红外传感器与菲涅尔透镜

红外传感器是一种热释电红外传感器，它是用具有热电性能材料做成的热探测器，可能是产业界用得比较多的红外传感器之一。

  红外热释电传感器信号产生原理示意如图8，传感器表层温度无变化时敏感元电荷保持平衡T [K]，当接收外界红外辐射，表层温度即发生变化，敏感元随之变化，T+∆T [K]。也即由于外界的红外辐射而引起传感器敏感元表层温度变化时，红外传感器才释放出电荷(电流);当温度变化趋于稳定，内部电荷就趋于平衡，敏感元就没有电荷(电流)产生，对静止的热源体没有电流输出。利用红外传感器这一特性，可以及时检测运动的红外热源，如人类的走动。红外传感器是一种被动型温度敏感器件，对应用环境温度不苛求，灵敏度高，光谱响应宽。可广泛用于各种红外入侵探测器、照明灯具的自动感应开关。

  红外热释电传感器的外形如图9-1所示，图9-2是传感器的电原理图，图9-3是传感器的典型应用图。上海尼赛拉传感器有限公司在上海、昆山大批量生产红外传感器，为国内外提供高品质的稳定货源。

图8 红外热释电传感器信号产生原理示意

  红外热释电传感器的成功应用需借助于菲涅尔透镜，菲涅尔透镜在红外热释电传感器前具有聚焦和视角调制的作用，菲涅尔透镜可扩大红外热释电传感器接收红外信号源的视角和探测区域，因此可以监视运动中的红外源或移动热源(图10)。菲涅尔透镜一般种类有：水平多分割式(或称水平幕帘式、特殊应用)、垂直多分割式(或称垂直幕帘式、特殊应用)、水平垂直分割式(常用)、圆锥多区分割式(顶视式、常用)等数种，应按不同灯具的产品功能需要来选用。菲涅尔透镜是由专业厂家制作的，有专门的光学设计，经专用模具压制的特种塑料零件。

图10 菲涅尔透镜与红外热释电传感器

  光敏传感器与光敏电阻的原理

  光敏传感器是一种光敏二极管，是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。 应用时需要有一个与环境光接触的窗口。当光线有明暗变化时，PN自动导通或关闭(图11)

与光敏传感器工作原理类似的还有光敏电阻，工作原理都是一样的，都可以用来采集光线明暗变化的信号，作为光线传感器来用，实物如图12。