專利名稱：主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外傳感器，特別涉及一種主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熱釋電紅外傳感器由于其結(jié)構(gòu)和工作原理的原因，只能檢測(cè)到移動(dòng)的人體紅外輻射，為了能夠檢測(cè)靜止人體紅外輻射，設(shè)計(jì)人員在此基礎(chǔ)上使用電機(jī)作為動(dòng)力源，采用了各種調(diào)制方式，但所用的調(diào)制方式均存在體積大、噪聲大、成本高、維護(hù)復(fù)雜、壽命短及耗能高的致命缺點(diǎn)，使它們的應(yīng)用受到限制。目前存在的熱釋電紅外傳感器雖然為檢測(cè)運(yùn)動(dòng)人體的紅外輻射提供了較好的解決途徑，但 對(duì)能夠檢測(cè)靜止人體輻射的主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器卻沒有提供很好的技術(shù)解決方案，一直沒有得到實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種使用壽命長(zhǎng)、功耗極低、體積小、響應(yīng)快、成本低、維護(hù)方便、工作穩(wěn)定可靠、使用靈活、能夠檢測(cè)動(dòng)靜態(tài)人體的主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，包括熱釋電紅外傳感器探頭，熱釋電紅外傳感器探頭上端設(shè)置熱釋電紅外傳感器探頭窗口，其特征在于熱釋電紅外傳感器探頭安裝在基板上，基板上設(shè)置有小孔，基板的下面安裝有支架，壓電驅(qū)動(dòng)片穿過小孔，壓電驅(qū)動(dòng)片下端固定在支架上，壓電驅(qū)動(dòng)片上端固定調(diào)制片，調(diào)制片設(shè)置在熱釋電紅外傳感器探頭窗口上部，基板上設(shè)置半球形菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡與基板構(gòu)成一個(gè)封閉體，熱釋電紅外傳感器探頭下端設(shè)有熱釋電紅外傳感器探頭電極，壓電驅(qū)動(dòng)片通過壓電驅(qū)動(dòng)片電極引線連接壓電驅(qū)動(dòng)片電極；所述的熱釋電紅外傳感器探頭通過熱釋電紅外傳感器探頭電極連接信號(hào)放大檢測(cè)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端還連接振蕩電路，振蕩電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，壓電驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接調(diào)制器，調(diào)制器與入射人體紅外輻射相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)電路連接受控負(fù)載；所述的壓電驅(qū)動(dòng)片通過壓電驅(qū)動(dòng)片電極連接壓電驅(qū)動(dòng)電路。調(diào)制片為一種紅外線遮擋片，調(diào)制片宜選用比輻射率較低的材料，以免調(diào)制片自身的熱輻射產(chǎn)生不必要的干擾。調(diào)制片在壓電驅(qū)動(dòng)片的帶動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輪流周期性的遮擋熱釋電紅外探頭的兩個(gè)敏感元件，熱釋電紅外探頭采用普通熱釋電紅外傳感器，壓電驅(qū)動(dòng)片采用壓電橫效應(yīng)的壓電雙晶片或單晶片，優(yōu)選壓電雙晶片，驅(qū)動(dòng)靈敏度高，壓電驅(qū)動(dòng)片電極引線導(dǎo)電性和柔韌性好，引線和壓電驅(qū)動(dòng)片的連接靠近壓電驅(qū)動(dòng)片的下部，運(yùn)動(dòng)量小，相互間的影響較小，菲涅爾透鏡可以在熱釋電紅外探頭上形成可見區(qū)和盲區(qū)，還有聚焦作用，擴(kuò)大了探測(cè)范圍，與基板共同組成一個(gè)封閉體，使內(nèi)部元件不受外界的干擾，支架的剛度強(qiáng)，不易變形，固定支撐壓電驅(qū)動(dòng)片，工作時(shí)，支架固定不動(dòng)，壓電驅(qū)動(dòng)片的安裝調(diào)制片端作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。