在环境温度下,由于阳光、加热器或任何热源,监视区域局部变热时,它不能很好地工作。热电堆通过吸收从物体表面发出的红外辐射来检测物体的温度,此外,见图1.3,它显然可以从其输出信号中检测出静止的人,因此我们将重点放在热电堆传感器上,它需要在任何自然温度下在水平和垂直方向上都有一个宽视场。因此,我们建议使用无聚焦透镜和高增益放大器的单热电堆传感器来检测人体的位置、方位和运动。因此,本研究的目标如下:1。利用两个热电堆红外传感器从墙上检测人体位置。2从天花板上用两个热电堆红外传感器检测人体位置和运动。三。两个倾斜的热电堆红外传感器从天花板上探测人体的位置和运动。第二章介绍了热电堆传感器的基本物理原理和电路,第三章介绍了传感器特性的测量和近似。第四章分别讨论了所提出的检测人体的方法和精度以及实验结果。第五章讨论了两个垂直方向的传感器从天花板上探测人体,同时介绍了传感器的一些测量方法和近似值,并对提出的方法进行了讨论。在第五章的基础上,第六章介绍了倾斜传感器检测人体的方法。最后,第七章总结了本研究的结论和未来的工作。
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第二章。热电堆红外传感器及电路
2.1热电堆红外传感器原理
基于热电效应,热电堆可作为热传感器用于
测量热辐射。由多晶硅和铝组成的热电偶,
串联在一起。当每个热电偶接头的温度升高时,
产生的热电动势与微分成正比
热电偶之间产生的温度,因此可以通过
附加电压。这种效应称为热电效应。许多人的联系
串联的热电偶产生更高的电压,称为塞贝克效应[35]。通过
利用热电堆传感器的这一特性,传递所发射的热辐射
从物体输入电压输出,就可以检测到人。
2.2热电堆传感器特性
有许多类型的热电堆红外传感器,我们使用的类型称为
MIR-1002[36],具有密封和坚固结构,由
SSC公司,图2.1显示了我们
用过。
2.2Φ4Φ8.2Φ9.3
俯视图
Φ6.1
4.8
6.8
散热片
热电堆
要素
侧视图
Φ0.4
5
17.4
图2.1我们使用的热电堆传感器的外形尺寸
9
它具有足够的灵敏度(11.5V/W)和平坦的光谱响应的优点,滤波器的衬底由硅制成,透射比约为75%。同时,他们测量的红外辐射范围在6.4–14μm之间,因此几乎不会受到某些因素的影响,例如照明。传感器规格见表2.1[37]。
热电堆传感器有很多种类型,我们为什么要选择这个产品?这是因为它内置热敏电阻,使温度补偿容易,而在热环境中的高稳定性可以保证检测过程的稳定性。表2.1不带滤波器的特性(环境温度:25°C)
分钟
典型的
马克斯
单位
敏感
20.1
25
30.9
电压/电压(500K,直流)
抵抗
8
11
14
千欧
输出电压
750
950
1150
μV(500K,直流)
噪声电压
11.5
13.4
15.2
nV/根赫兹。
棉结
0.37
0.53
0.76
nW/根赫兹。
D探员*
2.8
4.2
6
10cm根部赫兹。/W(500K,直流)
热时间常数
.
120
.
毫秒
野外面积
.
52
.
学位
热敏电阻电阻
5万欧姆+/-2%
环境温度:25℃
热系数NTC
384万+/-1%
B ntc公司
工作温度。
-20至+50
℃
储存温度。
-40至+80
℃
表2.1将详细介绍一些参数的含义:灵敏度:对于热电堆传感器来说,最重要的参数是其灵敏度,称为S,也称为响应度,它将输出电压Vout连接到吸收的辐射源Srad。可以定义为:S=Vout/Srad结果应尽可能高。通常情况下,热电堆的灵敏度在10-100V/W之间,这取决于热电偶的类型、数量和吸收面积。噪声等效功率(NEP):
10
每个电路和每个传感器的输出信号的失真所产生的电噪声。最大的噪声源,这里所考虑的设备,是随机的(白色)由于导体的欧姆电阻带电的内部波动噪声产生的。 |