Sensor infrarrojo pasivo

Un sensor Infrarrojo Pasivo (sensor de PIR) es un dispositivo electrónico que mide la irradiación ligera (IR) infrarroja de objetos en su campo de la visión. Los sensores de PIR a menudo se usan en la construcción de detectores de movimiento basados en PIR (véase abajo). El movimiento aparente se descubre cuando una fuente infrarroja con una temperatura, como un humano, pasa delante de una fuente infrarroja con otra temperatura, como una pared. Esto no debe decir que el sensor descubre el calor del objeto que pasa delante de ello, pero que el objeto rompe el campo que el sensor ha determinado como el estado "normal". Cualquier objeto, hasta un exactamente la misma temperatura que los objetos circundantes hará que el PIR active si se mueve al campo de los sensores.

Todos los objetos encima del cero absoluto emiten la energía en la forma de radiación. La radiación por lo general infrarroja es invisible para el ojo humano, pero puede ser descubierta por dispositivos electrónicos diseñados con tal objetivo. El término pasivo en este caso significa que el dispositivo PIR no emite una viga infrarroja, pero simplemente pasivamente acepta la radiación infrarroja de entrada. El sentido “Infra” debajo de nuestra capacidad de descubrirlo visualmente, y "Rojo" porque este color representa el nivel de la energía más bajo que nuestros ojos pueden sentir antes de que se haga invisible. Así, infrarrojo significa debajo del nivel de la energía del rojo en color, y se aplica a muchas fuentes de energía invisible.

Diseño

La radiación infrarroja entra a través del frente del sensor, conocido como la cara del sensor. En el corazón de un sensor PIR es un sensor del estado sólido o el juego de sensores, hechos de un aproximadamente 1/4 el cuadrado de la pulgada de materiales pyroelectric naturales o artificiales, por lo general en la forma de una lámina delgada, del galio nitride (GaN), caesium nitrato (CsNO), fluoruros de polivinilo, derivados de phenylpyrazine y cobalto phthalocyanine. (Ver cristales pyroelectric.) El litio tantalate (LiTaO) es un cristal que expone tanto propiedades piezoeléctricas como pyroelectric.

El sensor a menudo se fabrica como la parte de un circuito integrado y puede consistir en un (1), dos (2) o cuatro (4) 'pixeles' de áreas iguales del material pyroelectric. Los pares de los pixeles del sensor se pueden alambrar como frente a entradas a un amplificador diferencial. En tal configuración, las medidas PIR anulan el uno al otro de modo que la temperatura media del campo de visión se quite de la señal eléctrica; un aumento de la energía IR a través del sensor entero autoanula y no provocará el dispositivo. Esto permite que el dispositivo resista a indicaciones falsas del cambio en caso de exponer a destellos de la iluminación ligera o por todo el campo. (La luz brillante continua todavía podría saturar los materiales del sensor y dar el sensor incapaz de registrar la más información.) Al mismo tiempo, este arreglo diferencial minimiza la interferencia del modo común, permitiendo el dispositivo resistir a provocar debido a campos eléctricos cercanos. Sin embargo, un par diferencial de sensores no puede medir la temperatura en esa configuración y por lo tanto esta configuración se especializa para detectores de movimiento, véase abajo.

Detector de movimiento basado en PIR

En un detector de movimiento basado en PIR (por lo general llamaba un PID, para el Detector Infrarrojo Pasivo), el sensor PIR típicamente se monta en una placa de circuito impreso que contiene la electrónica necesaria requerida interpretar las señales de la viruta del sensor pyroelectric. La asamblea completa se contiene dentro de un alojamiento montado en una posición donde el sensor puede ver el área para supervisarse. La energía infrarroja es capaz de alcanzar el sensor pyroelectric a través de la ventana porque el plástico usado es transparente a la radiación infrarroja (pero sólo translúcido a la luz visible). Esta hoja plástica también impide a la intrusión de polvo y/o insectos obscurecer el campo del sensor de la visión, y en caso de insectos, de generar falsas alarmas.

Unos mecanismos han sido usados para enfocar la energía infrarroja distante en la superficie del sensor. La ventana puede hacer moldear lentillas de Fresnel múltiples en ello.

Tipo de Image:Front-Fresnel. JPG|Typical PID residencial y/o comercial con tapa de la lente de multi-Fresnel.

Image:Fresnel_only. Portada de JPG|PID sólo con fuente de la luz del punto detrás para mostrar lentillas individuales.

Image:Circuit_board_revealed. JPG|PID con la portada quitó la posición de exposición del sensor pyroelectric (flecha verde).

O bien, algunos PIDs se fabrican con el plástico interno, segmentó espejos parabólicos para enfocar la energía infrarroja. Donde los espejos se usan, la tapa de la ventana plástica no tiene lentillas de Fresnel moldeadas en ello. Esta ventana de filtración puede ser usada para limitar las longitudes de onda con 8-14 micrometros que es el más cercano a la radiación infrarroja emitida por la gente (9.4 micrometros que son el más fuerte).

el image:front-(reflejan el tipo).JPG|Typical PID residencial y/o comercial utilización de un espejo segmentado interno para el enfoque.

