專利名稱：被動式紅外探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種被動式紅外探測器，可用于各種防盜報警系統(tǒng)，如自動門探測控制系統(tǒng)，自動燈光控制系統(tǒng)，安全自動控制系統(tǒng)。
目前廣泛使用的被動式紅外探測器，多是由菲涅耳透鏡和紅外探頭組成，被動式紅外傳感器將所監(jiān)視空間內(nèi)紅外線的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栂冉?jīng)放大，然后再對信號甄別；最后進(jìn)入報警動作執(zhí)行電路發(fā)出報警信號。被動式紅外探測器由于靈敏度高，監(jiān)測空間較大已得到了廣泛使用，但是還存在著一些不足之處溫度穩(wěn)定性不佳，尤其當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到30℃以上時，監(jiān)測辨別的準(zhǔn)確度下降，這時當(dāng)鼠、貓、蝙蝠等小型動物進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域內(nèi)時，易出現(xiàn)誤報警現(xiàn)象。一般被動式紅外報警系統(tǒng)都使用交、直流兩套供電電源，當(dāng)交、直流供電切換時易產(chǎn)生信號干擾進(jìn)入探測器電路后出現(xiàn)誤報警現(xiàn)象。探測器相對電能消耗較大。
本實用新型的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種溫度穩(wěn)定性好、甄別準(zhǔn)確度高、不易受干擾、能耗小的被動式紅外探測器。
本實用新型的目的可通過以下措施實現(xiàn)本實用新型由紅外傳感系統(tǒng)、信號放大系統(tǒng)、信號甄別及輸出控制系統(tǒng)和電源電路構(gòu)成。
本實用新型的紅外傳感系統(tǒng)由菲涅耳透鏡和紅外探頭電路組成；信號放大系統(tǒng)的高阻抗放大器3上接有高頻抑制自動溫度補(bǔ)償?shù)呢?fù)反饋電路4；另一放大器5的輸出端接有瞬態(tài)干擾抑制電路7；信號甄別及輸出控制系統(tǒng)中的甄別參考電平分壓電路8中串聯(lián)有溫度補(bǔ)償元件；報警信號維持電路10和開機(jī)延時電路11的輸出端與電平輸出控制電路13的輸入端相連接。
本實用新型的高頻抑制自動溫度補(bǔ)償負(fù)反饋電路4中，R6與C6并聯(lián)，R7、C7并聯(lián)，熱敏電阻R8與C8串聯(lián)，形成三個電抗組件，接成一個T型網(wǎng)絡(luò)，其輸出輸入端分別接在放大器3的輸出輸入端上。
本實用新型的放大器5的反相輸入端與高阻抗放大電路3的輸出端間串聯(lián)有熱敏電阻R9；放大器5的放大器件IC2的反相輸入端與輸出端間接有負(fù)反饋器件R12；在R12上并接有高頻抑制器件C12。
本實用新型的瞬態(tài)干擾抑制電路7由R13、R14和C14連接成T型濾波器，它的輸出、輸入端接在信號放大電路5的輸出端和信號甄別電路9的輸入端上。
本實用新型的甄別參考電平分壓電路8由R15、R16、D1、R17和溫度補(bǔ)償元件復(fù)合穩(wěn)壓管D2串聯(lián)連接。
本實用新型的接點輸出控制電路12至少控制一對機(jī)械觸點開關(guān)，本實用新型的接點輸出控制電路12控制的是電子開關(guān)。
本實用新型的探測器電路采用交流整流穩(wěn)壓電路15和電池浮充電路14供電。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
1、由于設(shè)置了抗瞬態(tài)干擾電路7提高了探測器的甄別準(zhǔn)確度。
2、高阻抗放大器3接入了高頻抑制自動溫度補(bǔ)償負(fù)反饋電路4，放大器5上接有放大量隨溫度變化自動調(diào)整的負(fù)反饋電路，甄別信號參考電平進(jìn)行了溫度補(bǔ)償，使得參考電平的溫度穩(wěn)定性極佳，采用這三個溫度補(bǔ)償措施制成的被動式紅外探測器試用一年多來從未發(fā)生過誤報警現(xiàn)象。
