Principi d'infrarojos i ús de la il·luminació LED
Espectroscòpia d'infrarojos
La llum que la gent pot veure a simple vista s’anomena llum visible i la longitud d’ona de la llum visible és de 380-750nm. L’ordre de la longitud d’ona de la llum visible de curt a llarg és la llum porpra → llum blava → llum cian → llum verda → llum groga → llum taronja → llum vermella. La llum amb una longitud d’ona més llarga que la llum vermella s’anomena llum infraroja o llum infraroja (infraroja). La llum infraroja és llum que la gent no pot veure a simple vista.
La distribució de la longitud d’ona d’una part de la llum és la següent:
Llum violeta (O.40 ～ 0.43μm); llum blava (0,43 ～ 0,47μm); llum cian (0,47 ～ 0,50 μm); llum verda (0,50 ～ 0,56μm); llum groga (0,56 ～ 0,59μm); llum taronja (0,59 ～ 0,62μm); llum vermella (0,62 ～ 0,76 μm); infrarojos (0,76 ～ 1000μm); la llum infraroja es pot dividir en:
1. Infrarojos propers (760 ～ 3000nm); 2. Infraroig mitjà (3000 ～ 60000rim); 3. Infraroig llunyà (6000 ～ 150000nm).
Qualsevol objecte amb temperatura a la natura irradiarà raigs infrarojos, però les longituds d'ona dels raigs infrarojos radiats són diferents. Segons experiments, les longituds d'ona infraroges (d'energia) irradiades pel cos humà es concentren principalment a uns 10.000 nm. Segons les característiques de la longitud d’ona infraroja del cos humà, si s’utilitza un dispositiu de detecció, es pot detectar l’infraroig irradiat pel cos humà i eliminar altres ones de llum innecessàries.
Es pot assolir el propòsit de detectar informació sobre l’activitat humana. Per tant, ha aparegut un producte sensor que detecta els rajos infrarojos del cos humà. El sensor d’infrarojos del cos humà es fabrica d’acord amb el principi de la piroelectricitat.
Principi piroelèctric
El sensor d'infrarojos del cos humà és un tipus de producte de detecció fabricat mitjançant el principi de l'efecte piroelèctric. Quin és l’efecte piroelèctric? És un fenomen en què es generen càrregues elèctriques a causa dels canvis de temperatura.
Per il·lustrar clarament també apareix l’efecte piroelèctric. Il·lustrar amb un diagrama.
La figura 1 és un diagrama esquemàtic d’una corba de canvi de temperatura: la figura 2 és un diagrama esquemàtic d’una corba d’estat de canvi de càrrega superficial del sensor causada per un canvi de temperatura; La figura 3 és un diagrama esquemàtic d’una corba de sortida de canvi de voltatge causada per un canvi de càrrega superficial del sensor.
A la fase inicial (T) de la figura 1, la temperatura del sensor infraroig piroelèctric no canvia sense radiació infraroja, la càrrega a la superfície del sensor es troba en estat neutralitzat i els electrons positiu i negatiu són iguals (A ). En aquest moment, el sensor no té sortida (0). Figura l La segona etapa (T + △ T), quan hi ha un canvi de temperatura. Sota la radiació infraroja del cos humà, si la temperatura del sensor infraroig piroelèctric augmenta △ T, la càrrega a la superfície del sensor canviarà en conseqüència, tal com es mostra a la figura 2 (B). Si el canvi de temperatura és de △ T, el canvi de càrrega corresponent produirà un canvi de △ V. Per tant, les sortides del sensor △ V. A mesura que passa el temps, la superfície del sensor reabsorbirà els ions a l'aire i es cancel·larà mútuament per arribar a l'estat neutralitzat tal com es mostra a la figura 2c. En aquest moment, el sensor no torna a la sortida (O). Com es mostra a la figura 3.
Quan la temperatura baixa, la temperatura torna al seu estat original (T) i el seu estat de polarització lliure es mostra a la figura 2D. Atès que el procés de disminució i canvi de temperatura (relativament parlant) és oposat a l’augment de temperatura, el procés de canvi de càrrega a la superfície del sensor és just el contrari del procés de canvi quan s’eleva, que és un procés invers.
Per tant, el senyal de sortida del sensor és de △ V, com es mostra a la figura 3. De la mateixa manera, a mesura que passa el temps, la superfície del sensor reabsorbirà els ions a l’aire i el senyal de sortida del sensor. tornarà a ser zero.
El senyal de sortida del sensor&# 39 per a tot el procés de detecció d’informació de l’activitat humana es mostra a la figura 3. No és difícil veure des del diagrama de sortida del sensor que el senyal generat per una acció del sensor a les activitats humanes és una forma d'ona completa. A l’experiment. Si el senyal és amplificat per un amplificador i després s’observa amb un oscil·loscopi, serà un impuls positiu i un impuls negatiu. En altres paraules, un senyal de moviment detectat per la sortida del sensor és similar a un senyal de pols de l Hz complet.
Sensor d'infrarojos
Al sensor piroelèctric, el sensor d’un element es feia servir en el passat. Com que el sensor d’un element es veu més afectat per factors com la llum perduda, l’efecte de l’aplicació és relativament pobre. Per tant, ara s’utilitzen habitualment unitats de detecció de doble element. Aquest tipus de sensor té els següents avantatges:
1. Té les característiques d’alta sensibilitat.
2. Els dos dispositius de la unitat es connecten a la inversa. Per tant, els rajos d'infrarojos que s'introdueixen al mateix temps es cancel·laran mútuament i no hi haurà sortida. Això augmenta l'estabilitat a la llum externa perduda, als canvis de temperatura ambientals i als efectes de les vibracions externes (vegeu la figura 5).
A causa de la impedància d’entrada extremadament alta del sensor infraroig piroelèctric, és molt fàcil introduir sorolls.
Per tant, és necessari realitzar un tractament de blindatge electromagnètic al sensor, de manera que s’adopti el paquet metàl·lic i es posi a terra la carcassa. D’aquesta manera, es pot aconseguir el propòsit de protegir el soroll desordenat.
A la natura, l’energia calorífica irradiada per tots els objectes és proporcional a la seva pròpia temperatura. Com més alta sigui la temperatura d’un objecte, més curta serà la longitud d’ona màxima de la seva energia calorífica irradiada. Un cos humà amb una temperatura de 36-37 ° C irradia raigs infrarojos amb una energia calorífica màxima d’uns 900-1000 nm. Per tant, la presència o absència del cos humà es pot detectar mitjançant un sensor infraroig piroelèctric.
Per evitar la influència de la llum solar i la il·luminació de llums en el procés de control de la presència o absència del cos humà, normalment s’afegeix un filtre a la superfície del sensor infraroig piroelèctric. Al mateix temps, com que el cos humà es mou lentament, també és necessari portar objectius de Fresnel d’alta eficiència, enfocats i altres accessoris que puguin satisfer les necessitats reals d’ús.
