仪器仪表工业
一款生命探测器电路剖析
2016-04-24
      附图是一款生命探测器电路,主要用于因地震、山体滑坡导致的被掩埋人员的搜寻救援。据介绍,它在无障碍物遮挡的情况下,其探测距离可达10米以上。其实该电路就是一个红外线接收、放大与处理电路。下面试对它的工作原理作一简要分析:当被掩埋的人体辐射的微弱红外线,被生命探测器热释红外传感器S前方的“菲涅耳”透镜L会聚后,进入传感器(接收波长为1μm~201μm)。经光电转换后,其输出端“O”会输出一个微弱的低频信号(频率约为1Hz~3Hz)。此信号由第一个四运放A1(LM324)4、3单元(A1-4、A1-3)及它们周边元件构成的两级低通滤波电压放大器放大后,从A1-3输-出端(即A1的⑧脚)输出。被放大的低频信号被送入由A1-1、A1-2构成的窗口电压比较器的输入端(即A1-1的反相输入与A1-2正相输入的连接处)。由于A1-1的正相输入端与A1-2的反相输入端电位已被固定,所以进入窗口电压比较器的输入端的低频电压信号,经窗口电压比较器比较后,只能从A1-1、A1-2输出端D1、D2的负极分别输出某一范围内的正极性电压信号,即所谓窗口信号。从而达到滤除不是非热血动物(有生命体征的人体)发出的红外线产生的干扰信号之目的。然后窗口信号被分别送往由A2-1、A2-2及A2-3构成的单限电压比较器A2-1、A2-2的正相输入端(即A2的③脚、⑤脚)。从附图可知,A2-1与A2-2的偏置完全相同,显然,A2-1、A2-2输出端分别经R20、R21加至电压比较器A2-3反相输入端的正极性信号电压,是A2-1、A2-2输出信号电压的叠加值。如果加至A2-3反相输入端(即A2的⑨脚)叠加信号电压值大于正相输入端(即A2的⑩脚)电压值,则A2-3输出端(即A2⑧脚)会输出负电压。这时隔离二极管D3截止,相当于A2-3没有输出。只有叠加信号电压值低于正相输入端电压值,A2-3输出端才会输出某一单值正电压(即所谓的单限电压),此电压才能通过D3加至电压放大器A2-4正相输入端(即A2的〖FP00000260SP〗脚)。经放大后的信号电压从A2-4输出端(即A2的〖FP00000268SP〗脚)输出,经R24限流后由电流计G(微安表)显示。也就是当G有显示时,表示探测到了有生命体征的人体。R13右端输出的U01是用于检测的缓变信号,有此信号,表示前级工作正常。顺便提及,Q与它周围的R6、R7、C2及C5构成一个简单的稳压电路,为热释红外传感器提供电源。该探测器实际还可用于对盗贼的探测,A2输出端可作为报警触发信号输出端,然后再去启动报警或相关设备。
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2016年04月24日
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