菲涅尔透镜 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

。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

增强其能量幅度。

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人体热释电红外传感器原理

 

一、人体热释电红外传感器工作原理及特性。

人体热释电红外传感器（PIR SENSOR）是上世纪80 年代发展起来的一种新型高灵敏度

探测组件。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号

输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如做电源开关控制、防盗报警、

自动监测等。

人体热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、

硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm 的探测组件。在每个传感器内装入两个探测组件，并将两个

探测组件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。

当人体红外线照射到传感器探测组件上后，因热释电效应将向外释放电荷，探测组件将

红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在传感器内的场效应管放大后向外输出，后续电路经

检测处理后就能产生控制信号。环境背景辐射对传感器内包含的两个反极性串联的热释电元

几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是传感器无信号输出。一旦有人侵入

探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释探测组件接收，但是两片热释电元

接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。

人体辐射的红外线中心波长为 9~10--um，而探测组件的波长灵敏度在0.2~20--um 范围内

几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长

范围为7~10--um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸

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收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。

为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透

镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光

学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70 分贝以上，这样就可以测出10~20

米范围内人体的移动。

菲涅尔透镜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

增强其能量幅度。

菲涅尔透镜根据性能要求不同，具有不同的焦距，从而产生不同的监控视场，视场越多，

控制越严密。

二、人体热释电红外传感器的优缺点。

这种接收人体热释红外线的传感器也称为被动式热释电红外传感器，它的优点是本身不

发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。

缺点是：1、易受各种热源、光源干扰。2、易受射频辐射的干扰。3、小动物活动干扰。

4、环境温度和人体温度接近时，探测灵敏度明显下降。

解决这些问题可采用以下方法：1、采用特殊设计的透镜或外加滤光镜片，能够有效地滤

掉各种光源的干扰，使人体的红外辐射顺利地通过聚焦到传感器上。2、采用金属屏蔽以及

SMT 工艺制造，可改善抗EM1、RF1 干扰。3、采用智能信号控制以及能量堆积的算法，能

够有效地防止小动物的干扰。4、控制芯片采用动态阀值调节技术，能够真正的做到温度补偿，

自动根据环境因素进行参数调整，保证探测器灵敏度恒定。

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三、人体热释电红外传感器的安装要求。

人体热释电红外传感器只能安装在室内（使用第三代控制芯片 AS081 可解决此问题），

其误报率与安装的位置和方式有极大的关系。正确的安装应满足下列条件：

1、热释电红外传感器应离地面2.0-2.2 米。

2、热释电红外传感器远离空调, 冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方。

3、热释电红外传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其它隔离物。

4、热释电红外传感器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有

条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。

5、红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。红外线热释电传

感器对于径向移动反应最不敏感, 而对于横切方向（即与半径垂直的方向）移动则最

为敏感，在现场选择合适的安装位置是避免红外传感器误报、求得最佳检测灵敏度极

为重要的一环。