被動式紅外探測報警器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的是一種被動式紅外探測報警器，包括光學系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號處理電路以及報警電路，信號處理電路包括帶通濾波器和信號放大器，熱釋電紅外傳感器輸出端連接帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸入端連接信號放大器的輸入端，信號放大器連接所述報警電路;光學系統(tǒng)采用的是菲涅爾透鏡，在信號放大器與報警電路之間還連接有控制報警電路運行的繼電器，熱釋電紅外傳感器采用的是雙探測元熱釋電紅外傳感器。本發(fā)明可產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電探測元要求信號不斷變化的特性，到達了準確探測入侵人員的目的，避免了誤報或漏報的現(xiàn)象，使其報警及時，放拆防破壞，安全系數(shù)全面提高。
【專利說明】被動式紅外探測報警器
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及的是被動式熱釋電紅外探測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是一種被動式紅外探測報警器。
【背景技術(shù)】
[0003]目前國內(nèi)使用的各類防盜、保安報警器基本都是以超聲波、主動式紅外發(fā)射/接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)。而現(xiàn)有報警器其檢測是主動檢測，探測效果差，而且容易被人看見探測器的安裝位置，其破壞探測器，導致報警失靈，影響報警器的使用，造成報警器失去報警的作用，給人們財產(chǎn)和人身帶來了潛在危害。
[0004]如今在國外如美國，雖然出現(xiàn)有一種熱釋電紅外傳感器，熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠遠高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電兀輸出的是電荷信號，并不能直接使用因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式，而該電阻阻抗高達I O 4M Ω，故引入的N溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式即源極跟隨器，來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。制作時應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負極性的。
[0005]這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，同時，它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報警裝置，也可以用于自動控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。但是現(xiàn)有的熱釋電紅外傳感器使用的防盜報警裝置，大多也是主動檢測，容易被人看見探測器的安裝位置，導致非法人員通過探測安裝位置將其拆卸，同樣導致報警失靈，影響報警器的使用，造成報警器失去報警的作用，給人們財產(chǎn)和人身帶來了潛在危害；而且檢測范圍小，容易導致檢測盲區(qū)，且容易受到動物體溫輻射、陽光照射、熱氣流溫度輻射等多種因素干擾而引發(fā)誤報警或漏報；因此，安全系數(shù)和準確率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在提供一種誤報率低、準確度高以及避免盲區(qū)產(chǎn)和防拆的高被動式紅外探測報警器，提高了安全性能。
[0007]被動式紅外探測報警器，包括光學系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號處理電路以及報警電路，所述信號處理電路包括帶通濾波器和信號放大器，所述熱釋電紅外傳感器輸出端連接帶通濾波器的輸入端，所述帶通濾波器的輸入端連接信號放大器的輸入端，所述信號放大器連接所述報警電路。
[0008]所述光學系統(tǒng)采用的是可將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外傳感器的菲涅爾透鏡，在所述信號放大器與報警電路之間還連接有控制報警電路運行的繼電器，所述熱釋電紅外傳感器采用的是雙探測元熱釋電紅外傳感器，提高了探測的準確度，避免盲區(qū)和誤報的產(chǎn)生。
[0009]作為優(yōu)選，所述雙探測元熱釋電紅外傳感器設(shè)有兩個相互串聯(lián)的探測元，兩個所述探測元的極性相反。
[0010]作為優(yōu)選，所述雙探測元熱釋電紅外傳感器上還設(shè)有干涉濾波片，能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外，進步提供探測的準確度。
[0011]進一步的，所述信號放大器包括第一集成運算放大器和第二集成運算放大器，所述第一集成運算放大器的輸入端連接帶通濾波器的輸出端，所述第一集成運算放大器的輸出端連接第二集成運算放大器的輸入端，所述第二集成運算放大器的輸出端連接繼電器，通過信號兩級放大以使其獲得足夠的增益，用來驅(qū)動繼電器輸出狀態(tài)改變，控制報警電路
產(chǎn)生報警信號。
