④主动式红外探测器的设计.pdfVIP

第l4卷 第4期 河 南 科 学 VOl_l4 N0．4 1996年12月 HENAN SCIENCE Dec．1996 ④ 主动式红外探测器的设计 够 赵晓玲 陈宪洲 。zI 南省科学院应用物理研究所，郑州 450003) h摘要 利用红外光调制成脉动光的原理，并辅助以适当的光学透镜装置，实现了 用小功率发光器件制成 的红外撂测器 ，可以达到 100m 以上 的较远距离。 关键词 塾!墨型墨 !垦兰墨 王左力 中图分类号 TN215 在防盗报警安全系统中，常常利用红外探测器警戒需监控的地方。红外探澜器的光源发 出的光波其峰值波长 ^=940nm，属红外波段，因此被用作防盗报警系统的传感器有安装隐 蔽和使用方便的特点。主动式红外探测器作用距离远，可 以形成较长的封锁线用来监控 一些 大范围的场合、如监狱、大型仓库的围墙封锁监控等。随着对红外探测技术的不断研究探 讨，主动式红外探测技术的应用制造技术也 日趋成熟 由于采取了红外光调制成脉动光 的发 射原理，并在结构上为提高可靠性增加 了一些措施，用小功率发光管制作魄主动式红外探测 器在室外的最大实用作用距离可达 100m以上。 1 主动式红外探测器的原理 主动式红外探测器由发射器和接收器组成、发射器和接收器相对安装，其间形成一束看 不见韵红外线，一旦有人经过遮挡 ，接收器的输出电平信号发生变化就会传感到安全防盗报 警系统中。 1．1 发射器原理 主动式红外探澜器的一个重要指标是指探澜距离。这个距离是指发射红外光的最远作用 点。距离的远=i丘主要取决于发射器的红外光辐射功率以及光学辅助装置。 发射器的作用就是把一定频率的脉动红外光发射出去。发射器的主要光源器件— —_，J、功 率红外发光管在非调制情况下作用距离一般仅能辐射几十厘米，而中大功率红外发光管的作 用距离也仅仅能达到几米 。要获得较远的作用距离，除借助光学辅助装置外，还需要把光源 器件发出的光变成 脉动光 即调制光。光的调制过程是利用设计的电子电路控制红外发光管 通过一定频率的电流 ，其变化的频率大约控制在几千赫。因为控制脉冲可 以做得很窄，空度 比很大 如通过小功率红外发光管的脉冲电流平均值和直流电流相等，则脉冲电流的峰值可 以相当大，从而可以获得较大的峰值辐射功率 脉动光的有效传送距离正比于脉冲的峰值功率 ，峰值功率又与脉冲峰值电流 IP成正 比。红外光发光器件所能承受的脉冲峰值电流 IP和所能承受的直流电流 IM的关系： I = I 式中：I—峰值电流 ，IM—最大工作电流， —振荡工作周期，td—脉冲上平顶宽度。 ·收到 日期 1996-05—11 1996年 12月 主动式红外探测器的设计 — I5 为了提高发射器的功率就需提高发光器件的峰值 电流 IP，IM是定值，所 以从上式可知提高 IP 的重要途径是提高空度 比。因此设计控制电路要使脉冲 的上平顶宽度 t尽量小 ，以利获得 较大的脉冲峰值 电流 I。 红外发光器件一般使用GaAs红外发光二极管，它的光谱分布如图 1所示 。 f r一广 、 l J I 十、 = I／／ I I＼ ． ／1 I