El tipo de Image:Mirror se abrió. JPG|Cover quitado. Espejo segmentado en fondo con ordenador personal (circuito impreso) consejo encima de ello.

Image:Mirror en lugar. Tarjeta de circuitos de JPG|Printed quitada para mostrar espejo segmentado.

Image:Segmented-parabolic_mirror.jpg|Segmented el espejo parabólico quitado del alojamiento.

Image:Rear de recorrido board2. JPG|Rear de la tarjeta de circuitos que está enfrente del espejo cuando en el lugar. El sensor de Pyroelectric indicado por la flecha verde.

Pueden pensar del PID como una especie de cámara infrarroja que recuerda que la cantidad de la energía infrarroja se concentró en su superficie. Una vez que el poder se aplica al PID, las electrónicas en el PID dentro de poco colocan en un estado quieto y activan un pequeño relevo. Este relevo controla un juego de contactos eléctricos que por lo general se relacionan con la entrada de descubrimiento de un panel de instrumentos de la alarma antirrobo. Si la cantidad de la energía infrarroja se concentrara en los cambios del sensor pyroelectric dentro de un período de tiempo configurado, el dispositivo cambiará el estado del relevo despertador. El relevo despertador es típicamente un relevo "de normalmente cerrado (NC)", también conocido como una "Forma B" relevo.

Una persona que entra en un área supervisada se descubre cuando la energía infrarroja emitida del cuerpo del intruso es enfocada por una lente de Fresnel o un segmento del espejo y traslapa una sección en la viruta que había estado mirando antes alguna parte mucho más chula del área protegida. Esa parte de la viruta es mucho más caliente ahora que cuando el intruso no estaba allí. Mientras que el intruso se mueve, tan el punto caliente en la superficie de la viruta. Este punto caliente móvil hace que la electrónica relacionada con la viruta de active el relevo, haciendo funcionar sus contactos, así activando la entrada de descubrimiento en el panel de instrumentos despertador. A la inversa, si un intruso debía tratar de derrotar un PID, quizás sosteniendo alguna clase del escudo termal entre sí y el PID, un punto 'frío' correspondiente que supera la cara de la viruta también hará que el relevo de active — a menos que el escudo termal tenga la misma temperatura que los objetos detrás de ello.

Los fabricantes recomiendan a la colocación cuidadosa de sus productos impedir falso (no intruso causado) alarmas. Aconsejan montar el PIDs de tal modo que el PID no puede 'ver' de una ventana. Aunque la longitud de onda de la radiación infrarroja a la cual los chips son sensibles no penetre el cristal muy bien, una fuente infrarroja fuerte tal como de un faro del vehículo o la luz del sol que reflexiona de una ventana del vehículo puede sobrecargar la viruta con bastante energía infrarroja de engañar la electrónica y causar una falsa alarma. Una persona que se mueve al otro lado del cristal sin embargo no sería 'vista' por el PID.

También recomendaron que los PID no se coloquen en tal posición que una abertura de HVAC haría volar el aire caliente o frío en la superficie del plástico que cubre la ventana del alojamiento. Aunque el aire tenga emissivity muy bajo (emite muy pequeñas cantidades de la energía infrarroja), el aire que sopla en la tapa de la ventana plástica podría cambiar la bastante temperatura del plástico a, otra vez, engañar la electrónica.

PIDs vienen a muchas configuraciones para una amplia variedad de aplicaciones. El más común, usado en sistemas de seguridad de casa, tenga numerosas lentillas de Fresnel o refleje segmentos y una variedad eficaz de aproximadamente treinta pies. Algunos PIDs más grandes se hacen con espejos de segmento solos y pueden sentir cambios de la energía de más de cien pies de distancia infrarroja del PID. También hay PIDs diseñados con espejos de orientación reversibles que permiten la una o la otra amplia cobertura (110 amplios °) o cobertura de la 'cortina' muy estrecha.

PIDs puede tener más de un elemento de detección interno de modo que, con la electrónica apropiada y lente de Fresnel, pueda descubrir la dirección. Dejado al derecho, el derecho al izquierdo, o abajo y proporciona una señal de la salida apropiada.

Termómetro remoto basado en PIR

Los diseños se han puesto en práctica en que un recorrido PIR mide la temperatura de un objeto remoto. En tal recorrido, una salida de PIR no diferencial se usa. La señal de la salida se evalúa según una calibración para el espectro IR de un tipo concreto de asunto para observarse. Por esto significa, las medidas de temperaturas relativamente exactas y precisas se pueden obtener remotamente. Sin la calibración al tipo de material observado, un dispositivo del termómetro PIR es capaz de medir cambios de la emisión IR que equivalen directamente a cambios de temperaturas, pero los valores de temperaturas actuales no se pueden calcular.

Véase también

Notas

Enlaces externos



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