Объёмные охранные извещатели (ИК-датчики)

Для ИК-диапазона от 0, 8 до 12 мкм. существует множество датчиков излучения (рис. 1) на основе селенида свинца (PbSe), сульфида свинца (PbS), арсенида индия (InAs), антимонида индия (InSb) и германия, а также пироэлектрические детекторы.

Важной областью применения таких детекторов является обнаружение людей (например, при защите от взлома охраняемых помещений и зданий). При рассмотрении спектрального состава, испускаемого человеком при температуре тела около 36, 4°С (рис. 2), можно отметить отчётливый максимум в области длин волн около 10 мкм. Для этого спектрального диапазона могут быть приняты во внимание только широкополосные ИК-датчики типа пироэлектрических детекторов.

Пироэлектрический эффект возникает в результате смещения зарядов в некоторых кристаллах при их нагреве.

Следует заметить, что этот эффект не аналогичен термоэлектрическому эффекту, так как в данном случае не возникает постоянного напряжения.

При резком воздействии ИК-излучения на пироэлектрический детектор, вызывающем его нагрев, напряжение или ток (в зависимости от вида схемы) изменяются лишь кратковременно, а затем спадают до ноля даже и при сохраняющемся действии облучения.

Эквивалентную схему пироэлектрического детектора можно представить в виде параллельного (при измерении тока) или последовательного (при измерении напряжения) соединения конденсатора и генератора (источника тока или напряжения)(рис. 5).

Чувствительность как по току, так и по напряжению зависит от частоты падающего излучения. Ниже 10 Гц предпочтительно усиление по напряжению, тогда как в случае высокочастотных широкополосных сигналов более целесообразно усиление по току.

При обнаружении людей (при их передвижении) сигнал находится в области нескольких герц, так что в этом случае применимо усиление по напряжению.

Кроме использования в пассивных оградительных системах, такого рода датчики находят применение в схемах контроля за работой горелок, в пожарных извещателях, системах контроля окружающей среды, газоанализаторах, установках для измерения излучения и в реле близости.

Характеристики спектральной чувствительности различных датчиков ИК-излучения.

(Рис. 1). Характеристики спектральной

чувствительности различных датчиков ИК-излучения.

Распределение интенсивности (I) ИК-излучения, испускаемого лампой накаливания и человеческим телом.

(Рис. 2). Распределение интенсивности (I) ИК-излучения,

испускаемого лампой накаливания и человеческим телом.

Возбуждение и ответный сигнал пироэлектрического детектора.Пироэлектрический эффект (перераспределение зарядов в нагретом кристалле).

Рис. 3. Пироэлектрический эффект

(перераспределение зарядов в нагретом кристалле).

Рис. 4. Возбуждение и ответный сигнал пироэлектрического детектора.

Эквивалентная схема пироэлектрического детектора.

Рис. 5. Эквивалентная схема пироэлектрического детектора.

 

© Сигнализация в Запорожье, 2017

SiteHeart