3、電路4、放大器5上所設(shè)置的高頻抑制電路，電源電路中的高頻濾波電路6，低頻濾波器電路2對高低頻干擾信號充分濾除，確保探測器不受干擾信號的影響，整個探測器的抗高頻干擾能力大幅度提高。
4、本被動式紅外探測器由于設(shè)置了開機(jī)延時電路11，使用起來極為方便。
5、本被動式紅外探測器設(shè)置了接點輸出控制電路12，增加了輸出控制能力。
6、本被動式紅外探測器的電源系統(tǒng)采用了電池浮充技術(shù)，使得電池的使用壽命大大延長，一般可延長五倍。
附

圖1為本實用新型的電路圖。附圖2為本實用新型的電路的方框圖。附圖3為本實用新型的外形圖。
本實用新型以下結(jié)合實施例(附圖)作以詳細(xì)描述如圖1所示，本被動式紅外探測器是由紅外傳感系統(tǒng)、信號放大系統(tǒng)、信號甄別及輸出控制系統(tǒng)和電源電路構(gòu)成的。
市電由變壓器降壓后經(jīng)二極管D6－D9整流，再經(jīng)IC7穩(wěn)壓，濾波后通過隔離二極管D4向探測電路供直流電壓，同時還對電路14中的電池組浮充電，探測電路中設(shè)置了高、低頻濾波電路6和2，以確保整個探測電路不受雜波信號的干擾。
電路中，IC1、IC2為線性放大器，IC3、IC4、IC5、IC6為高增益電壓比較器，其電邏輯關(guān)系是當(dāng)電壓比較器的正相輸入端接基準(zhǔn)電壓，正、反相輸入端電壓相等時，比較器輸出端為低電位，如反相輸入端電壓低于正相輸入端電壓時，其輸出端為高電位。
探測器在電路中設(shè)置了開機(jī)延時電路11，開機(jī)瞬間電源通過C16、R19的RC充電延時使IC5的反相輸入端為高電位，這樣IC5的輸出端為低電位，封鎖了輸出控制電路3，約一分鐘后RC充電結(jié)束解除封鎖。IC5的輸出端變?yōu)楦唠娢粍t探測器進(jìn)入了監(jiān)控階段，這樣可使工作人員方便地離開監(jiān)控區(qū)，不至于產(chǎn)生誤報警。
當(dāng)探測器進(jìn)入監(jiān)控階段后，紅外傳感器CG通過菲涅耳透鏡接收監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的紅外信息，當(dāng)有人或動物進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域后引起該區(qū)域內(nèi)的紅外信號發(fā)生變化，紅外傳感器接收到這些信號將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡笏腿氲凸母咦杩馆斎敕糯笃?中IC1的正相輸入端，IC1的正、反相輸入端間接有消振電容C4。
放大器3是一個高阻抗輸入的放大電路，它的反相輸入端同R4連接，R4的另一端與R6、C6、R7、C7和熱敏電阻R8電容C8串并聯(lián)接成的T形電路的輸入端相連，同時還與R5、C5的串聯(lián)電路連接，C5的另一端接地，當(dāng)放大器3放大由紅外探頭電路1送來的探測信號時因信號頻率很低，其放大量約等于(R6＋R7)／R4，當(dāng)外界干擾信號進(jìn)入放大器3時，因其頻率高首先被輸入電路的R5、C5濾除一部分，而放大器3上所接負(fù)反饋電路因接有C6、C7所以對干擾信號的放大量極小，抑制了高頻干擾信號，加上R8、C8對高頻干擾信號的旁路濾波作用，充分抑制了高頻干擾。當(dāng)環(huán)境溫度升高，熱敏電阻R8的值減小，增加了R8、C8組成的旁路電路的作用，也就加強(qiáng)了對高頻干擾信號的抑制作用。初步放大了的信號經(jīng)C9送入放大電路5的反相輸入端，放大器5對低頻探測信號的放大量約等于R12／(R9∥R10)，而對高頻的干擾信號，因負(fù)反饋電阻R12上并聯(lián)有電容C12，負(fù)反饋作用很強(qiáng)所以放大量很小，進(jìn)一步抑制了高頻干擾信號，達(dá)到了有選擇地放大信號的目的。當(dāng)環(huán)境溫度升高，放大電路需要增加放大量才能正確地甄別探測到的信號，為了達(dá)到這一目的，在放大器5的 輸入電阻R10上并聯(lián)一熱敏電阻R9，R9隨溫度的升高而阻值下降，減少了放大器5的負(fù)反饋，從而增加了放大量。放大器5的正相輸入端通過隔離電阻R11接分壓電路8的中點取得中點值電平，以保證其輸出端電平的衡定。分壓電路8中點連接電容C13接地以濾除雜信號干擾。
