Оптоэлектроныые датчики движения ИК-диапазона

Большинство объектов излучают электромагнитные волны только дальнего ИК-диапазона. Поэтому для работы данной группы датчиков, как правило, необходим дополнительный источник света.

Рис. 2.8 Датчик для контроля перемещения объекта, работающий в видимом и ближнем ИК диапазонах спектра. А – чувствительная поверхность фоторезистора, Б – зеркало, В - точечная линза.

Перемещение объектов меняет оптическую контрастность изображения на фоторезисторе, что приводит к изменению его сопротивления, и к модуляции электрического тока через него. Этот сигнал подается на компаратор, где сравнивается с заранее установленным пороговым уровнем.

Другая разновидность детекторов движения работает в оптическом диапазоне тепловых излучений (дальний ИК-диапазон).

Рис. 2.9 Дифференциальный пироэлектрический датчик контроля перемещения объекта.

Такие датчики реагируют на изменение теплового потока, поступающего на чувствительный элемент. Для этого важно, чтобы температура объекта отличалась от температуры окружающей среды. Многие объекты являются неметаллами, поэтому излучаемая ими тепловая энергия распределяется достаточно равномерно в виде полусферы.

В таких датчиках используются три типа чувствительных элементов: терморезисторы, термоэлементы, пироэлектрики. Но благодаря своей простоте, низкой стоимости, высокой чувствительности и широкому диапазону, в датчиках движения чаще всего применяют пироэлектрики. Для того чтобы разделить заряды, формируемые тепловым и пьезоэлектрическим способами, датчики изготавливают дифференциальными.

Чувствительный элемент состоит из переднего (верхнего) электрода и двух нижних электродов, нанесенных на общую подложку. Тепловой поток от движущегося объекта слева направо, формируя переменное напряжение на резисторе R.

Рис. 2.10 Датчик движения, работающий в дальнем ИК-диапазоне спектра, с использованием пироэлектрического преобразователя.

Помимо чувствительных элементов в состав датчика входят фокусирующие устройства (параболические зеркала, линзы Френеля).

Рис. 2.11 Формирование теплового образа объекта на поверхности чувствительного элемента ПИК – датчика.