Spis treści
- Co to są czujniki PIR?
- Jaka jest zasada działania czujników PIR?
- Obiektywy stosowane w czujnikach PIR
- Jakie jest zastosowanie czujnika PIR w termowizji?
- Jakie jest zastosowanie czujnika PIR w systemach bezpieczeństwa?
- Jakie materiały są użyte w czujnikach PIR?
Co to są czujniki PIR?
Czujnik PIR lub pasywny czujnik podczerwieni to instrument elektroniczny wykrywający promieniowanie podczerwone emitowane przez obiekty znajdujące się w jego polu widzenia. Termin „pasywny” jest dodawany jako przedrostek, ponieważ tego typu czujniki nie emitują energii w żadnej formie. Instrumenty te są używane do wykrywania ruchu obiektów, zwierząt i ludzi za pomocą ich promieniowania podczerwonego. Wyemitowane promieniowanie ciała doskonale czarnego (od osoby, zwierzęcia lub obiektu) należące do zakresu długości fal średniej podczerwieni jest wykrywane i porównywane z temperaturą obiektów tła przez detektor.
Fala podczerwona to promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości od 300 GHz do 400 THz [długości fal od 10-3 - 0.7 x 10-6M]. Promieniowanie podczerwone nie jest widoczne dla ludzkich oczu. Fale podczerwone znajdują zastosowanie w podgrzewaniu pilotów spożywczych i telewizyjnych, światłowodów, kamer termowizyjnych, zastosowaniach medycznych, czujnikach ruchu itp. Czujniki PIR są używane głównie do wykrywania i analizowania ruchu rzeczy lub ludzi.
Jaka jest zasada działania czujników PIR?
Każdy ciepły przedmiot, w tym ludzkie ciało, emituje ciepło w postaci promieniowania podczerwonego. Promieniowanie podczerwone nie jest widoczne dla ludzkich oczu. Promieniowanie to można wykryć tylko za pomocą specjalnie zaprojektowanych urządzeń elektronicznych. Pasywne czujniki podczerwieni wykrywają, a następnie przekształcają padającą energię świetlną (w postaci fal podczerwonych) na sygnał elektryczny (elektronowy). Para wodna silnie wpływa na czujniki podczerwieni, ponieważ woda pochłania maksymalną część otrzymanego promieniowania. Z tego powodu detektory podczerwieni czasami nie są w stanie zapewnić dokładnych wyników, gdy są używane na zewnątrz. Ilość promieniowania zmienia się w zależności od temperatury i właściwości powierzchni danych obiektów.
Zazwyczaj detektory te są zdolne do wykrywania jednego pasma promieniowania w zakresie 4.4 mikrometra i dwóch pozostałych pasm w zakresie powyżej i poniżej 4.4 mikrometra. Wyróżnione wykrywanie dwóch zakresów umożliwia czujnikowi rozróżnienie między rzeczywistymi płomieniami i promieniowaniem niepłomieniowym, które mogły mieć wpływ na wyniki. Czujniki te mogą zapewnić dokładniejsze wyniki wykrywania płomienia po zignorowaniu wpływu promieniowania tła.
Obiektywy stosowane w czujnikach PIR
Najpopularniejsze modele detektorów PIR wykorzystują soczewki Fresnela lub segmenty zwierciadlane, które mają efektywny zasięg około 10 metrów lub 30 stóp i pole widzenia mniejsze niż 180 stopni. Soczewki te służą do ogniskowania promieniowania podczerwonego, które jest wykrywane przez urządzenie. Niektóre zaawansowane modele mają znacznie szersze pole widzenia około 360 stopni. Tego typu soczewki są montowane na suficie. Pasywne czujniki podczerwieni są w stanie wykryć zmiany energii podczerwieni na odległość 30 metrów lub 100 stóp. W celu skutecznego skupienia energii promieniowania zamiast soczewek Fresnela zastosowano lustra paraboliczne.
Jakie jest zastosowanie czujnika PIR w termowizji?
