Infraraudonųjų spindulių principas ir LED apšvietimo naudojimas
Infraraudonųjų spindulių spektroskopija
Šviesa, kurią žmonės mato plika akimi, vadinama matoma šviesa, o matomos šviesos bangos ilgis yra 380–750 nm. Matomos šviesos bangos ilgio tvarka nuo trumpos iki ilgos yra purpurinė šviesa → mėlyna šviesa → žalsvai mėlyna šviesa → žalia šviesa → geltona šviesa → oranžinė šviesa → raudona šviesa. Šviesa, kurios bangos ilgis yra ilgesnis nei raudona šviesa, vadinama infraraudonųjų arba infraraudonųjų (infraraudonųjų) spindulių šviesa. Infraraudonoji šviesa yra šviesa, kurios žmonės nemato plika akimi.
Dalies šviesos bangos ilgio pasiskirstymas yra toks:
Violetinė šviesa (O.40 ～ 0,43μm); mėlyna šviesa (0,43 ～ 0,47μm); žalsvai mėlyna šviesa (0,47 ～ 0,50μm); žalia šviesa (0,50 ～ 0,56μm); geltona šviesa (0,56 ～ 0,59μm); oranžinė šviesa (0,59 ～ 0,62μm); raudona šviesa (0,62 ～ 0,76μm); infraraudonųjų spindulių (0,76 ～ 1000μm); Infraraudonąją šviesą galima suskirstyti į:
1. netoli infraraudonųjų spindulių (760 ～ 3000nm); 2. Vidutinio infraraudonųjų spindulių (3000 ～ 60000rim); 3. Tolimųjų infraraudonųjų spindulių (6000 ～ 150000nm).
Bet koks objektas, kurio temperatūra yra gamtoje, skleis infraraudonuosius spindulius, tačiau spinduliuojamų infraraudonųjų spindulių bangos ilgiai yra skirtingi. Remiantis eksperimentais, žmogaus kūno skleidžiami infraraudonųjų (energijos) bangų ilgiai daugiausia yra sutelkti maždaug 10 000 nm. Atsižvelgiant į žmogaus kūno infraraudonųjų spindulių bangos ilgio charakteristikas, jei naudojamas aptikimo įtaisas, galima aptikti žmogaus kūno skleidžiamą infraraudonųjų spindulių ryšį ir pašalinti kitas nereikalingas šviesos bangas.
Tikslas aptikti informaciją apie žmogaus veiklą gali būti pasiektas. Todėl atsirado jutiklio produktas, aptinkantis žmogaus kūno infraraudonuosius spindulius. Žmogaus kūno infraraudonųjų spindulių jutiklis pagamintas pagal piroelektrinio principą.
Piroelektrinis principas
Žmogaus kūno infraraudonųjų spindulių jutiklis yra tam tikras jutimo produktas, pagamintas naudojant piroelektrinio efekto principą. Kas yra piroelektrinis efektas? Tai reiškinys, kai dėl temperatūros pokyčių susidaro elektros krūviai.
Siekiant aiškiai parodyti, taip pat atsiranda piroelektrinis efektas. Iliustruokite diagrama.
1 paveikslas yra temperatūros kaitos kreivės schema: 2 pav. - jutiklio paviršiaus krūvio pasikeitimo būsenos kreivės, kurią sukelia temperatūros pokytis, schema; 3 paveiksle pavaizduota įtampos pokyčio išėjimo kreivės, kurią sukelia jutiklio paviršiaus krūvio pasikeitimas, schema.
1 pav. Pradiniame etape (T) piroelektrinio infraraudonųjų spindulių jutiklio temperatūra nesikeičia be infraraudonosios spinduliuotės, krūvis ant jutiklio paviršiaus yra neutralizuotas, o teigiami ir neigiami elektronai yra lygūs (A ). Šiuo metu jutiklis neturi išėjimo (0). L pav. Antrasis etapas (T + △ T), kai pasikeičia temperatūra. Pagal žmogaus kūno infraraudonąją spinduliuotę, jei piroelektrinio infraraudonųjų spindulių jutiklio temperatūra pakyla △ T, krūvis ant jutiklio paviršiaus atitinkamai pasikeis, kaip parodyta 2 paveiksle (B). Jei temperatūros pokytis yra △ T, atitinkamas įkrovos pokytis sukels △ V pokytį. Todėl jutiklis išveda △ V. Laikui bėgant, jutiklio paviršius vėl adsorbuos ore esančius jonus ir panaikins vienas kitą, kad pasiektų neutralizuotą būseną, kaip parodyta 2c paveiksle. Šiuo metu jutiklis grįžta į išėjimą (O). Kaip parodyta 3 paveiksle.
