紅外線對射感應開關的原理 淺談紅外線對射感應
2020-11-22 電子發燒友紅外線對射感應開關的原理 淺談紅外線對射感應
工程師譚軍 發表於 2018-09-17 09:20:44
本文主要是關於紅外線對射感應開關的相關介紹，並著重對紅外線對射感應開關的原理進行了詳盡的闡述。
紅外對射
紅外對射全名叫「主動紅外入侵探測器」（Active infrared intrusion detectors），其基本的構造包括發射端、接收端、光束強度指示燈、光學透鏡等。其偵測原理是利用紅外發光二極體發射的紅外射線，再經過光學透鏡做聚焦處理，使光線傳至很遠距離，最後光線由接收端的光敏電晶體接收。當有物體擋住發射端發射的紅外射線時，由於接收端無法接收到紅外線，所以會發出警報。紅外線是一種不可見光，而且會擴散，投射出去之後，在起始路徑階段會形成圓錐體光束，隨著發射距離的增加，其理想強度與發射距離呈反平方衰減。當物體越過其探測區域時，遮斷紅外射束而引發警報。傳統型主動紅外入侵探測器（附圖1），由於只有兩光束、三光束、四光束類型，常用於室外圍牆報警。
應用優點
1、採用紅外波段的射束，人視覺不可見，具有隱蔽的防衛方式：使入侵者在不知不覺中觸警。
2、傳統型主動紅外入侵探測器防範面低，易存在盲區或死角。多光束遠距離紅外線幕牆產品不存在盲區和死角。
3、完備的防衛能力：入侵者無法以快速跳躍（能夠實現≥20ms觸發報警的產品才具有此項功能）、匍伏或其它動作通過隱形紅外防衛射束網的防範 範圍。
4、良好的抗幹擾特性：採用阻斷所有紅外脈衝編碼射束為報警觸發條件，當昆蟲、落葉或小動物等通過紅外防衛射束網時，由於不能完全遮斷全部紅外脈衝編碼射束所以不會產生誤報警。
5、嚴密的防破壞能力：當紅外接收端電源線或信號線被剪斷時，報警信號輸出電路將自動輸出無線報警信號。
6、可全天侯工作。紅外對射探測器執行國家標準GB10408.4——2000 主動紅外入侵探測器「 第4.1.7探測距離b）室外用：主動紅外入侵探測器的最大射束距離應是製造廠規定的探測距離的6倍以上」的規定，以抗禦雨、霧、霾、強烈水蒸氣、強烈陽光對於射束的衰減，抗禦大風（特別是側向大風）吹而引起射束的偏移等不良天氣及氣象條件幹擾。
產品特點
1、抗強光達50，000LUX，內置自動調節強光過濾系統，避免受強光或汽車燈光的影響。
2、獨特的光學設計：光電射束可穿透多層玻璃，具有特殊的抗環境能力。
3、全密封防雨、霧、塵、蟲等的一體化結構設計，使其能在惡劣的環境中正常工作。
4、接收信號強度多級LED指示燈，使其校準更精密。
5、紅外射束遮斷周期可調，使其更加靈活、適應性更強。
6、周界探測範圍：由各個型號決定，最大可達距離：1100m
7、防雷的電路設計。
系統原理
概念理解
主動紅外對射入侵探測器由主動紅外發射機和主動紅外接收機組成，當發射機與接收機之間的紅外光束被完全遮斷或按給定百分比遮斷時能產生報警狀態的裝置，叫主動紅外入侵探測器。
工作原理
主動紅外接收機中的光電傳感器通常採用光電二極體、光電三極體、矽光電池、矽雪崩二極體等，按GBl0408．4—2000《入侵探測器 第4部分：主動紅外對射入侵探測器》規定：「探測器在製造廠商規定的探測距離工作時，輻射信號被完全或按給定百分比遮光的持續時間大於40ms時，探測器應產生報警狀態。」為什麼要給出一個範圍呢？原因是不同的使用部位可以設定（調節）不同的最短遮光時間，這有益於減少系統的誤報警。
主動紅外對射發射機所發紅外光束定發散角，在GBl0408.4—2000標準中規定：「室內使用時，發射機與接收機經正確安裝和對準，並工作在製造廠商規定的探測距離，輻射能量有75%。被持久地遮擋時，接收機不應產生報警狀態。」對於室外使用受溫度和太陽光的影響，紅外光束的靈敏度會有所降低。為了減少由此引起的誤報警，安裝使用中應讓發射機與接收機軸線重合。
主動紅外發射機通常採用紅外發光二極體作光源，其主要優點是體積小、重量輕、壽命長，交直流均可使用，並可用電晶體和集成電路直接驅動。主動紅外入侵探測器多數是採用互補型自激多諧振蕩電路作驅動電源，直接加在紅外發光二級管兩端，使其發出經脈衝調製的、佔空比很高的紅外光束，這既降低了電源的功耗，又增強了主動紅外入侵探測器的抗幹擾能力。
紅外線對射感應開關的原理
對射式光電開關由發射器和接收器組成，其工作原理是：通過發射器發出的光線直接進入接收器，當被檢測物體經過發射器和接收器之間阻斷光線時，光電開關就產生開關信號。與反射式光電開關不同之處在於，前者是通過電-光-電的轉換，而後者是通過介質完成。對射式光電開關的特點在於：可辨別不透明的反光物體，有效距離大，不易受幹擾，高靈敏度，高解析，高亮度，低功耗，響應時間快，使用壽命長，無鉛，廣泛應用於：投幣機，小家電，投幣機，自動感應器，傳真機，掃描儀等設備上面。
紅外對射報警器的工作原理
主動式紅外對射報警器原理
主動式紅外線報警器由發射機和接收機兩部分構成。其中，發射機包括電源、發光源、光學系統等組成部分，在電源的作用下，紅外發光二極體發射紅外光束，經光學系統作用變成平行光發射出去。接收機包括光學系統、放大器、光學傳感器、信號處理器等組成部分，負責接收發射機發射出的紅外線，並經光電傳感器將光信號轉換成電信號，經信號處理器分析處理後傳給報警控制器。
主動式紅外線報警器就是利用發射機發射紅外線，而接收機接收紅外線來工作的。在發射機與接收機之間形成了一條紅外警戒線，在正常情況下，發射機發射紅外線，而接收機接收到穩定的光信號。而一旦報警器防範區域內有人入侵時，由發射機發射出的紅外線光束被遮擋，接收機接收到的不再是穩定的光信號，而有一定程度的變化，這一變化經分析處理後傳送至報警控制器，使之發出報警信號。
主動式紅外線報警器具有很遠的防範距離，是被動式紅外線報警器防範距離的十幾倍，前已有廣泛應用。
被動式紅外對射報警器原理
被動式紅外線報警器是根據對外界紅外能量的探測來判斷是否有人移動的。人的體溫一般在37度左右，會釋放波長約為10μm的紅外線，這種紅外能量不同於周圍環境中的，一旦報警器在其防範區域內探測到波長為10μm左右的紅外線，分析處理後便會發出警報信號。
分析處理的過程是醬紫的，人體發射出的紅外線首先通過菲涅爾濾光片進行增強，增強之後聚集在紅外感源（一般採用熱釋電元件）上，而熱釋電元件一旦接受到人體紅外線，溫度便會發生變化，並釋放電荷使得電荷不守恆，在電路中一旦檢測到這種情況便確定有人入侵，產生報警信號。
結語
關於紅外線對射感應開關的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
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