Czujniki termowizyjne na podczerwień są specjalnie zaprojektowane do wykrywania promieniowania podczerwonego i tworzenia obrazów. Obrazy wytwarzane przez termowizję zależą od ilości ciepła wypromieniowywanego przez obiekt oraz różnicy temperatur między obiektami znajdującymi się na pierwszym planie i w tle. Obrazowanie termiczne najlepiej nadaje się do tworzenia obrazu w bardzo ciemnych warunkach. Oprócz okularów dostępne są również czujniki kamery termowizyjnej do robienia zdjęć w ciemności. Instrumenty te mają szeroki zakres zastosowań w różnych dziedzinach. Proces analizy danych termowizyjnych jest znany jako termografia.
Jakie jest zastosowanie czujnika PIR w systemy bezpieczeństwa?
Czujniki PIR są powszechnie stosowane w różnych systemach bezpieczeństwa. Za sterowanie małym przekaźnikiem odpowiada system PIR. Przekaźnik ten łączy obwód bezpieczeństwa z kilkoma stykami elektrycznymi podłączonymi do strefy wejścia detekcji centrali antywłamaniowej. W przypadku braku wykrywania lub zmiany ruchu styk przekaźnika jest zwarty lub występuje przekaźnik „normalnie zamknięty” (NC). W przypadku wykrycia lub zmiany ruchu przekaźnik otwiera obwód i wyzwala alarm, wysyłając sygnał.
Czujniki pasywne wykrywają odbicia promieniowania z otoczenia. Te czujniki zwykle nie używają nadajnika. Instrumenty te analizują zmiany promieniowania otaczających obiektów, a następnie kierują impuls elektryczny lub sygnał do wbudowanego mikrokomputera. Ten mikrokomputer następnie współdziała z mechaniczną częścią czujnika w oparciu o odebrany sygnał. Producenci czujników często zalecają wyliczone umiejscowienie alarmu opartego na pasywnym czujniku podczerwieni w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa wystąpienia fałszywych alarmów. Zaleca się, aby nie montować czujnika przodem do okna, ponieważ może to spowodować problem z zakłóceniami.
Jakie materiały są użyte w czujnikach PIR?
Czujniki podczerwieni mogą być wykonane z różnych materiałów w zależności od wymagań związanych z formą informacji, które mają dostarczać. Niektóre powszechnie używane materiały w detektorach podczerwieni to:
- Tellurek kadmu i rtęci (znany jako MCT, HgCdTe)
- Siarczek ołowiu (II) (PbS)
- Antymonek indu (InSb)
- Arsen indu galu
- Arsenek indu
- Tantalan litu (LiTaO3)
- Selenek ołowiu
- Fotodetektor podczerwieni Quantum Well (QWIP)
- Siarczan triglicyny (TGS)
- Krzemian Platyny (PtSi)
Technologie wykrywania ruchu były przez lata bardzo rozwijane. Zwykle w celu uzyskania możliwie najlepszych wyników wykorzystuje się pewną kombinację dwóch lub więcej technologii wykrywania ruchu. Połączenie technologii pasywnej podczerwieni i oprogramowania komputerowego widzenia zyskuje ostatnio popularność w dziedzinie wykrywania ruchu. Takie technologie rzadko powodują błędy w wynikach, a także ponownie sprawdzają ruch rejestrowany przez komputerową kamerę wizyjną. Urządzenia te mają szeroki zakres zastosowań w różnych dziedzinach.
Aby dowiedzieć się więcej o czujnikach podczerwieni, odwiedź stronę https://techiescience.com/ir-sensors/
Przeczytaj także:
- Czujnik koloru
- Zastosowanie kryteriów projektowania czujników dotykowych
- Czujniki podczerwieni
- Charakterystyka czujników robotów
- Czujnik płomienia
- Ważna aplikacja czujnika wiroprądowego
Cześć, jestem Sanchari Chakraborty. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Zawsze lubię odkrywać nowe wynalazki w dziedzinie elektroniki.
Jestem chętnym uczniem, obecnie inwestuję w dziedzinę optyki stosowanej i fotoniki. Jestem także aktywnym członkiem SPIE (Międzynarodowe stowarzyszenie optyki i fotoniki) oraz OSI (Indyjskie Towarzystwo Optyczne). Moje artykuły mają na celu przybliżenie tematów badań naukowych wysokiej jakości w prosty, ale pouczający sposób. Nauka ewoluuje od niepamiętnych czasów. Próbuję więc wykorzystać tę ewolucję i przedstawić ją czytelnikom.
Połączmy się przez