熱釋電紅外探頭接收到人體紅外輻射輸出信號(hào)，信號(hào)進(jìn)入輸入放大檢測(cè)電路進(jìn)行放大和檢測(cè)，根據(jù)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間和工作方式輸出兩路信號(hào)，一路輸入驅(qū)動(dòng)電路，一路輸入振蕩電路，集成電路的輸出延時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為TX=49152R13C13主動(dòng)工作方式以2秒左右為宜，觸發(fā)封鎖時(shí)間為Ti=24R14C14振蕩電路選用NE555P，在設(shè)計(jì)時(shí)壓電驅(qū)動(dòng)片可等效為一電容，由于充電放電回路時(shí)間常數(shù)有較大的不同，所以該振蕩電路的輸出信號(hào)占空比不可采用1:2，振蕩頻率根據(jù)選用的熱釋電紅外探頭的低頻響應(yīng)和設(shè)定的輸出延遲時(shí)間確定，計(jì)算公式如下所示TffH=O. 7 (R16+R17)C15TffL=O. 7R17C15 其中，TffH為輸出高電平時(shí)間，TffL為輸出低電平時(shí)間。所述的壓電驅(qū)動(dòng)電路包括整流二極管D1-D4，電容Cl、電容C2，電阻R1-R6，開關(guān)管Ql，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ，整流二極管連接在火線和零線兩端，電容Cl、電容C2兩端連接整流二極管兩端，電阻R1-R3串聯(lián)后支路與電阻R4、開關(guān)管Q1、電阻R5、電阻R6串聯(lián)后支路并聯(lián)接在電容C2的兩端，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ —端連接電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端連接開關(guān)管Ql和電阻R5的公共端。220V市電通過二極管進(jìn)行整流，經(jīng)電容C1、C2濾波后產(chǎn)生近300V的支流電壓，R4為限流電阻，防止任何情況下開關(guān)管Ql過流損壞，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ支路不設(shè)置任何開關(guān)，以免記憶效應(yīng)影響系統(tǒng)正常工作。所述的信號(hào)放大檢測(cè)電路采用BISS0001或0T0001信號(hào)處理集成電路U4，熱釋電紅外傳感器探頭電極的S極連接信號(hào)處理集成電路U4的14腳，信號(hào)處理集成電路U4的2腳連接控制驅(qū)動(dòng)電路和工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，熱釋電紅外傳感器探頭電極的D極連接信號(hào)處理集成電路U4的9腳，熱釋電紅外傳感器探頭電極的G極接地，S極和G極之間連接電容C8和電阻R7，電容C8和電阻R7并聯(lián)，信號(hào)處理集成電路U4的16腳依次串聯(lián)電容C9、電阻R9和電阻RlO后連接12腳，13腳連接電阻R9和電阻RlO的公共端，電容ClO連接在電阻RlO的兩端，15腳通過電阻Rll連接到16腳，電阻Rll兩端連接電容Cll，15腳串聯(lián)R12和電容C12后接地，6腳和3腳分別串聯(lián)電阻R14、電容C14和電阻R13、電容C13后接地，5腳連接電容C14后接地，7腳接地，4腳連接電容C13和電阻R13，I腳和8腳連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA3，11腳和8腳一路連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，另一路通過電阻R15和D8接入振蕩電路集成定時(shí)器的3腳，11腳和8腳通過電容C17接地，11腳和8腳連接三端集成穩(wěn)壓管U3。采用的BISS0001或0T0001信號(hào)處理集成電路具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)處理，可有效抑制干擾，內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器，結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)范圍寬。所述的振蕩電路采用NE555P，包括555集成定時(shí)器U5、電阻R16和電阻R17，電容C15和電容C16，555集成定時(shí)器U5的5腳串聯(lián)電容C16和電容C15后連接6腳，8腳串聯(lián)電阻R16和電阻R17后連接6腳，7腳連接電阻R16和電阻R17的公共端，2腳連接電容C15和6腳的公共端，I腳接地，8腳連接信號(hào)處理集成電路U4的8腳和11腳，4腳連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，3腳連接開關(guān)管Ql的柵極。