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PIR产品设计指南 作者：通泰积体电路股份有限公司 曾祥兆 一． 摘 要：在电子防盗、人体探测器，智能照明等领域中，被动式热释电红外探测器的 应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。然而 针对这一领域，有非常多的技术人员在设计时却发现，PIR产品的设计却没那么简单， 在有些细节上没有注意，就非常容易产生误动 作，最常见的就是在关闭之后，又重新开 启，如此反复，下面总结笔者多年 PIR应用经验，为大家介绍一些 PIR产品在设计时， 应该要注意的事项及应用技巧。 关毽词：PIR 热释电红外传感器 菲涅尔透镜 人体红外 热释电 人体感应开关 二． 在被动红外探测器中有两个关键性的元件，一个是热释电红外传感器(PIR)，另外一个 就是菲涅尔透镜 2.1 热释电红外传感器(PIR)的工作原理及特性 2.1.1 凡是温度超过绝对 0℃的物体都能产生热辐射（红外光谱），而温度低 于 1725°C的物体，产生的热辐射光谱主要集中在红外光区域，因此自然界的 所有物体都能向外辐射红外热，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是 不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的； 2.1.2人体恒定的体温约 37度，所发出红外线的波长为 10UM左右的； 2.1.3热释电红外传感器通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，就是专门针对人体 红外专门设计的器件，仅对 10UM左右的红外的非常敏感，而对环境的其他波 长红外成份则有明显的抑止作用； 2.1.4 热释电红外传感器内一般包含两个（或更多的）互相串联或并联的热释 电单元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件 几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是环境背景辐射对探测 器是无信号输出的； 2.1.5 一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分菲涅尔透镜聚焦，并 被热释电红外传感器接收，热释电红外传感器在接收到人体红外辐射温度发生 变化时就会失去电荷平衡，因为两片热释电单元接收到的热量不同，不能相互 抵消，输出脚便会有与人体一致的变化的信号输出，供后级电路做信号处理， 以便实现不同的控制输出； 2.1.6 热释电红外传感器，有不同的窗口形状及尺寸，窗口面积越大，灵敏度 也越高，相应成本也会更高，可依据产品的要救选择相应的型号； 2.1.7 一般最常用的热释电红外传感器，是双单元的那种，这种探头的灵敏度 是沿长方形方向横向移动才是最高的，所以成品在装配时，要特别注意这点， 如果产品是吸顶式的，比如安装在十字形的走廊上，要求各个方向灵敏度相近， PIR产品设计指南 作者：通泰积体电路股份有限公司 曾祥兆 则装配时，可以让热释电红外传感器的窗口与走廊方向呈 45度角度，或采用 四窗口的热释电红外传感器。 PIR产品设计指南 作者：通泰积体电路股份有限公司 曾祥兆 2.2 菲涅尔(Fresnel)透镜 2.2.1菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射） 在 PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区 域的移动物体，在活动时不停在明区和暗区间来回切换，折射到热释电红外传 感器上，形成温度变化，而在 PIR上产生变化的热释红外信号； 2.2.2菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹.通过这些齿纹, 可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用.传统的打磨光学器 材的带通光学滤镜造价昂贵，菲涅尔透镜可以极大的降低成本，典型的例子就 是 PIR（被动红外线探测器），PIR广泛的用在警报器上。如果你拿一个看看， 你会发现在每个 PIR上都有个塑料的小帽子。这就是菲涅尔透镜，小帽子的内 部都刻上了齿纹，这种菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值限制到 10微米左 右（人体红外线辐射的峰值），成本相当的低； 2.2.3菲涅耳透镜可以把透过窄带干涉滤光镜的光聚焦在硅光电二级探测器 的光敏面上； 2.2.4菲涅尔透镜由有机玻璃制成,不能用任何有机溶液(如酒精等)擦拭，除 尘时可先用蒸馏水或普通净水冲洗,再用脱脂棉擦拭。 2.2.5 菲涅尔透镜的选型不当，将会对灵敏度造成较大影响，以及每款菲涅尔 透镜，都有一个聚焦点，只有让热释电红外传感器处于聚焦点上，才能达到最 佳的聚焦效果，让灵敏度最高； PIR产品设计指南 作者：通泰积体电路股份有限公司 曾祥兆 三．被动式热释电红外探头的优缺点 3.1优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉； 3.2缺点： 1、容易受各种热源、光源干扰； 2、被动红外穿透力差，人体的红外辐 射容易被遮挡，不易被探头接收；3、易受射频辐射的干扰； 4、环境温度和人体温 度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。 四． 抗干扰性能 4.1 防小动物干扰：探测器安装