文章导读：在新的一年中，各位网友都进入紧张的学习或是工作阶段。网学的各位小编整理了电气工程与自动化类别-防盗报警系统的设计与功能扩展的相关内容供大家参考，祝大家在新的一年里工作和学习顺利！
2 热释电红外线探测器设计 2.1热释电效应 若使某些强电介质物质的表面发生变化，随着温度的上升或下降，在这些物质表面上就会产生电荷的变化，这种现象称为热释电效应，是热电效应的一种。这种现象在钛酸钡之类的强介电材料上表现得特别明显。在钦酸钡一类的晶体上，上下表面设置电极，在上表面加以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷△P，设元件的电容为C，则元件两电极的电压为△P/C[2]。 如果红外辐射持续下去电介质的温度就会升到新的平衡状态，表面电荷也同时达到平衡，这时它就不再释放电荷，也就不再有信号输出了。因此，对于这类的热释电红外传感器，只有在红外辐射强度不断变化，它的内部温度随之变化不断升降的过程中，传感器才有信号输出，而在稳定状态下，输出信号则为零。因此在应用这类传感器时，应设法使红外辐射不断变化，这样才能使传感器不断有信号输出。为了满足这一要求，通常在热释电传感器的使用中，总是要在它的前面加装一个菲涅尔透镜。菲涅尔透镜是利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强其能量辐度[2] [3]。 热释电传感器具有自极化效应，晶体处于低于Curie温度的恒温环境时，其自极化强度保持不变，即极化电荷面密度保持不变。这些极化电荷被空气中的带电粒子中和，当红外辐射入射晶体，被晶体吸收后，晶体温度升高，自极化强度变小，即电荷面密度变小。这样，晶体表面存在多余的中和电荷，这些电荷以电压或电流的形式输出，该输出信号可用来探测辐射。相反，当截断该辐射时，晶体温度降低，自极化强度增大，有相反方向的电流或电压输出[2]。 2.2热释电红外传感器基本原理和结构 热释电红外传感器是一种具有极化现象的热晶体或称为“铁电体”，铁电体的极化强度（单位面积的电荷）与温度有关。当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时，引起薄片温度升高，使其极化强度降低，表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，所以叫做热释电型传感器。如果将负载电阻与铁电体薄片相连，则负载电阻上便产生一个电信号输出，输出信号的大小，取决于薄片温度变化的快慢，从而反映出入射的红外辐射的强弱。由此可见，热释电红外传感器的电压响应率正比于入射辐射变化的速率。当恒定的红外辐射照射在热释电红外传感器上时，传感器没有电信号输出，只有铁电体温度处于变化过程中，才有电信号输出。所以，必须对红外辐射进行交变辐射，不断地引起传感器的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变的信号[4]。 下图2.1为热释电红外传感器结构图。热释电红外传感器主要由外壳、滤光片、热释电元件、结型场效应管FEF、电阻等组成。其中，场效应管起到阻抗变换的作用，而窗口处的滤光片是为滤去无用的红外线，让有用的红外线进入窗口。在防盗报警系统所采用热释电传感器的滤光片为7um的滤光片，该滤光片能很好地让人体辐射的红外线通过而阻止其它射线通过，以免引起干扰。并且，在防盗报警系统所采用热释电传感器为双元型红外传感器，双元型传感器由两个有极性的敏感元件反向串联，这样由于环境的影响而使整个晶片发生温度变化时，极性相反的敏感元件产生的热释电信号相互抵消，可以有效的防止因太阳光等红外线及环境温度变化而引起的误差[4] 
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