采用NE555P振蕩電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、擴(kuò)展方便，靈活易變，使用時(shí)只需要配制適當(dāng)?shù)淖枞菰徒泳€即可。所述的控制驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R18-R21，三極管Q2、三極管Q3，發(fā)光二極管D9，二極管D7和繼電器KA，信號(hào)處理集成電路U4的2腳通過電阻R19連接三極管Q2的基極，Q2的集電極通過電阻R18連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，三極管Q2發(fā)射極連接三極管Q3的基極，三極管Q3的基極通過電阻R20接地，三極管Q3發(fā)射極接地，集電極連接發(fā)光二極管D9和電阻R21，二極管D7和繼電器KA分別并聯(lián)在電阻D9和電阻R21兩端，電阻R21、二極管D7和繼電器KA的公共端連接三端集成穩(wěn)壓電路U2?？刂乞?qū)動(dòng)電路帶動(dòng)負(fù)載工作和驅(qū)動(dòng)調(diào)制器工作，驅(qū)動(dòng)的靈敏度高，發(fā)光二極管指示電路工作狀態(tài)。所述的三端集成穩(wěn)壓電路U2的輸入端端連接整流橋堆Ul，整流橋堆Ul通過變壓器T連接220V市電，三端集成穩(wěn)壓電路U2的輸出端連接三端集成穩(wěn)壓電路U3。三端集成穩(wěn)壓電路U2和三端集成穩(wěn)壓電路U3為78M12 和78L05三端集成穩(wěn)壓管，損耗相對(duì)較少，節(jié)約電量。本發(fā)明主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器所具有的有益效果是所述主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器的調(diào)制器采用壓電驅(qū)動(dòng)片作為動(dòng)力源，將壓電驅(qū)動(dòng)片的一端固定，另一端處于自由狀態(tài)且安裝有調(diào)制片，調(diào)制片安裝在熱釋電紅外傳感器探頭窗口上方，在壓電驅(qū)動(dòng)片上通上低頻交流電壓，則壓電驅(qū)動(dòng)片作往復(fù)彎曲運(yùn)動(dòng)，此時(shí)調(diào)制片在壓電驅(qū)動(dòng)片的帶動(dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)射入熱釋電紅外傳感器探頭窗口的紅外輻射進(jìn)行斬波調(diào)制。所述的熱釋電紅外傳感器沒有任何摩擦組件，可做到免維護(hù)，使用壽命很長(zhǎng)，壓電驅(qū)動(dòng)片為電壓驅(qū)動(dòng)，具有功耗極低，小型輕量，響應(yīng)快，壽命長(zhǎng)成本低的優(yōu)點(diǎn)，而調(diào)制片可采用紙質(zhì)、塑料等能遮擋人體輻射紅外線的薄片制成，成本很低，整體一系列性能指標(biāo)完全滿足實(shí)用要求，壓電驅(qū)動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)電路極其簡(jiǎn)單，將市電交流220V電壓直接整流濾波，然后僅用單只開關(guān)管完成直流到交流(DC-AC)的逆變轉(zhuǎn)換，電阻R4為限流電阻，防止電路故障使流過開關(guān)管Tl的電流過大而燒毀，采用簡(jiǎn)單的電路和結(jié)構(gòu)非常少的電路元件完成了它的功能，制作電路的成本很低，工作穩(wěn)定可靠，并且功耗很低，特別是待機(jī)時(shí)停止供電，其功耗為零，適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施使電路的壽命得以延長(zhǎng)。


圖I為本發(fā)明的原理方框圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的電氣原理圖；圖4-圖7為本發(fā)明的調(diào)制片運(yùn)動(dòng)方向示意圖；其中1(JZ)、壓電驅(qū)動(dòng)片2、壓電驅(qū)動(dòng)片電極引線3、壓電驅(qū)動(dòng)片電極4、支架5、熱釋電紅外傳感器探頭電極6、熱釋電紅外傳感器探頭7、基板8、菲涅爾透鏡9、調(diào)制片10、小孔11、熱釋電紅外探頭窗口 12、熱釋電紅外探頭敏感元件R1-R20、電阻C1-C16、電容D1-D7、二極管D8-D9、發(fā)光二極管U1、整流橋堆U2-U3、三端集成穩(wěn)壓管電路U4、信號(hào)處理集成電路U5、555集成定時(shí)器SA1-SA4、工作方式設(shè)定開關(guān)Q1、開關(guān)管Q2-Q3、三極管KA、繼電器T、變壓器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步描述如圖1-7所示，主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，包括熱釋電紅外傳感器探頭6，熱釋電紅外傳感器探頭6上端設(shè)置熱釋電紅外傳感器探頭窗口 