比較參考電平分壓電路8由R15、R16、D1、R17、D2依次串聯(lián)而成，R15和D2的負(fù)端分別接電源正端和地，R15、R16聯(lián)接點電壓為比較電平上限值電壓；R17、D2聯(lián)接點電壓為比較電平下限值電壓。上、下限值電壓作為信號甄別電路9的甄別參考電平。
信號甄別電路由兩個電壓比較器IC3、IC4組成；IC3的正相輸入端與分壓電路8中的R15、R16連接，取得比較上限值電壓，IC4的反相輸入端與分壓電路中的R17和D2連接取得比較下限值電壓，IC3和IC4的輸出端連接，輸出比較甄別后的信號。IC3的反相輸入端和IC4的正相輸入端連接作為甄別電路9的輸入端。當(dāng)IC3、IC4的反、正輸入端電平達(dá)到或超過所設(shè)定甄別參考電平值時，IC3、IC4的輸出端的電壓降為低電位。放大器5的輸出端通過T形濾波電路7與甄別電路9的輸入端連接。當(dāng)紅外探頭探得由鼠、貓等小動物引起瞬態(tài)干擾信號時，這些信號經(jīng)過電路7被抑制，提高了整個探測器的準(zhǔn)確率。
報警信號維持電路由電壓比較器IC6、電阻R18、電容C15組成，IC6的反相輸入端與C15、R18連接作為該電路的輸入端，與信號甄別電路9的輸出端連接。因電容器C15上的電壓不能突變，這樣就能使得電路9輸出的報警信號可延續(xù)一定時間，能可靠地控制下一級電路，同時也提高了整機(jī)抗瞬態(tài)干擾的能力。
開機(jī)延時電路由電壓比較器IC5、電容C16、電阻R19組成；開機(jī)時，由C16、R19組成的RC充電電路使IC5的反相輸入保持一高電位，并延續(xù)一段時間，待高電位消失后，探測器即進(jìn)入正常工作階段。工作人員可利用這段時間離開探測區(qū)域。IC5的反相輸入端與C16、R19連接，R19的另一端接地，C16另一端接電源正極；IC5和IC6的正相輸入端與分壓電路8中的R16與D1連接點取得中點值參考電壓，IC5和IC6的輸出端相連接，向電平輸出控制電路13提供信號，電路13中晶體管V1的導(dǎo)通與否決定其輸出電平的高低，同時還可控制接點輸出控制電路12所驅(qū)動的開關(guān)的開與閉，電路12所驅(qū)動的開關(guān)可以是機(jī)械觸點開關(guān)，也可以是電子開關(guān)。
整個探測器電路采用由交流整流穩(wěn)壓電路15和電池浮充電路14供電，從而使得本探測器即使在市電頻繁停電的情況下也能可靠地工作；放大電路中IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6均選用低功耗、高阻抗型集成電路，所以使得本實用新型的耗電量得以大幅度的下降，整機(jī)的靜態(tài)電流僅為1.5MA(現(xiàn)有技術(shù)的多在5－6MA)，從而使得本實用新型中的電池的使用壽命延長到原來的5倍左右。
電路1中R3為紅外傳感器CG的負(fù)載電阻，它上面并聯(lián)的C3為高頻旁路電容，R2為傳感器CG的輸出隔離電阻。電路12中繼電器線包J上并聯(lián)了一個由R21和發(fā)光二極管D3組成的光電信號指示器。電路13中晶體管V1的發(fā)射極上串聯(lián)了一只電阻R22，由這只電阻上取得輸出電平控制信號。
浮充電路14由隔離二極管D4和電池組E組成。整流穩(wěn)壓電路15由二極管D6－D9、濾波電容C17、C18和三端穩(wěn)壓集成電路IC7組成。低頻濾波電路2由電容C1、電阻R1電容C2組成。高頻濾波電路6由電容C10、電感L、電容C11組成。
如圖2、圖3所示，本實用新型的被動式紅外探測器的外為一方便調(diào)整監(jiān)角的球形結(jié)構(gòu)；由菲涅耳透鏡拾取的人體移動所釋放出的紅外信號，通過高阻抗低漂移放大電路加以預(yù)放大，高阻抗放大電路接有一高頻抑制自動補(bǔ)償電路，可自動平衡不同環(huán)境溫度下的放大量，并抑制某些高頻干擾；經(jīng)預(yù)放大后的信號再次由另一自動補(bǔ)償放大電路進(jìn)行二次放大，并經(jīng)由瞬態(tài)干擾抑制電路后進(jìn)入信號甄別電路；信號甄別電路對前面來的信號自動甄別后，推動后面的輸出電路，輸出電信號或者使機(jī)械觸點變化，以控制不同類型的報警系統(tǒng)工作。
