rámce s výjimkou mezikruží mezi oběma elektrodami, které je tvořeno isolujícím materiálem. S výhodou vnějií elektroda má tvar prstence a vnitřní elektroda má tvar kruhu. Vnější elektroda může být opatřena stíněním proti nežádoucímu dopadu infračervených paprsků.This object is achieved by concentrically arranging a pair of electrodes on a plate of pyroelectric material, wherein the outer electrode forms a closed frame and the inner fills the inside of the frame except for the annulus between the two electrodes, which is formed by the insulating material. Preferably, the outer electrode is in the form of a ring and the inner electrode is in the form of a circle. The outer electrode may be shielded against the undesirable impact of infrared rays.

Vynález se týká Sídla pyroelektrického detektoru. Je známo, že v teplotně stabilním prostředí je teplotní Sum pyroelektrického detektoru relativně nízký ve srovnání as ěumy ostatních částí elektronického zařízení zpracovávajícího elektrický signál.The invention relates to the seat of a pyroelectric detector. It is known that in a temperature stable environment, the temperature Sum of the pyroelectric detector is relatively low compared to that of the other parts of the electronic signal processing apparatus.

Situace se změní, jestliže ae pyroelektrlcký detektor umístí do prostředí, kde teplota okolí podléhá stálým změnám nebo když ee mění teplota pozadí které se nachází v zorném poli pyroelektrického detektoru.The situation changes when the ae pyroelectric detector is placed in an environment where the ambient temperature is subject to constant changes or when ee changes the background temperature that is within the field of view of the pyroelectric detector.

Je známo, že tyto nežádoucí reakce pyroelektrického detektoru mohou být kompensovány spojením dvou opaSně polarlaovapýeh elementů Sídla, a to bud sériovým nebo paralelním.It is known that these undesirable pyroelectric detector reactions can be compensated by combining two oppositely polarized seat elements, either serially or in parallel.

Tak například je snámo provedení obsahující dvě čtvercové nebo půlkruhové elektrody upravené na jedné straně deatičky z pyroelektrického materiálu, kde na druhé straně uvedené destičky je upravena jedna elektroda společná. V tomto případě teplotní směny okolí působí na oba elementy čidla a vzájemně ee eliminují, takže vyhodnocovací elektronikou již nejsou zpracovány.For example, an embodiment comprising two square or semicircular electrodes provided on one side of a pyroelectric material plate is known, wherein on the other side of said plate one common electrode is provided. In this case, the ambient temperature shifts act on both sensor elements and eliminate each other so that the evaluation electronics are no longer processed.

Zamířl-li sa takto upravený pyroelektrlcký detektor na pohybující ee cíl jehož teplota ae liěí od teploty pozadí, pak obraz cíle postupuje přes obě elektrody, čímž postupně vzniknou dva opačně polarizované signály, které elektronika je schopna vyhodnotit.If the modified pyroelectric detector is aimed at a moving target whose temperature is different from the background temperature, then the target image passes through both electrodes, gradually resulting in two oppositely polarized signals that the electronics are able to evaluate.

Tento jev může být v některých případech nežádoucí, neboť při střídavém a nepravidelném průchodu sledovaných objektů z různých stran vznikají signály nejen opačné polarity ala i opačného sladu směn polarity, což může vyvolat obtíže, například při počítání průchodů hlídaných předmětů cílovou zónou.This phenomenon may be undesirable in some cases, because alternating and irregular passage of the monitored objects from different sides generates signals of not only opposite polarity and also opposite malt of polarity shifts, which can cause difficulties, for example when counting the passage of monitored objects through the target zone.

Jestliže sa jedna z elektrod zastíní, pak dopadající Infračervené zářeni z cílové zóny aktivlsuje jen nezastíněnou elektrodu na destičce z pyroelektrického materiálu. Naproti tomu teplotní změny okolí působí na oba elementy čidla a v důsledku jejich opačné polarieaoe sa ěumy jimi vyvolané vzájemně ruěí.If one of the electrodes is obscured, then incident infrared radiation from the target zone activates only the unshielded electrode on the pyroelectric plate. On the other hand, the temperature changes of the environment affect both elements of the sensor and, due to their opposite polarity, the noise induced by each other interferes.