11，熱釋電紅外傳感器探頭6安裝在基板7上，基板7上設(shè)置有小孔10，基板7的下面安裝有支架4，壓電驅(qū)動(dòng)片I穿過小孔10，壓電驅(qū)動(dòng)片I下端固定在支架4上，壓電驅(qū)動(dòng)片I上端固定調(diào)制片9，調(diào)制片9設(shè)置在熱釋電紅外傳感器探頭窗口 11上部，基板上設(shè)置半球形菲涅爾透鏡8，菲涅爾透鏡8與基板7構(gòu)成一個(gè)封閉體，熱釋電紅外傳感器探頭6下端設(shè)有熱釋電紅外傳感器探頭電極5，壓電驅(qū)動(dòng)片I通過壓電驅(qū)動(dòng)片電極引線2連接壓電驅(qū)動(dòng)片電極3 ；所述的熱釋電紅外傳感器探頭6通過熱釋電紅外傳感器探頭電極5連接信號(hào)放大檢測(cè)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端還連接振蕩電路，振蕩電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，壓電驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接調(diào)制器，調(diào)制器與入射人體紅外輻射相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)電路連接受控負(fù)載；所述的壓電驅(qū)動(dòng)片I通過壓電驅(qū)動(dòng)片電極3連接壓電驅(qū)動(dòng)電路。如圖3所示，所述的壓電驅(qū)動(dòng)電路包括整流二極管D1-D4，電容Cl、電容C2，電阻 R1-R6，開關(guān)管Ql，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ，整流二極管連接在火線和零線兩端，電容Cl、電容C2兩端連接整流二極管兩端，電阻R1-R3串聯(lián)后支路與電阻R4、開關(guān)管Ql、電阻R5、電阻R6串聯(lián)后支路并聯(lián)接在電容C2的兩端，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ —端連接電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端連接開關(guān)管Ql和電阻R5的公共端。所述的信號(hào)放大檢測(cè)電路采用BISS0001或0T0001信號(hào)處理集成電路U4，熱釋電紅外傳感器探頭電極5的S極連接信號(hào)處理集成電路U4的14腳，信號(hào)處理集成電路U4的2腳連接控制驅(qū)動(dòng)電路和工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，熱釋電紅外傳感器探頭電極5的D極連接信號(hào)處理集成電路U4的9腳，熱釋電紅外傳感器探頭電極5的G極接地，S極和G極之間連接電容C8和電阻R7，電容C8和電阻R7并聯(lián)，信號(hào)處理集成電路U4的16腳依次串聯(lián)電容C9、電阻R9和電阻RlO后連接12腳，13腳連接電阻R9和電阻RlO的公共端，電容ClO連接在電阻RlO的兩端，15腳通過電阻Rll連接到16腳，電阻Rll兩端連接電容Cll，15腳串聯(lián)R12和電容C12后接地，6腳和3腳分別串聯(lián)電阻R14、電容C14和電阻R13、電容C13后接地，5腳連接電容C14后接地，7腳接地，4腳連接電容C13和電阻R13，I腳和8腳連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA3，11腳和8腳一路連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，另一路通過電阻R15和D8接入振蕩電路集成定時(shí)器的3腳，11腳和8腳通過電容C17接地，11腳和8腳連接三端集成穩(wěn)壓管U3。所述的振蕩電路采用NE555P，包括555集成定時(shí)器U5、電阻R16和電阻R17，電容C15和電容C16，555集成定時(shí)器的5腳串聯(lián)電容C16和電容C15后連接6腳，8腳串聯(lián)電阻R16和電阻R17后連接6腳，7腳連接電阻R16和電阻R17的公共端，2腳連接電容C15和6腳的公共端，I腳接地，8腳連接信號(hào)處理集成電路U4的8腳和11腳，4腳連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，3腳連接開關(guān)管Ql的柵極。所述的控制驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R18-R21，三極管Q2、三極管Q3，發(fā)光二極管D9，二極管D7和繼電器KA，信號(hào)處理集成電路U4的2腳通過電阻R19連接三極管Q2的基極，Q2的集電極通過電阻R18連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，三極管Q2發(fā)射極連接三極管Q3的基極，三極管Q3的基極通過電阻R20接地，三極管Q3發(fā)射極接地，集電極連接發(fā)光二極管D9和電阻R21，二極管D7和繼電器KA分別并聯(lián)在電阻D9和電阻R21兩端，電阻R21、二極管D7和繼電器KA的公共端連接三端集成穩(wěn)壓電路U2。
