高可靠性紅外探測器的研制.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高,人們對其住宅的要求也越來越高,表現(xiàn)在不僅希望擁有舒適、溫馨的住所,而且對安全性、智能化等方面也提出了更高的要求。于是,有關(guān)家庭、辦公室和倉庫等安全防范和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的開發(fā)研制日益被科研單位和生產(chǎn)廠家所重視,目前市面上也出現(xiàn)了品牌繁多的防盜報(bào)警主機(jī)。而無論哪種報(bào)警主機(jī),都是根據(jù)其探測器捕捉到的信息來工作的。因而高可靠性紅外探測器的研制,就顯得尤為重要。被動(dòng)式紅外人體探測器利用紅外傳感器將人體發(fā)出

2、的微弱紅外線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號,并進(jìn)行放大、處理,對人體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,因其在常溫下具有工作穩(wěn)定、制作工藝簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),在安防系統(tǒng)、自動(dòng)照明等方面得到了廣泛的應(yīng)用。由于熱釋電紅外傳感器輸出的信號非常微弱,容易受到噪聲的干擾,甚至有效信號被淹沒在噪聲中。研究表明,傳感器輸出信號的干擾源主要來自傳感器固有噪聲、探測區(qū)域空氣流動(dòng)引起的噪聲等。要在多噪聲干擾中提取有用的微弱信號則要求紅外探測器前置放大電路應(yīng)具有低噪聲、高增益、低頻特性好、

3、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此,系統(tǒng)中對傳感器輸出信號進(jìn)行處理的濾波放大電路的性能決定了探測器工作的可靠性。傳統(tǒng)的紅外傳感器前置放大電路,通常采用兩級濾波放大,放大后的信號再經(jīng)過雙限電壓比較器或窗口比較器進(jìn)行判別。由于其對信號中的高低頻噪聲和環(huán)境溫度產(chǎn)生干擾的抑制能力不夠,使探測器工作的可靠性受到限制,容易出現(xiàn)誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。
　　 本文通過分析了人體輻射紅外信號的特征、熱釋電紅外傳感器和菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)及工作原理、以及傳感器輸出信號

4、特性,采用了一種基于差分放大的紅外探測器放大電路,對輸出信號進(jìn)行放大處理,有效地抑制了混入信號中的共模噪聲和環(huán)境溫度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對在不同溫度、距離、速度、方向等條件下傳感器輸出的信號進(jìn)行對比分析,這種基于差分放大的紅外探測器放大電路,能充分地反映出人體移動(dòng)特征與輸出信號的關(guān)系,從而驗(yàn)證了該放大電路應(yīng)用于紅外人體探測器中的可行性。放大電路的輸出信號通過微控制器進(jìn)行采樣分析,以及采用降低干擾的算法,降低了因信號中的高低頻噪聲和環(huán)境