[0012]進一步的，所述動式紅外探測報警器還包括防拆開關(guān)和指示燈，所述指示燈通過指示燈開關(guān)連接熱釋電紅外傳感器，所述防拆開關(guān)輸出端還連接有選擇器開關(guān)，通過選擇器開關(guān)連接熱釋電紅外傳感器，所述防拆開關(guān)輸出端還與報警電路相連接，構(gòu)成防拆卸報警結(jié)構(gòu)，防拆開關(guān)觸動后，會產(chǎn)生一個報警信號，觸發(fā)選擇器開關(guān)用來調(diào)節(jié)熱釋電紅外傳感器的靈敏度，指示燈開關(guān)可以選擇關(guān)閉，防止被人看見探測器的安裝位置，輸出端子連接電源、繼電器輸出和防拆報警信號輸出。
[0013]本發(fā)明是來探測被監(jiān)測區(qū)域，當被監(jiān)測區(qū)域出現(xiàn)不明移動紅外輻射物體(比如人、動物等)時，報警器產(chǎn)生一個報警信號，通過設(shè)置光學系統(tǒng)以及熱釋電紅外傳感器，即采用菲涅爾透鏡產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電探測元要求信號不斷變化的特性，到達了準確探測入侵人員的目的，避免了誤報或漏報的現(xiàn)象，同時設(shè)置有防拆開關(guān)和多級放大信號，使其報警及時，放拆防破壞，安全系數(shù)全面提高，保護了室內(nèi)業(yè)主的人身和財產(chǎn)安全，其主要用于安防或樓宇監(jiān)控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本發(fā)明；
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的原理框圖；
圖3為本是發(fā)明被測物體探測工作示意圖；
圖4為本發(fā)明的雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的電路圖。
[0015]【具體實施方式】
為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。[0016]參見圖1至圖5，本實施例的被動式紅外探測報警器，被動是指探測器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來完成探測目的。被動紅外報警器是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動時所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報警器產(chǎn)生報警信號，從而完成報警功能。其包括光學系統(tǒng)2、熱釋電紅外傳感器3、信號處理電路4和報警電路5，信號處理電路4包括帶通濾波器和信號放大器，所述熱釋電紅外傳感器輸出端連接帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸入端連接信號放大器的輸入端，所述信號放大器連接報警電路5，在信號放大器與報警電路5之間還連接有控制報警電路運行的繼電器6，提高了探測的準確度，避免盲區(qū)和誤報的產(chǎn)生。
[0017]如圖3，本實施例的光學系統(tǒng)2采用的是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外傳感器3上，同時也產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電探測元要求信號不斷變化的特性；熱釋電紅外傳感器3是報警器設(shè)計中的核心器件，它可以把人體的紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號以供信號處理部分使用；信號處理電路4主要是把熱釋電紅外傳感器3輸出的微弱電信號進行放大、濾波、延遲、比較，為報警功能的實現(xiàn)打下基礎(chǔ)。
[0018]圖4是一個雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例的熱釋電紅外傳感器3采用的是雙探測元熱釋電紅外傳感器，使用時D端接電源正極，G端接電源負極，S端為信號輸出。該雙探測元熱釋電紅外傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元31串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補償。對于輻射至雙探測元熱釋電紅外傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上，從而使熱釋電紅外傳感器3輸出電壓信號，其增加探測范圍，避免了盲區(qū)或漏報、誤報的產(chǎn)生。
[0019]本實施例中，用于制造熱釋電紅外探測元即熱釋電紅外傳感器的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0.2?20um。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該熱釋電紅外傳感器3在窗口上加裝了一塊干涉濾波片32。這種干涉濾波片32除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。
[0020]使用時，探測目標I從光學系統(tǒng)2前面探測范圍M內(nèi)移動經(jīng)過，紅外輻射會引起熱釋電紅外傳感器3輸出信號的變化,這個變化轉(zhuǎn)換為電信號輸入信號處理電路4,信號處理電路4會對輸入信號進一步處理放大后輸出，驅(qū)動繼電器工作,繼電器控制報警電路5工作，產(chǎn)生一個報警信號。
[0021]為提高報警準確度，本實施例信號放大器包括第一集成運算放大器L M 3 58和第二集成運算放大器LM339，第一集成運算放大器L M 3 58的輸入端連接帶通濾波器的輸出端，所述第一集成運算放大器L M 3 58的輸出端連接第二集成運算放大器LM339的輸入端，所述第二集成運算放大器LM339的輸出端連接繼電器RLY，通過信號兩級放大以使其獲得足夠的增益，用來驅(qū)動繼電器RLY輸出狀態(tài)改變，控制報警電路產(chǎn)生報警信號。