所述的三端集成穩(wěn)壓電路U2的輸入端端連接整流橋堆Ul，整流橋堆通過變壓器T連接220V市電，三端集成穩(wěn)壓電路U2的輸出端連接三端集成穩(wěn)壓電路U3。工作原理和使用過程由于熱釋電紅外傳感器探頭只有在變化輸入人體紅外輻射的作用下才能產(chǎn)生輸出信號(hào)，而人體的紅外輻射是穩(wěn)定不變的，所以這樣的熱釋電紅外傳感器只能對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的人體的紅外輻射響應(yīng)，對(duì)靜止的人體無效，要對(duì)靜止的人體紅外輻射有響應(yīng)，必須采用某持續(xù)變化量，對(duì)靜止的人體紅外輻射進(jìn)行調(diào)制,使入射的人體紅外輻射處于變化之中,這樣熱釋電紅外傳感器才能持續(xù)輸出信號(hào)。本發(fā)明采用壓電驅(qū)動(dòng)片作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)元件，使用調(diào)制片周期地輪流遮擋敏感元件的斬波調(diào)制方案，使熱釋電紅外探頭周期的輸出信號(hào)，達(dá)到檢測(cè)的目的。如圖4-7所示，壓電驅(qū)動(dòng)片有兩種安裝位置，調(diào)制片有兩種形狀，有4種組合方式。熱釋電紅外探頭接收到人體紅外輻射并輸出信號(hào)，該信號(hào)輸入放大檢測(cè)電路，放大檢測(cè)電路根據(jù)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間和工作方式輸出兩路信號(hào)一路輸入驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路 帶動(dòng)負(fù)載工作；另一路啟動(dòng)振蕩電路，振蕩電路根據(jù)設(shè)定的工作方式產(chǎn)生周期自激振蕩信號(hào)，控制調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)調(diào)制器工作，調(diào)制器對(duì)入射的紅外輻射進(jìn)行調(diào)制，使熱釋電紅外探頭周期的輸出信號(hào)，達(dá)到動(dòng)、靜態(tài)人體檢測(cè)的目的。220V市電由二極管橋式整流，經(jīng)電容Cl、電容C2濾波產(chǎn)生近300V直流電壓，當(dāng)開關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，電壓經(jīng)電阻R4、開關(guān)管Q1、壓電驅(qū)動(dòng)片JZ、電阻R2、電阻R3回路施加于壓電驅(qū)動(dòng)片JZ，此時(shí)壓電驅(qū)動(dòng)片JZ向一側(cè)偏移，當(dāng)開關(guān)管Ql關(guān)斷時(shí)，電壓通過電阻R1、壓電驅(qū)動(dòng)片JZ、電阻R5、電阻R6回路反向施加于壓電驅(qū)動(dòng)片JZ，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ向反方向偏移，當(dāng)切斷回路供電電源時(shí)，則壓電驅(qū)動(dòng)片JZ通過回路電阻網(wǎng)絡(luò)迅速放電，回到初始中間位置。電阻R4為限流電阻，防止任何情況下開關(guān)管Ql過流損壞，對(duì)正常工作無影響。壓電驅(qū)動(dòng)片JZ支路不可設(shè)置任何開關(guān)，以免其記憶效應(yīng)影響系統(tǒng)正常工作。