[实用新型]热释电传感器、运动中人体热释电检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于探测技术领域，具体涉及一种热释电传感器、及使用该热释电传感器的运动中人体热释电检测装置。

背景技术

热释电传感器以非接触方式检测出人体辐射的红外线能量的变化,被广泛地应用于自动门、监控、节能灯控制、野外监控等场景，但是这些应用都是传感器固定、人体运动的场景，很少有传感器中运动对人体进行检测的技术。

室内移动安防机器人被要求在静止和移动过程中都在室内做出无盲区、灵敏度高的检测，并且在很短时间周期内上报做出告警，同时虚警和漏警都要求很低。而现在市场很多传统热释电传感器或者集成的产品探测距离太近，一般小于7m，不能满足室内环境的探测。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种热释电传感器、运动中人体热释电检测装置包含热释电探头。

所述热释电传感器，包含热释电探头，还包含：

分压电路：输入端通过耦合电容连接热释电探头单元，输出端连接前级滤波电路输入端;通过电阻起分压作用，将热释电探头单元的电流信号转换为电压信号；

前级滤波电路：输出端通过耦合电容连接一级放大电路输入端，用于过滤所述分压电路输出信号中的高频噪声；

一级放大电路：输出端通过耦合电容连接二级放大电路，用于所述前级滤波电路输出信号的放大及去噪。

二级放大电路：输出端通过耦合电容连接双电压比较器电路输入端，用于放大所述一级放大电路输出信号，并将所述一级放大电路输出信号嵌位在一个合适范围内。

双电压比较器电路：用于在其输入信号达到一定阈值后触发后得到一个高电平信号。

优选地，所述二级放大电路和所述双幅电压比较器电路之间有后级滤波电路，所述后级滤波电路用于滤除二级放大电路输出信号的尖峰信号。

所述使用上述热释电传感器的运动中人体热释电检测装置，包含信号处理单元，所述信号处理单元包含单片机及其外设，所述热释电传感器具有三个，朝向三个方向，并呈圆周安装，各探测120度。

本实用新型所涉及的热释电传感器采用了一级放大电路和二级放大电路，并在二级放大电路输出端设置直流偏置，对能对较弱的信号进行放大并避免削顶失真，增大了传感器探测距离，本实用新型所涉及人体热释电检测装置的三个热释电传感器朝向三个方向，并呈圆周安装，各探测120度。实现了360度无盲区检测。

附图说明

图1为本实用新型的热释电传感器各电路连接示意图。

图2为本实用新型的人体热释电检测装置示意图。

具体实施方式

    本实用新型所涉及热释电传感器包括以下单元：

1．热释电探头：当接收到人体热信号后,其释放的电荷将会在回路引起电流的变化，另外在探头前侧加有一个菲涅尔透镜，以提高其灵敏度。

2．分压电路单元：输入端连接热释电探头单元，起到分压作用。由于回路电流变化使得电阻电压变化，适当的电阻选择会选择一个合适的变化明显的电压信号。

3．前级滤波电路：输出端连接一级放大电路输入端，为了尽量减少噪声进入放大器的输入端，采用去耦电容把部分高频噪声滤掉，这里采用一个RC低通滤波器

4．一级放大电路：输出端连接二级放大电路，利用LM358放大芯片,搭建放大电路,设定好放大倍数,一级放大倍数不能太大,这里主要有两个考虑,一是考虑有直流部分,会出现饱和失真,二是将前级噪声也放大,使得传感器信噪比低,所以一级放大倍数设为15~25倍，较优的为20倍。

5．二级放大电路：输出端连接后级滤波电路输入端，其作用主要有两个方面，一是把信号更加放大，提高探测范围，二是为了单片机能够准确接收到信号的范围,输出端加一个直流偏置，将信号嵌位在一个合适范围内。

6．后级滤波电路：输出端连接双电压比较器电路输入端，用于防止尖峰信号触发双电压比较器,因此这级滤波的幅度更大,出来后的信号更加平滑。

7．双电压比较器电路：当信号强度达到一定阈值后,便会通过电压比较器触发后得到一个高电平信号，由于信号呈波峰和波谷震荡，为了能够更加及时和更加可靠地捕捉信号，采用LM393搭建双幅阈值触发的电压比较器。为了防止信号误触发,在输出端下拉一个电阻,起到嵌位的作用。

如图1所示, 以上每个电路单元以级联方式连接，只是在分压电路和前级滤波电路之间、前级滤波电路与一级放大电路单元、一级放大电路和二级放大电路间、二级放大电路和后级滤波电路之间通过耦合电容连接。

上述热释电传感器与现有的普通热释电传感器相比主要做了如下改进：