0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

科普 | 热释电传感器中的菲涅尔透镜

炜盛科技 2021-12-06 16:46 次阅读

菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔(Augustin.Fresnel)发明的。

假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如:透镜表面),拿掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度,透镜的厚度也会变薄。如下图所示。

pYYBAGGtzgCAQROCAAAwcXoVNOo422.jpg

透镜连续表面部分“塌陷”到一个平面上。从剖面看,其表面由一系列系列锯齿型凹槽组成,中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光线集中一处,形成中心焦点,也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜,把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球差。

菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料压注而成,也可以用玻璃制作,透镜一面为光面,另一面为有小到大的同心圆,它的纹理是利用光的干涉、衍射以及结合相对灵敏度、接收角度要求来设计的。

poYBAGGtzgCAcQA9AABtk_h0Ng8651.jpg

在被动红外探测器PIR)中,菲涅尔透镜可以将探测区域分为若干个明区和暗区,使进入到探测区域的移动物体能以温度变化的形式在被动红外探测器(PIR)上产生变化的热释红外信号

poYBAGGtzgGAfXxEAAApLu1zpjY159.jpg

我们知道,热释电传感器就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔透镜增强后聚集到热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。

pYYBAGGtzgCAK1kJAAAkwVMlfTI040.jpgpoYBAGGtzgGAEM_4AAAnonsTx8E689.jpg

搭配菲涅尔透镜的热释电模组
菲涅尔透镜根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场。

红外菲涅尔透镜容易成型,乳白色塑料,在8-14um范围内最少吸收损失,可以做到一致的尺寸、大孔径和最小的膨胀系数。

菲涅尔透镜

其他用途

1)菲涅尔放大镜

菲涅尔放大镜可以做到超薄,最小厚度可以在0.45-0.90mm之间,与普通放大镜不同,它的表面布满了微小的细纹,每个环带都相当于一个独立的折射面,十字剖面像许多小棱镜,这些环带都能使入射光线会聚到一个共同的焦点。

因为菲涅尔透镜非常薄,故由于吸收而损失的光能非常少。其缺点是畸变比较大,图像失真严重。

2)LED准直

菲涅尔透镜能够较好地将点光源校准为平行光源。

pYYBAGGtzgGAO_BxAAAZcG9x4R8362.jpg

在实际应用中,多用于LED光源的准直。

pYYBAGGtzgGAU19BAAAxvwF2oC0516.jpg

3)太阳能聚光

菲涅尔透镜最常见的应用之一是收集太阳光,通常认为太阳光是非常接近平行的(无限共轭系统)。菲涅尔透镜的光线收集特性非常适用于将光线集中到光伏电池或加热表面。

poYBAGGtzgGAYWoqAAAeNwj8jFg799.jpg

在太阳能电池中,菲涅尔透镜是聚光太阳能系统(CPV)的重要组成部分,

poYBAGGtzgGAMxywAAAjT6e57Fk154.jpg

4)投影仪

菲涅尔透镜用在投影系统的优势是通过将光线聚焦或者准直从而增加显示亮度。

pYYBAGGtzgGAP7QsAAAzn_T0CM4070.jpg
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 传感器
    +关注

    关注

    2548

    文章

    50714

    浏览量

    752112
  • 传感器原理
    +关注

    关注

    0

    文章

    6

    浏览量

    7172
  • 热释电
    +关注

    关注

    0

    文章

    57

    浏览量

    27254
  • 热释电传感器

    关注

    1

    文章

    40

    浏览量

    16159
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    电传感器运放变送电路不稳定时好时坏,为什么?

    电传感器是一种红外光传感器,也称为电红外传感器
    发表于 09-05 08:01

    槽型光电传感器怎么接线

    槽型光电传感器是一种常用的光电检测设备,广泛应用于自动化生产线、机器人、物流系统等领域。它通过检测物体对光束的遮挡来实现物体的检测和定位。槽型光电传感器的接线是其安装和使用过程的关键步骤,正确
    的头像 发表于 09-04 11:14 712次阅读

    槽型光电传感器好坏检测方法

    。 一、外观检查 外观检查的目的 外观检查是检测槽型光电传感器好坏的第一步,主要目的是检查传感器的外壳、镜片、透镜等部件是否有破损、变形、污染等现象,以确保传感器的正常工作。 外观检查
    的头像 发表于 09-04 11:08 561次阅读

    lmp91051可不可以用到电红外气体传感器

    lmp91051可不可以用到电红外气体传感器啊?比如PYS3228TC
    发表于 09-04 06:20

    电红外传感器的基本特性和应用领域

    电红外传感器是一种基于电效应的红外线传感器
    的头像 发表于 08-27 16:24 1100次阅读

    电传感器两个滤波电路U2A,U2B(红圈部分)电阻电容参数为什么不能用一样的?

    电传感器两个滤波电路U2A,U2B(红圈部分)电阻电容参数为什么不能用一样的
    发表于 08-20 07:32

    电、热电堆和微测辐射计技术对比

    在现代科技的推动下,成像技术正变得越来越重要。无论是用于安全监控、工业检测,还是医疗诊断,成像技术的应用正在不断扩大。在这些应用
    的头像 发表于 07-12 12:09 1045次阅读
    <b class='flag-5'>热</b><b class='flag-5'>释</b>电、热电堆和微测辐射<b class='flag-5'>热</b>计技术对比

    电传感器基本知识和使用的常见问题

    电子发烧友网站提供《电传感器基本知识和使用的常见问题》资料免费下载
    发表于 06-11 09:06 1次下载

    PIR电红外人体传感器优点主要有这些

    电红外传感器是一种广泛应用于人体感应和监测领域的传感器技术。它采用红外传感技术,能够检测和测量物体的红外辐射,从而实现对物体的感应和监测
    的头像 发表于 04-29 08:28 1575次阅读
    PIR<b class='flag-5'>热</b><b class='flag-5'>释</b>电红外人体<b class='flag-5'>传感器</b>优点主要有这些

    电传感器的原理与应用

    当一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷,这种由于变化产生的电极化现象,被称为电效应。
    发表于 03-25 11:27 1418次阅读
    <b class='flag-5'>热</b><b class='flag-5'>释</b><b class='flag-5'>电传感器</b>的原理与应用

    电红外传感器的原理

    电红外传感器的原理  电红外传感器是一种常见且应用广泛的红外线
    的头像 发表于 03-08 15:26 3623次阅读

    人体感应灯,PIR透镜设计原理及选型注意这些参数

    包括面积较大、厚度薄和侦测距离远。透镜有两个主要的作用:一是聚焦作用,即将红外信号折射
    的头像 发表于 02-19 13:23 1689次阅读
    人体感应灯,PIR<b class='flag-5'>透镜</b>设计原理及选型注意这些参数

    KF0002电红外感应芯片 应用指导书V1

    产品描述:KF0002是一款低功耗的电红外传感信号处理,它配以电红外
    发表于 01-31 15:45 1次下载

    电红外传感器前置放大电路的设计

    电红外传感器是一种能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出的设备。这种传感器的工作原理是,当一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷,即
    的头像 发表于 01-02 18:20 1376次阅读
    <b class='flag-5'>热</b><b class='flag-5'>释</b>电红外<b class='flag-5'>传感器</b>前置放大电路的设计

    透镜的历史和基本原理

    透镜可按照光学设计或结构进行分类。透镜作用有两个:一是聚焦作用;二是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度
    的头像 发表于 12-20 10:33 2306次阅读
    <b class='flag-5'>菲</b><b class='flag-5'>涅</b><b class='flag-5'>尔</b><b class='flag-5'>透镜</b>的历史和基本原理