導讀
有一種傳感器,你可能早已是它的“老熟人”:夜晚歸家,走廊燈應聲而亮;走近商場,玻璃門悄然滑開。這背后,都是它在默默工作。
但它的能力遠不止于此。它更像一位擁有“多維度熱視覺”的偵探,能捕捉從人體到火焰、氣體的豐富動態信息。
它就是——熱釋電傳感器。
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這是熱釋電傳感器最廣為人知的舞臺,其工作原理宛如一個精巧的“熱量變化捕手”。
所有恒溫動物(包括人類)都是天然的移動紅外輻射源,持續散發波長約10微米的遠紅外線。熱釋電傳感器內部的晶元對溫度變化極其敏感。當人走過時,身體發出的紅外線打破了傳感器視野內原有的熱平衡,引起晶元溫度變化,從而產生電信號。
傳感器通常配備兩個反向連接的晶元和一個菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡將探測區域分割成明暗交替的無數個小區域。靜止的熱源(如一杯熱水)會使兩個晶元產生相同信號并相互抵消;而移動的人體則會依次觸發不同區域,產生強烈的差分信號,從而被精準捕獲。
智能照明、安防報警、自動門控制、人流統計等領域都有它的身影。
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火焰不僅是光明與溫暖之源,也是致命的危險信號。熱釋電傳感器是出色的“火焰哨兵”。
火焰(尤其是烴類火焰)會輻射出具有特定“指紋”的紅外線——波長為4.35μm左右,并且會高頻閃爍。火焰傳感器會戴上一副特殊的“濾鏡”(窄帶濾光片),只允許這個特定波段的紅外光通過,同時忽略太陽光、燈光等常見干擾源。
它不僅能通過“指紋波長”認出火焰,還能通過分析信號的閃爍頻率,進一步確認這是真火焰而非其他熱源,極大降低了誤報率。常被用于家庭、倉庫、地下車庫、電動車棚和森林的早期火災報警。
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除了感知溫度變化,熱釋電傳感器還能“嗅”出氣體。
不同氣體的分子會選擇性吸收特定波長的紅外線。例如,二氧化碳(CO?)強烈吸收4.26μm的光,而甲烷(CH?)則吸收3.3μm的光。檢測系統內置一個紅外光源,光線穿過待測氣體后,由傳感器檢測。目標氣體會“偷走”特定波長的能量,導致傳感器接收到的信號減弱,由此便可精確計算出氣體濃度。
通過更換不同的濾光片,一位“偵探”就能變身成為專門追蹤不同氣體的“專家”。這一技術常被用于工業防爆、防泄漏預警、污染源實時追蹤、智能家居系統聯動、呼吸疾病篩查等領域。
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熱釋電傳感器的應用如此紛繁復雜,但其核心原理始終如一:探測紅外輻射的動態變化。正是這一簡單而強大的原理,讓它能夠跨越安防、環保、工業等多個領域,成為現代傳感技術中不可或缺的一員。
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