[0022]進一步的，本發(fā)明被動式紅外探測報警器還包括防拆開關(guān)7和指示燈10，該指示燈10為LED指示燈，所述指示燈10通過指示燈開關(guān)9連接熱釋電紅外傳感器3，所述防拆開關(guān)7輸出端還連接有選擇器開關(guān)8，該選擇器開關(guān)8為觸發(fā)器開關(guān)，通過觸發(fā)器選擇器連接熱釋電紅外傳感器3，所述防拆開關(guān)8的輸出端還與報警電路5相連接，構(gòu)成防拆卸報警結(jié)構(gòu)，防拆開關(guān)8觸動后，會產(chǎn)生一個報警信號，觸發(fā)選擇器開關(guān)用來調(diào)節(jié)熱釋電紅外傳感器3的靈敏度，指示燈開關(guān)9可以選擇關(guān)閉，防止被人看見探測器的安裝位置，輸出端子連接電源、繼電器輸出和防拆報警信號輸出。
[0023]參見圖5，當人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上時，電路中的傳感器將輸出電壓信號，然后使該信號先通過一個由C 3、C 4、R 1、R 2組成的帶通濾波器，該帶通濾波器的上限截止頻率為16Hz，下限截止頻率為0.16 Hz0由于熱釋電紅外傳感器輸出的探測信號電壓十分微弱(通常僅有I mV左右)，而且是一個變化的信號，同時菲涅爾透鏡的作用又使輸出信號電壓呈脈沖形式(脈沖電壓的頻率由被測物體的移動速度決定，通常為0.1?IOHz左右)，所以應(yīng)對熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號進行放大。本設(shè)計運用第一集成運算放大器LM 3 58與第一集成運算放大器LM339進行來進行兩級放大，以使其獲得足夠的增益，用來驅(qū)動繼電器RLY輸出狀態(tài)改變，控制報警電路產(chǎn)生報警信號，為了防止拆卸，在電路上還設(shè)計了防拆卸報警結(jié)構(gòu)，防拆開關(guān)觸動后，會產(chǎn)生一個報警信號，觸發(fā)選擇器開關(guān)JPC用來調(diào)節(jié)探測器靈敏度，出廠是出于OFF狀態(tài)靈敏度低，選擇ON狀態(tài)時工作靈敏度高，指示燈開關(guān)JLED可以選擇關(guān)閉，防止被人看見探測器的安裝位置，輸出端子JX連接電源、繼電器輸出和防拆報警信號輸出。
[0024]本發(fā)明是來探測被監(jiān)測區(qū)域，當被監(jiān)測區(qū)域出現(xiàn)不明移動紅外輻射物體(比如人、動物等)時，報警器產(chǎn)生一個報警信號，通過設(shè)置光學系統(tǒng)以及熱釋電紅外傳感器，到達了準確探測入侵人員的目的，避免了誤報或漏報的現(xiàn)象，同時設(shè)置有防拆開關(guān)和多級放大信號，使其報警及時，放拆防破壞，安全系數(shù)全面提高，保護了室內(nèi)業(yè)主的人身和財產(chǎn)安全，其主要用于安防或樓宇監(jiān)控。
[0025]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.被動式紅外探測報警器，其特征在于，其包括光學系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號處理電路以及報警電路，所述信號處理電路包括帶通濾波器和信號放大器，所述熱釋電紅外傳感器輸出端連接帶通濾波器的輸入端，所述帶通濾波器的輸入端連接信號放大器的輸入端，所述信號放大器連接所述報警電路； 所述光學系統(tǒng)采用的是可將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外傳感器的菲涅爾透鏡，在所述信號放大器與報警電路之間還連接有控制報警電路運行的繼電器，所述熱釋電紅外傳感器采用的是雙探測元熱釋電紅外傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測報警器，其特征在于，所述雙探測元熱釋電紅外傳感器設(shè)有兩個相互串聯(lián)的探測元，兩個所述探測元的極性相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的被動式紅外探測報警器，其特征在于，所述雙探測元熱釋電紅外傳感器上還設(shè)有干涉濾波片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的被動式紅外探測報警器，其特征在于，所述信號放大器包括第一集成運算放大器和第二集成運算放大器，所述第一集成運算放大器的輸入端連接帶通濾波器的輸出端，所述第一集成運算放大器的輸出端連接第二集成運算放大器的輸入端，所述第二集成運算放大器的輸出端連接繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的被動式紅外探測報警器，其特征在于，所述動式紅外探測報警器還包括防拆開關(guān)和指示燈，所述指示燈通過指示燈開關(guān)連接熱釋電紅外傳感器，所述防拆開關(guān)輸出端還連接有選擇器開關(guān)，通過選擇器開關(guān)連接熱釋電紅外傳感器，所述防拆開關(guān)輸出端與報警電路相連接。
【文檔編號】G08B13/191GK103854404SQ201410067684
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】郭宏, 田繼忠, 王莉莎, 申愛群, 龐曉華 申請人:蘇州中崟傳感股份有限公司, 威海諾金傳感技術(shù)有限公司, 北京鑫諾金電子科技發(fā)展有限公司, 北京鑫諾金傳感技術(shù)有限公司