Kai temperatūra nukrenta, temperatūra grįžta į pradinę būseną (T), o laisvos poliarizacijos būsena parodyta 2D paveiksle. Kadangi temperatūros mažėjimo ir keitimo procesas (santykinai kalbant) yra priešingas temperatūros kilimui, įkrovos keitimo procesas jutiklio paviršiuje yra visiškai priešingas pasikeitimo procesui, kai jis kyla, o tai yra atvirkštinis procesas.
Todėl jutiklio išėjimo signalas yra △ V, kaip parodyta 3 paveiksle. Taip pat, laikui bėgant, jutiklio paviršius vėl adsorbuos ore esančius jonus, o jutiklio išėjimo signalas vėl bus nulis.
Jutiklio' išvesties signalas, skirtas visam žmogaus veiklos informacijos jutimo procesui, parodytas 3 paveiksle. Iš jutiklio išvesties diagramos nesunku suprasti, kad jutiklio veikimas perduoda signalą žmogaus veiklai yra visiška bangos forma. Eksperimente. Jei signalas sustiprinamas stiprintuvu, o paskui stebimas naudojant osciloskopą, tai bus teigiamas ir neigiamas impulsas. Kitaip tariant, judesio signalas, kurį nustato jutiklio išėjimas, yra panašus į pilną l Hz impulsinį signalą.
Infraraudonųjų spindulių jutiklis
Piroelektriniame jutiklyje vieno elemento jutiklis buvo naudojamas anksčiau. Kadangi vieno elemento jutiklį labiau veikia tokie veiksniai kaip išsklaidyta šviesa, taikymo efektas yra palyginti silpnas. Todėl dabar dažniausiai naudojami dviejų elementų jutikliai. Šio tipo jutikliai turi šiuos privalumus:
1. Jis pasižymi didelio jautrumo savybėmis.
2. Abu įrenginiai yra sujungti atvirkščiai. Todėl tuo pačiu metu įvestos infraraudonosios spinduliuotės viena kitą atšauks ir nebus išvesties. Tai padidina išorinės išsklaidytos šviesos stabilumą, aplinkos temperatūros pokyčius ir išorinės vibracijos efektus (žr. 5 pav.).
Dėl itin didelės piroelektrinio infraraudonųjų spindulių jutiklio įėjimo varžos labai lengva įvesti triukšmą.
Todėl būtina atlikti jutiklio elektromagnetinį ekranavimą, todėl metalinė pakuotė bus priimta ir korpusas įžemintas. Tokiu būdu galima pasiekti triukšmo slopinimo tikslą.
Gamtoje visų objektų skleidžiama šilumos energija yra proporcinga jų pačių temperatūrai. Kuo aukštesnė objekto temperatūra, tuo trumpesnis jo spinduliuojamos šilumos energijos bangos ilgis. Žmogaus kūnas, kurio temperatūra yra 36–37 ° C, skleidžia infraraudonuosius spindulius, kurių didžiausia šilumos energija yra apie 900–1000 nm. Todėl piroelektriniu infraraudonųjų spindulių jutikliu galima nustatyti žmogaus kūno buvimą ar nebuvimą.
Siekiant išvengti saulės spindulių ir apšvietimo šviesos įtakos stebint žmogaus kūno buvimą ar nebuvimą, prie piroelektrinio infraraudonųjų spindulių jutiklio paviršiaus paprastai pridedamas filtras. Tuo pačiu metu, kadangi žmogaus kūnas juda lėtai, taip pat būtina nešiotis didelio efektyvumo, fokusuojantį Fresnelio objektyvą ir kitus priedus, kurie gali patenkinti faktinius naudojimo poreikius.