««

Pro úplnost je třeba uvést, že destička z pyroelektrického materiálu je opatřena společnou elektrodou která slouží k uzavření signálového obvodu pyroelektrického detektoru, a která se nacháai na opačné ploše destičky než uvedená dvojice elektrod.For the sake of completeness, the pyroelectric plate is provided with a common electrode which serves to close the signal circuit of the pyroelectric detector and is located on the opposite surface of the plate to the electrode pair.

Proti dotud anámým zařízením je výhodná zařízení podle tohoto vynálezu, jehož předmětem je čidlo pyroelektrického detektoru, sestávající z elektricky polarieované destičky z pyroelektrického materiálu, opatřená na ploše přivrácené zdroji infračerveného záření dvojicí elektrod, vnější a vnitřní, a na ploěe odvrácená od zdroje záření opatřené jednou společnou elektrodou.Preferred devices of the present invention are pyroelectric detector sensors consisting of an electrically polarized pyroelectric plate, provided with a pair of electrodes, external and internal, facing the source of the infrared radiation, and facing away from the radiation source provided once with a common electrode.

Podstatou vynálezu je konstrukční provedení, při kterém vnitřní elektroda, s výhodou ve tvaru kruhové plochy, je obklopena vnějěi elektrodou s výhodou ve formě mezikruží, při čemž mezi oběma elektrodami které jsou souosé je upraven izolant ve tvaru mezikruží.The invention is based on a construction in which the inner electrode, preferably in the form of a circular surface, is surrounded externally by an electrode, preferably in the form of an annulus, wherein an annulus is provided between the two electrodes which are coaxial.

Při tom vnější elektroda je opatřena stíněním infračerveného záření a dále vnější elektroda ja opatřena přívodem k zesilovači, a vnitřní elektroda je prostřednictvím přívodu připojena ke společná zemní sběrnici.The outer electrode is provided with an infrared shield and the outer electrode is connected to an amplifier, and the inner electrode is connected via a connection to a common ground bus.

Účinek předmětu vynálezu spočívá v tom, že při průchodu obrazu cíle přes čidlo elektrického detektoru vzniknou vidy tři impulsy, z nichž krajní mají shodnou polaritu a střední impuls má polaritu opačnou.The effect of the present invention is that when the target image passes through the electric detector sensor, three pulses are generated, the outermost of which have the same polarity and the middle impulse has the opposite polarity.

Podmínkou ovšem je aby elementy čidla náležející k jednotlivým elektrodám měly polerieaci opačnou. Při vhodném zapojení jednotlivých elektrod na vstup zesilovače signálu lze 1 tuto podmínku opačná polarizace elementů čidla obejít.The condition, however, is that the sensor elements belonging to the individual electrodes have the opposite polarity. If the individual electrodes are properly connected to the input of the signal amplifier, this reverse polarization of the sensor elements can be circumvented.

Předmětnou úpravou se podstatně zjednoduší a zpřesní počítání průchodu hlídaných objektů cílovou zónou.The modification will significantly simplify and make the counting of the passage of the monitored objects through the target zone more precise.

Pokud je zapotřebí provést kompensaci teplotních vlivů okolního prostředí pomocí zastínění jedné z elektrod, je u čidla pyroelektrického detektoru podle vynálezu výhodná provedení vnější elektrody ve formě mezikruží, což umožňuje aby při běžném optickém zobrazení byl nežádoucí obraz pozadí zastíněn jednoduchou clonou otvoru.If it is desired to compensate for the temperature effects of the environment by shading one of the electrodes, the pyroelectric detector sensor according to the invention is advantageously designed with an outer electrode in the form of an annulus, allowing the undesirable background image to be obscured by a simple aperture.

