[科普中国]-被动红外探测器

被动红外探测器：PIR（Passive infrared detectors）采用被动红外方式，已达到安保报警功能的探测器。被动式红外探测器主要由光学系统、热释电传感器（或称为红外传感器）及报警控制器等部分组成。探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。

简述相关类型：

室内被动红外：探测距离距离从25公分到20米不等。

室内幕帘式：探测距离距离从25公分到20米不等。

室外被动红外：探测距离距离从10米到150米不等。

室外被动红外幕帘式探测器：距离从10米到150米不等1。

工作原理被动红外探测器的核心组件是热释电传感器，其主体是薄膜铁电材料，该材料在外加电场的作用下极化，当撤去外加电场时，仍保持极化状态，称为自发极化。自发极化强度与温度有居里点温度。在居里点温度下，根据极化强度与温度的关系制造成热释电传感器。当一定强度的红外辐射到已极化的铁电材料上时，引起薄皮温度上升、极化强度降低，表面极化电荷减少，这部分电荷经放大器转变成输出电压。如果相同强度的辐射继续照射，铁电材料温度稳定在某一点上，不再释放电荷，即没有电压输出。由于热释电传感器只在温度升降过程中才有电压信号输出，所以被动红外探测器的光学系统不仅要有汇聚红外辐射的能力，还应让汇聚在热释电传感器上辐射的热量有升降变化，以保证被动红外探测器在有人入侵时有电压信号输出。在数字化被动红外探测器中，热释电传感器输出的微弱电信号直接输入到一个功能强大的微处理器上，所有信号转换、放大、滤波等都在一个处理芯片内进行，从而提高了被动红外探测器的可靠性2。

主动式红外探测器主动式红外探测器是由收、发装置两部分组成。发射装置向装在几米甚至于几百米远的接收装置辐射一束红外线，当被遮断时，接收装置即发出报警信号，因此，它也是阻挡式报警器，或称对射式探测器。通常，发射装置由多谐振荡器、波形变换电路、红外发光管及光学透镜等组成。振荡器产生脉冲信号，经波形变换及放大后控制红外发光管产生红外脉冲光线，通过聚焦透镜将红外光变为较细的红外光束，射向接收端。

接收装置由光学透镜、红外光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。光电管将接收到的红外光信号转变为电信号，经整形放大后推动执行机构启动报警设备。主动式红外报警器有较远的传输距离，因红外线属于非可见光源，入侵者难以发觉与躲避，防御界线非常明确。主动式红外报警器是点型、线型探测装置，除了用作单机的点警戒和线警戒外，为了在更大范围有效地防范，也可以利用多机采取光墙或光网安装方式组成警戒封锁区或警戒封锁网，乃至组成立体警戒区。单光路由一个发射器和一个接收器组成。

双光路由两对发射器和接收器组成。两对收、发装置分别相对，是为了消除交叉误射；多光路构成警戒面；反射单光路构成警戒区。

被动式红外报警器被动式红外报警器不向空间辐射能量，而是依靠接收人体发出的红外辐射来进行报警的。任何有温度的物体都在不断向外界辐射红外线，人体的表面温度为36-27℃，其大部分辐射能量集中在8-12um的波长范围内。被动式红外报警器在结构上可分为红外探测器（红外探头）和报警控制部分。红外探测器用得最多的是热释电探测器，作为人体红外辐射转变为电量的传感器。如果把人的红外辐射直接照射在探测器上，当然也会引起温度变化而输出信号，但这样做，探测距离是不会远的。为了加长探测器探测距离，须附加光学系统来收集红外辐射，通常采用塑料镀金属的光学反射系统或塑料做的菲涅耳透镜作为红外辐射的聚焦系统。在探测区域内，人体透过衣饰的红外辐射能量被探测器的透镜接受，并聚焦于热释电传感器上。当人体（入侵者）在这一监视范围中运动时，顺次地进入某一视场，又走出这一视场，热释电传感器对运动的人体一会儿看到，一会儿看不到，于是人体的红外线辐射不断地改变热释电体的温度，使它输出一个又一个相应的信号，此信号就是报警信号。

被动式红外报警器的主要特点有以下几点：

由于它是被动式的，不主动发射红外线，因此其功耗非常小，安装方便。

与微波报警器相比，红外波长不能穿越砖头水泥等一般建筑物，在室内使用时，不必担心由于室外的运动目标会造成误报。在较大面积的室内安装多个被动红外报警器时，因为它是被动的，所以不会产生系统互扰的问题。

工作不受声音的影响，即声音不会使它产生误报。

系统设计要点

被动红外探测器的布置：

根据现场探测器模式，可直接安装在墙上、天花板上或墙角。

布置时要注意探测器的探测范围和水平视角。

探测器不要对准加热器、空调出风口管道。

探测器不要对准强光源和受阳光直射的门窗。

警戒区内注意不要有高大的遮挡物遮挡和电风扇叶片等的干扰，也不要安装在强电处3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学