编者按:
本刊今年第5期介绍懿博电子有限公司人体感应器模块的文章发表后,公司收到了大量各行业读者的来信和电话咨询。为使读者更深入地了解这方面的知识,更好地将人体感应器与现有产品相结合开发出科技含量高的产品,我们请该公司就读者提出的问题,回答如下:
一、人体感应器为什么要配镜片?
镜片的作用是将感应范围内的红外光谱收集到探头(PIR——被动式红外活动目标探测头)。探头本身是“近视”的,其感应角度小、距离短,且容易受气流及外界红外光谱干扰产生误动作。我们将探头配上镜片,把人体感应器密封在盒子里,不但扩大了感应范围还提高了可靠性和稳定性,减小了气流温度变化和外界红外光谱的干扰。
二、镜片有多少种?它们的感应效果如何?
我们使用的镜片为采用PE塑料电铸而成的菲涅尔(Fresnel)透镜,共有近百种型号,其电铸纹理、形状结构、外观尺寸、焦距、感应角度和距离各不相同。常用的镜片从外形划分大致有方形、长形和圆形三类。它们的感应效果和其他参数如附表所示。表中焦距指镜片与探头窗口面聚焦距离;感应距离指镜片感应信号的有效距离,它反映人体感应器的灵敏度;感应角度由镜片结构决定;感应区段是指镜片由单个或多个区,每个区有若干段组成,各区段有近、中、远距离感应或大、中、小角度感应之分。

除了以外形划分,还有以感应效果划分,如:区域型、幕帘型、圆锥型。一旦采用了某种型号的镜片,就决定了该人体感应器的感应范围(角度、距离)和感应形式。
三、为什么人体感应器从一边到另一边感应敏感,而从正面或从上至下感应不敏感?
我们常用的探头(PIR)是双灵敏元互补式的,其内部物理结构见图1。当人体从左到右或从右到左经过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值,S\(^{'}\)>S,A、B两元释电不能互补,差值越大,感应越敏感;当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上经过时,S\(^{'}\)=S,A、B两元释电能互补,无差值,因此感应不敏感甚至不工作。所以,在安装人体感应器时要根据人体的活动方向来确定位置,保证人体运动时先后被PIR双元所感应。若要四边感应都灵敏,可选择圆形镜片或者选择三元、四元的PIR。

四、如何利用镜片与探头的特性关系,避免误动作、增加可靠性和稳定性?
我们知道感应范围越大,灵敏度越高,误动作的可能性越大,是正比关系,但是,我们通过利用镜片与双元(PIR)的特性避免误动作,增加可靠性,例如:在阳台环境,选择采用单区多段水平幕帘型感应方式,其镜片与探头的对应位置图见图2,将人体感应器安装在背阳处,高度约1m,避开宠物和晾晒在上的衣物干扰,只要有人爬上阳台活动就会感应报警,而衣物偶然从上掉下来,双元值相等不会产生误动作,增加了可靠性。采用方形区域镜片或圆形镜片的人感器就不宜安装在阳台。另外,亦可采用单区多段垂直幕帘型感应方式。其镜片与探头的对应位置图见图3。只要有人穿过隐形的垂直幕帘就会告警。


由于幕帘型人体感应器能避开干扰物,甚至形成一个点块针对保护物。在提倡市容美观,要求阳台拆除防盗网的今天,更显得及时和必要。同理,幕帘型感应方式应用在其它领域同样有效。例如:工业安全保护、冲床、切机、电动锯、危险品防护等。
五、如何判断人体感应器质量的好坏?
既不能误动作也不能漏动作,这是衡量人感器最主要的指标。要求读者按照GB10408.5-89国家标准检验是不现实的。现介绍几种简易快速检查方法:
1. 手晃法:
用手在人体感应器前约20cm处以0.5秒的速度晃过被检测区(约8cm宽),人体感应器应不工作;以1秒的速度晃过应工作。此方法可检查防瞬间干扰能力,若0.5秒晃过时感应器工作会引起误报。
2. 速度测试法:
在人感器感应最远距离的70%处,以30cm/s的速度走动,约1.2m距离内应工作;用纸片将人感器镜片两边遮挡只保留中间约1.5cm间隙,以3m/s速度通过应工作。此方法可检查感应速度。若慢、快速度通过时不工作会出现漏报。
3. 光谱气流变化检查法:
将人体感应器接上提示音放置在开窗的窗台上,感应面朝外,避开行人、阳光照射和窗外易被风吹飘动的物体,观察24小时,人体感应器应不工作,无提示音响。
4. 电波干扰检查法:
将手机拨通一个电话,靠近人体感应器观察是否工作,距离近人体感应器才工作说明抗电波能力强,反之,则差。小于60公分距离尚可接受。电波干扰强的环境要采取屏蔽措施。
5. 强光检查法:
在人体感应器1米距离中心点放置100W白炽灯,开或关灯,观察人体感应器是否工作。若不工作,抗强光干扰尚佳;反之,则差。增强抗强光干扰能力办法,在保证感应距离的条件下,适当降低灵敏度或更换带滤色的镜片。
6. 强风检查法:
在人体感应器2m距离中心点放置一把摇头风扇,依次增大风量,观察人体感应器是否工作。若工作,加强外壳密封性能和适当降低灵敏度。
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