使用時(shí)，圖中各工作方式設(shè)定開關(guān)處于圖示位置，且工作方式設(shè)定開關(guān)SAl關(guān)閉時(shí)，則電路處于被動(dòng)啟動(dòng)、主動(dòng)監(jiān)測(cè)的工作方式，當(dāng)有活動(dòng)人體進(jìn)入檢測(cè)范圍時(shí)，熱釋電紅外探頭JZ輸出信號(hào)至信號(hào)處理集成電路U4的14腳，該信號(hào)處理集成電路U4的2腳輸出高電平信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電路使繼電器KA吸合，此時(shí)壓電驅(qū)動(dòng)電路接通電源，同時(shí)555集成定時(shí)器U5組成的振蕩電路因4腳接受高電平也開始振蕩，該振蕩信號(hào)由555集成定時(shí)器U5的3腳輸出至壓電驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)管Ql的柵極，使其周期地導(dǎo)通/關(guān)斷，使壓電驅(qū)動(dòng)片JZ接受交流電壓而作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)輸入的紅外輻射進(jìn)行調(diào)制，此時(shí)即使人體處于靜止不動(dòng)狀態(tài)，熱釋電紅外探頭仍有信號(hào)輸出，達(dá)到主動(dòng)監(jiān)測(cè)的目的。當(dāng)人體離開后，由于熱釋電紅外探頭沒有接收到紅外輻射，則無信號(hào)輸出，信號(hào)處理集成電路U4將在設(shè)定的輸出延遲時(shí)間到達(dá)后由2腳輸出低電平，繼電器KA失電停止工作，使受控負(fù)載和壓電驅(qū)動(dòng)電路失去電源而停止工作，555集成定時(shí)器U5的4腳接受低電平而停止振蕩，由3腳輸出低電平，整個(gè)電路處于待機(jī)狀態(tài)。 若工作方式設(shè)定開關(guān)SAl、SA2關(guān)閉，工作方式設(shè)定開關(guān)SA4撥向接高電平位置，則壓電驅(qū)動(dòng)片JZ處于工作狀態(tài)，整個(gè)電路處于純主動(dòng)工作方式。若工作方式設(shè)定開關(guān)SAl打開，工作方式設(shè)定開關(guān)SA3撥向接地位置，則電路處于純被動(dòng)工作方式。
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，包括熱釋電紅外傳感器探頭(6)，熱釋電紅外傳感器探頭(6)上端設(shè)置熱釋電紅外傳感器探頭窗口(11)，其特征在于熱釋電紅外傳感器探頭(6)安裝在基板(7)上，基板(7)上設(shè)置有小孔(10)，基板(7)的下面安裝有支架(4)，壓電驅(qū)動(dòng)片(I)穿過小孔(10)，壓電驅(qū)動(dòng)片(I)下端固定在支架(4)上，壓電驅(qū)動(dòng)片(I)上端固定調(diào)制片(9)，調(diào)制片(9)設(shè)置在熱釋電紅外傳感器探頭窗口(11)上部，基板上設(shè)置半球形菲涅爾透鏡(8)，菲涅爾透鏡(8)與基板(7)構(gòu)成一個(gè)封閉體，熱釋電紅外傳感器探頭(6)下端設(shè)有熱釋電紅外傳感器探頭電極(5 )，壓電驅(qū)動(dòng)片(I)通過壓電驅(qū)動(dòng)片電極引線(2 )連接壓電驅(qū)動(dòng)片電極(3); 所述的熱釋電紅外傳感器探頭(6 )通過熱釋電紅外傳感器探頭電極(5 )連接信號(hào)放大檢測(cè)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端還連接振蕩電路，振蕩電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，壓電驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接調(diào)制器，調(diào)制器與入射人體紅外輻射相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)電路連接受控負(fù)載； 所述的壓電驅(qū)動(dòng)片(I)通過壓電驅(qū)動(dòng)片電極(3)連接壓電驅(qū)動(dòng)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述的壓電驅(qū)動(dòng)電路包括整流二極管D1-D4，電容Cl、電容C2，電阻R1-R6，開關(guān)管Q1，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ，整流二極管連接在火線和零線兩端，電容Cl、電容C2兩端連接整流二極管兩端，電阻R1-R3串聯(lián)后支路與電阻R4、開關(guān)管Q1、電阻R5、電阻R6串聯(lián)后支路并聯(lián)接在電容C2的兩端，壓電驅(qū)動(dòng)片JZ-端連接電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端連接開關(guān)管Ql和電阻R5的公共端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述的信號(hào)放大檢測(cè)電路采用BISS0001或0T0001信號(hào)處理集成電路U4，熱釋電紅外傳感器探頭電極(5)的S極連接信號(hào)處理集成電路U4的14腳，信號(hào)處理集成電路U4的2腳連接控制驅(qū)動(dòng)電路和工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，熱釋電紅外傳感器探頭電極(5 )的D極連接信號(hào)處理集成電路U4的9腳，熱釋電紅外傳感器探頭電極(5)的G極接地，S極和G極之間連接電容C8和電阻R7，電容C8和電阻R7并聯(lián)，信號(hào)處理集成電路U4的16腳依次串聯(lián)電容C9、電阻R9和電阻RlO后連接12腳，13腳連接電阻R9和電阻RlO的公共端，電容ClO連接在電阻RlO的兩端，15腳通過電阻Rll連接到16腳，電阻Rll兩端連接電容Cl I，15腳串聯(lián)R12和電容C12后接地，6腳和3腳分別串聯(lián)電阻R14、電容C14和電阻R13、電容C13后接地，5腳連接電容C14后接地，7腳接地，4腳連接電容C13和電阻R13，I腳和8腳連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA3，11腳和8腳一路連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，另一路通過電阻R15和D8接入振蕩電路555集成定時(shí)器U5的3腳，11腳和8腳通過電容C17接地，11腳和8腳連接三端集成穩(wěn)壓管U3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述的振蕩電路采用NE555P，包括555集成定時(shí)器U5、電阻R16和電阻R17，電容C15和電容C16，555集成定時(shí)器U5的5腳串聯(lián)電容C16和電容C15后連接6腳，8腳串聯(lián)電阻R16和電阻R17后連接6腳，7腳連接電阻R16和電阻Rl7的公共端，2腳連接電容C15和6腳的公共端，I腳接地，8腳連接信號(hào)處理集成電路U4的8腳和11腳，4腳連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，3腳連接開關(guān)管Ql的柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述的控制驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R18-R21，三極管Q2、三極管Q3，發(fā)光二極管D9，二極管D7和繼電器KA，信號(hào)處理集成電路U4的2腳通過電阻R19連接三極管Q2的基極，Q2的集電極通過電阻R18連接工作方式設(shè)定開關(guān)SA4，三極管Q2發(fā)射極連接三極管Q3的基極，三極管Q3的基極通過電阻R20接地，三極管Q3發(fā)射極接地，集電極連接發(fā)光二極管D9和電阻R21，二極管D7和繼電器KA分別并聯(lián)在電阻D9和電阻R21兩端，電阻R21、二極管D7和繼電器KA的公共端連接三端集成穩(wěn)壓電路U2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述的三端集成穩(wěn)壓電路U2的輸入端端連接整流橋堆Ul，整流橋堆通過變壓器T連接220V市電，三端集成穩(wěn)壓電路U2的輸出端連接三端集成穩(wěn)壓電路U3。
全文摘要
一種紅外傳感器，特別涉及一種主動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，包括熱釋電紅外傳感器探頭(6)，熱釋電紅外傳感器探頭上端設(shè)置熱釋電紅外傳感器探頭窗口(11)，其特征在于熱釋電紅外傳感器探頭窗口上部設(shè)置有調(diào)制片(9)，調(diào)制片固定在壓電驅(qū)動(dòng)片(1)上端，壓電驅(qū)動(dòng)片下端穿過小孔固定在基板下方的支架上，熱釋電紅外傳感器探頭接入信號(hào)放大檢測(cè)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，信號(hào)放大檢測(cè)電路輸出端還連接振蕩電路，振蕩電路輸出端連接壓電驅(qū)動(dòng)電路，壓電驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接調(diào)制器，調(diào)制器與入射人體紅外輻射相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明使用壽命長(zhǎng)、功耗極低、成本低、工作穩(wěn)定可靠，能夠檢測(cè)動(dòng)靜態(tài)人體。
文檔編號(hào)G01J5/10GK102788646SQ20121031542
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
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