在電源電路中經(jīng)整流穩(wěn)壓后，取得穩(wěn)定的直流電壓。為保證探測器在交流電停電后的正常工作，電路中設(shè)置了交、直流自動轉(zhuǎn)換回路和電池浮充電電路；探測器前級放大的直流電源又經(jīng)雙重的高頻濾波和低頻濾波網(wǎng)絡(luò)后供給，從而保證了探頭的高穩(wěn)定性工作；開機(jī)延時電路則為工作人員打開探測器后退出警戒區(qū)，并使探頭進(jìn)一步穩(wěn)定提供了一段自動延時時間。
權(quán)利要求1.一種被動式紅外探測器，它主要包括紅外傳感系統(tǒng)，信號放大系統(tǒng)，信號甄別及輸出控制系統(tǒng)和電源電路，本實用新型的特征在于紅外傳感系統(tǒng)是由菲涅耳透鏡和紅外探頭電路1組成；信號放大系統(tǒng)的高阻抗放大器3上接有高頻抑制自動溫度補(bǔ)償?shù)呢?fù)反饋電路4；另一放大器5上接有放大量隨溫度變化自動調(diào)整的負(fù)反饋電路，其輸出端接有瞬態(tài)干擾抑制電路7；信號甄別及輸出控制系統(tǒng)的甄別參考電平分壓電路8中串接有溫度補(bǔ)償元件；報警信號維持電路10和開機(jī)延時電路11的輸出端與電平輸出控制電路13的輸入端相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測器，其特征在于高頻抑制自動溫度補(bǔ)償負(fù)反饋電路4由R6、C6并聯(lián)，R7、C7并聯(lián)，熱敏電阻R8與C8串聯(lián)；形成三個電抗組件，接成一T形網(wǎng)絡(luò)，其輸出輸入端分別接在放大器3的輸出輸入端上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測器，其特征在于放大器5的反相輸入端與高阻抗放大電路3的輸出端間串聯(lián)有熱敏電阻R9；放大器5的放大器件IC2的反相輸入端與輸出端間接有負(fù)反饋器件R12，在R12上接有高頻抑制器件C12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測器，其特征在于瞬態(tài)干擾抑制電路7由R13、R14、C14連接成T形濾波器，它的輸出、輸入端接在信號放大電路5的輸出端和信號甄別電路9的輸入端上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測器，其特征在于甄別參考電平分壓電路8由R15、R16、D1、R17和溫度補(bǔ)償器件復(fù)合穩(wěn)壓管D2串聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測器，其特征在于接點輸出控制電路12至少控制一對機(jī)械觸點開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測器，其特征在于接點輸出控制電路12控制的是電子開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動式紅外探測器，其特征在于探測器電路采用交流整流穩(wěn)壓電路15和電池浮充電路14供電。
專利摘要一種被動式紅外探測器，它主要包括紅外傳感系統(tǒng)，信號放大系統(tǒng)，信號甄別及輸出控制系統(tǒng)和電源電路；紅外傳感系統(tǒng)是由菲涅耳透鏡和紅外探頭電路1組成；信號放大系統(tǒng)的高阻抗放大器3上接有高頻抑制自動溫度補(bǔ)償?shù)呢?fù)反饋電路4；另一放大器5上接有放大量隨溫度變化自動調(diào)整的負(fù)反饋電路，其輸出端接有瞬態(tài)干擾抑制電路7；信號甄別及輸出控制系統(tǒng)的甄別參考電平分壓電路8中串接有溫度補(bǔ)償元件。
文檔編號G08B13/19GK2149662SQ92238318
公開日1993年12月15日 申請日期1992年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月21日
發(fā)明者丁志遠(yuǎn), 張原南 申請人:丁志遠(yuǎn)