Infračervený princíp a použitie LED osvetlenia
Infračervená spektroskopia
Svetlo, ktoré ľudia môžu vidieť voľným okom, sa nazýva viditeľné svetlo a vlnová dĺžka viditeľného svetla je 380-750 nm. Poradie vlnových dĺžok viditeľného svetla od krátkeho po dlhé je fialové svetlo → modré svetlo → azúrové svetlo → zelené svetlo → žlté svetlo → oranžové svetlo → červené svetlo. Svetlo s dlhšou vlnovou dĺžkou ako červené svetlo sa nazýva infračervené svetlo alebo infračervené svetlo (infračervené). Infračervené svetlo je svetlo, ktoré ľudia nemôžu vidieť voľným okom.
Rozloženie časti svetla na vlnovej dĺžke je nasledujúce:
Fialové svetlo (O.40 ～ 0,43μm); modré svetlo (0,43 × 0,47 µm); azúrové svetlo (0,47 × 0,50 µm); zelené svetlo (0,50 × 0,56 µm); žlté svetlo (0,56 × 0,59 µm); oranžové svetlo (0,59 × 0,62 µm); červené svetlo (0,62 × 0,76 µm); infračervené (0,76 ～ 1000μm); Infračervené svetlo možno rozdeliť na:
1. takmer infračervené (760 × 3 000 nm); 2. stredné infračervené žiarenie (3 000 až 6 000 Rim); 3. Diaľkové infračervené žiarenie (6 000 až 1 500 000 nm).
Akýkoľvek predmet s teplotou v prírode bude vyžarovať infračervené lúče, ale vlnové dĺžky vyžarovaných infračervených lúčov sú odlišné. Podľa experimentov je infračervená (energetická) vlnová dĺžka vyžarovaná ľudským telom koncentrovaná hlavne pri asi 10 000 nm. Podľa charakteristík infračervenej vlnovej dĺžky ľudského tela je v prípade použitia detekčného zariadenia možné detegovať infračervené žiarenie vyžarované ľudským telom a odstrániť ďalšie nepotrebné svetelné vlny.
Účel zisťovania informácií o ľudskej aktivite je možné dosiahnuť. Preto sa objavil senzorový produkt, ktorý detekuje infračervené lúče ľudského tela. Infračervený snímač ľudského tela je vyrobený na princípe pyroelektřiny.
Pyroelektrický princíp
Infračervený snímač ľudského tela je druh snímacieho produktu vyrobeného na základe princípu pyroelektrického efektu. Čo je to pyroelektrický jav? Ide o jav, pri ktorom v dôsledku zmien teploty vznikajú elektrické náboje.
Aby sa názorne ilustrovali, objavuje sa aj pyroelektrický jav. Ilustrujte pomocou diagramu.
Obrázok 1 je schematický diagram krivky zmeny teploty: Obrázok 2 je schematický diagram krivky stavu nabitia povrchu povrchu senzora spôsobenej zmenou teploty; Obrázok 3 je schematický diagram výstupnej krivky zmeny napätia spôsobenej zmenou povrchového náboja snímača.
V počiatočnom štádiu (T) na obrázku 1 sa teplota pyroelektrického infračerveného senzora nemení bez infračerveného žiarenia, náboj na povrchu senzora je v neutralizovanom stave a kladný a záporný elektrón sú rovnaké (A ). V súčasnosti snímač nemá žiadny výstup (0). Obrázok l Druhý stupeň (T + △ T), keď dôjde k zmene teploty. Ak pri infračervenom žiarení ľudského tela stúpne teplota pyroelektrického infračerveného senzora o △ T, náboj na povrchu senzora sa podľa toho zmení, ako je znázornené na obrázku 2 (B). Ak je zmena teploty △ T, zodpovedajúca zmena nabitia spôsobí zmenu △ V. Preto senzor vydáva △ V. Ako čas plynie, povrch senzora znova adsorbuje ióny vo vzduchu a navzájom sa ruší, aby dosiahli neutralizovaný stav, ako je znázornené na obrázku 2c. V tomto okamihu sa snímač vráti na žiadny výstup (O). Ako je znázornené na obrázku 3.
Keď teplota klesne, teplota sa vráti do pôvodného stavu (T) a stav voľnej polarizácie je znázornený na obrázku 2D. Pretože proces poklesu a zmeny teploty (relatívne povedané) je v protiklade k zvýšeniu teploty, proces zmeny náboja na povrchu senzora je opakom procesu zmeny, keď stúpa, čo je inverzný proces.
Preto je výstupný signál senzora △ V, ako je znázornené na obrázku 3. Rovnakým spôsobom, ako čas plynie, povrch senzora znovu adsorbuje ióny vo vzduchu a výstupný signál senzora bude opäť nula.
Výstupný signál senzora' pre celý proces snímania informácií o ľudskej aktivite je znázornený na obrázku 3. Z výstupného diagramu senzora nie je ťažké vidieť, že výstup signálu pôsobením senzora na ľudské činnosti je úplný priebeh. V experimente. Ak je signál zosilnený zosilňovačom a potom je pozorovaný osciloskopom, bude to pozitívny a negatívny impulz. Inými slovami, pohybový signál snímaný výstupom senzora je podobný úplnému l Hz impulznému signálu.
Infračervený senzor
V pyroelektrickom senzore bol v minulosti použitý jednoprvkový senzor. Pretože je jednoprvkový snímač viac ovplyvnený faktormi, ako je rozptýlené svetlo, aplikačný efekt je relatívne slabý. Preto sa teraz bežne používajú dvojprvkové snímacie jednotky. Tento typ snímača má nasledujúce výhody:
1. Má vlastnosti vysokej citlivosti.
2. Dve zariadenia jednotky sú spojené opačne. Súčasný vstup infračervených lúčov sa preto navzájom ruší a neexistuje žiadny výstup. To zvyšuje stabilitu voči vonkajšiemu rozptýlenému svetlu, zmenám teploty prostredia a vplyvom vonkajších vibrácií (pozri obrázok 5).
Vzhľadom na extrémne vysokú vstupnú impedanciu pyroelektrického infračerveného senzora je veľmi ľahké zaviesť šum.
Preto je potrebné na senzore vykonať úpravu elektromagnetického tienenia, aby bol prijatý kovový obal a plášť bol uzemnený. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť účel tienenia hluku z neporiadku.
V prírode je tepelná energia vyžarovaná všetkými predmetmi úmerná ich vlastnej teplote. Čím vyššia je teplota objektu, tým kratšia je špičková vlnová dĺžka jeho vyžarovanej tepelnej energie. Ľudské telo s teplotou 36-37 ° C vyžaruje infračervené lúče so špičkovou tepelnou energiou asi 900-1 000 nm. Preto je možné prítomnosť alebo neprítomnosť ľudského tela zistiť pomocou pyroelektrického infračerveného senzora.
Aby sa predišlo vplyvu slnečného svetla a osvetľovacích svetiel v procese monitorovania prítomnosti alebo neprítomnosti ľudského tela, na povrch pyroelektrického infračerveného senzora sa zvyčajne pridáva filter. Súčasne, pretože sa ľudské telo pohybuje pomaly, je potrebné mať so sebou aj vysokoúčinnú Fresnelovu zaostrovaciu šošovku a ďalšie príslušenstvo, ktoré môžu zodpovedať skutočným potrebám použitia.