Na výkrese je na obr. 1 schematicky znázorněno výhodná provedení čidla pyroelektrickáho detektoru podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněno uspořádání soustavy čidla pyroelektrickáho detektoru spolu s optickým systémem, a obr. 3 znázorňuje elektrická zapojení přívodů k elektrodám do vstupních obvodů zesilovače signálu.In the drawing, FIG. 1 schematically illustrates preferred embodiments of a pyroelectric detector sensor according to the invention, FIG. 2 shows the arrangement of a pyroelectric detector sensor assembly together with an optical system, and FIG. 3 shows the electrical wiring of leads to electrodes in the input circuits of the signal amplifier.

Při tom obr. 1 zobrazuje destičku χ z pyroelektrického materiálu, na která je elektroda χ ve tvaru mezikruží, opatřené přívodem £, v jejímž středu je souose upevněna vnitřní elektroda 2 ve formě kruhové plochy, opatřené přívodem 2» přičemž mezi elektrodami 2,1 shows a plate χ of pyroelectric material onto which an electrode χ is in the form of an annular ring having an inlet 6, in the center of which is an axially fixed inner electrode 2 in the form of a circular surface provided with an inlet 2;

X je izolant £ ve tvaru mezikruží.X is an annulus-shaped insulator.

Ne spodní straně.destičky X je upevněna elektroda 2 na obr. jsou zřejmá pouze její hraqy která je společná pro elementy čidla jednotlivých elektrod, a je opatřena přívodem g.The electrode 2 in Fig. 2 is fixed on the bottom side of the plate. Only its edges which are common to the sensor elements of the individual electrodes are apparent and provided with a lead g.

Na obr. 2 je znázorněna soustava sestávající z čidla podle obr. I opatřeného stíněním £ vnější elektrody £. Vnitřní elektroda £ není stíněna a je prostřednictvím optické soustavy 1£ vystavena vlivu infračerveného záření zdroje XI·FIG. 2 shows a system consisting of the sensor of FIG. The inner electrode 6 is not shielded and is exposed to the infrared radiation of the source X1 through the optical system 16.

Na obr. 3 je nakreslena soustava sestávající z destičky X z pyroelektrického materiálu, opatřená vnější elektrodou χ s přívodem £ připojeným k zesilovači X2, a vnitřní elektroda 2 která pomocí přívodu 2 je připojena ke společná zemní sběrnici X2·Fig. 3 shows a system consisting of a plate X of pyroelectric material, provided with an external electrode χ with a lead 6 connected to an amplifier X2, and an internal electrode 2 which, via lead 2, is connected to a common ground bus X2.

Společná elektroda 2 propojuje na odvrácená ploše destičky χ z pyroelektrického materiálu elementy čidla, náležející k jednotlivým elektrodám 2 a £· Ačkoliv elementy čidla pod elektrodami 2 ^a £ nemají opačnou polarisaci, přesto se v důsledku jejich opačného zapojení ve vstupním obvodu zesilovače 12 navzájem ruší šumy, které jeou způsobeny změnami teploty okolí. Infračervené paprsky XX dopadají pouze na vnitřní elektrodu 2» kdežto jejich dopadu na vnější elektrodu X brání stínění £.The common electrode 2 interconnects the sensor elements belonging to the individual electrodes 2 and 6 on the opposite surface of the pyroelectric material plate χ. Although the sensor elements below the electrodes 2 ^{and 6} do not have the opposite polarization, they still interfere with each other due to their reverse connection. caused by changes in ambient temperature. The infrared rays XX only impinge on the inner electrode 2, whereas their shielding on the outer electrode X is prevented.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A pyroelectric detector sensor comprising an electrically polarized plate of pyroelectric material, provided with a pair of electrodes on the surface facing the infrared radiation source and on the surface facing away from the radiation source provided with a common electrode, characterized in that the inner electrode (2) preferably is surrounded by an outer electrode (4), preferably in the form of an annulus, and an annulus (6) is provided between the electrodes (2, 4) which are coaxial.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that the outer electrode (4) is provided with an infrared radiation shield (14).

3. The sensor according to item 1 e 2, characterized by: in that the outer electrode (4) is provided with a lead (5) to the amplifier (12) and the inner electrode (2) is connected to the common ground bus (13) via the lead (3).