مستشعر PIR: 5 حقائق مهمة يجب أن تعرفها


المحتويات

ما هي مجسات PIR؟

مستشعر PIR أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية هو أداة إلكترونية تكتشف إشعاعات الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأشياء الموجودة في مجال رؤيتها. يضاف المصطلح "سلبي" كبادئة لأن هذه الأنواع من أجهزة الاستشعار لا تشع طاقة بأي شكل. تستخدم هذه الأدوات لاكتشاف الحركة في الكائنات والحيوانات والبشر باستخدام الأشعة تحت الحمراء الخاصة بهم. يتم استشعار إشعاع الجسم الأسود المنبعث (من شخص أو حيوان أو كائن) الذي ينتمي إلى نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء المتوسطة ومقارنته بدرجة حرارة الأجسام الخلفية بواسطة الكاشف.

الموجة تحت الحمراء عبارة عن إشعاع كهرومغناطيسي يتراوح تردده بين 300 جيجاهرتز و 400 تيرا هرتز [أطوال موجية تتراوح من 10-3 - 0.7 × 10-6م]. إشعاعات الأشعة تحت الحمراء غير مرئية للعين البشرية. تجد موجات الأشعة تحت الحمراء تطبيقها في تسخين الطعام وأجهزة التحكم عن بعد في التلفزيون ، وكابلات الألياف الضوئية ، وكاميرات التصوير الحراري ، والتطبيقات الطبية ، وكاشفات الحركة ، وما إلى ذلك. تستخدم مستشعرات PIR بشكل أساسي لاكتشاف وتحليل حركة الأشياء أو الأشخاص.

جهاز استشعار شرطة التدخل السريع
جهاز كشف الحركة مثبت على الحائط. مصدر الصورة: CHGكاشف الحركة، تم تمييزه كملك عام ، مزيد من التفاصيل حول ويكيميديا ​​كومنز

ما هو مبدأ تشغيل مجسات PIR؟

كل جسم دافئ بما في ذلك جسم الإنسان يشع حرارة في شكل الأشعة تحت الحمراء. إشعاعات الأشعة تحت الحمراء غير مرئية للعين البشرية. لا يمكن اكتشاف هذه الإشعاعات إلا بواسطة أجهزة إلكترونية مصممة خصيصًا. تقوم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء السلبية بالكشف عن الطاقة الضوئية الساقطة ثم تحويلها (على شكل موجات الأشعة تحت الحمراء) إلى إشارة كهربائية (إلكترونات). تتأثر مستشعرات الأشعة تحت الحمراء بشدة ببخار الماء لأن الماء يمتص أقصى جزء من الإشعاع المتلقي. نتيجة لذلك ، لا تستطيع أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء في بعض الأحيان تقديم نتائج دقيقة عند استخدامها في بيئة خارجية. تختلف كمية الإشعاع باختلاف درجة الحرارة وخصائص السطح للأجسام المعينة.

عادةً ما تكون هذه الكواشف قادرة على استشعار نطاق إشعاع واحد في نطاق 4.4 ميكرومتر والنطاقين الآخرين في النطاق فوق وتحت طيف 4.4 ميكرومتر. يسمح الاكتشاف المميز للنطاقين للمستشعر بالتمييز بين اللهب الفعلي والإشعاعات غير اللهب التي قد تكون قد أثرت على النتائج. يمكن أن توفر هذه المستشعرات نتائج أكثر دقة لاكتشاف اللهب بعد تجاهل تأثيرات إشعاع الخلفية.

عرض توضيحي لحساسية مستشعر PIR فيما يتعلق بالاتجاه. مصدر الصورة: أندرياس سي تيكاشف الحركة مع نمط الشعاعCC BY-SA 4.0

العدسات المستخدمة في مجسات PIR

تستخدم نماذج كاشف PIR الأكثر شيوعًا عدسات Fresnel أو مقاطع مرآة ، والتي لها نطاق فعال يبلغ حوالي 10 أمتار أو 30 قدمًا ، ومجال رؤية أقل من 180 درجة. تستخدم هذه العدسات لتركيز إشعاعات الأشعة تحت الحمراء التي يكتشفها الجهاز. تتمتع بعض الطرز المتقدمة بمجال رؤية أوسع بكثير يبلغ حوالي 360 درجة. هذه الأنواع من العدسات مثبتة على السقف. أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية قادرة على اكتشاف الاختلافات في طاقة الأشعة تحت الحمراء التي تزيد عن 30 مترًا أو 100 قدم. تستخدم المرايا المكافئة بدلاً من عدسات فرينل لتركيز الطاقة الإشعاعية بشكل فعال.

ما هو تطبيق مستشعر PIR في التصوير الحراري?

تم تصميم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء للتصوير الحراري خصيصًا لاكتشاف الأشعة تحت الحمراء وتشكيل الصور. تعتمد الصور الناتجة عن التصوير الحراري على كمية الحرارة التي يشعها الجسم وفرق درجة الحرارة بين الأجسام الموجودة في المقدمة والخلفية. يعتبر التصوير الحراري هو الأنسب لتكوين الصورة في الظروف المظلمة للغاية. بصرف النظر عن النظارات ، تتوفر أيضًا مستشعرات كاميرا التصوير الحراري لالتقاط الصور في الظلام. تخدم هذه الأدوات مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات. تُعرف عملية تحليل بيانات التصوير الحراري بالتصوير الحراري.

جهاز كشف الحركة PIR مصيدة الكاميرا. مصدر الصورة؛داريوش كووالتشيكمصيدة الكاميرا ، fotopułapka ، Kamera Leśna ، Kamera ObserwacyjnaCC BY-SA 4.0

ما هو تطبيق مستشعر PIR في انظمة حماية؟

تستخدم مستشعرات PIR بشكل شائع في أنظمة الأمان المختلفة. نظام PIR مسؤول عن التحكم في مرحل صغير. يربط هذا التتابع دائرة الأمان مع اثنين من جهات الاتصال الكهربائية المتصلة بمنطقة إدخال الكشف بلوحة التحكم في الإنذار ضد السرقة. في حالة عدم وجود اكتشاف أو تباين للحركة ، يتم إغلاق جهة اتصال الترحيل أو وجود مرحل "مغلق بشكل طبيعي" (NC). في حالة وجود اكتشاف أو تباين للحركة ، يفتح المرحل الدائرة ويطلق الإنذار لإرسال إشارة.

تكتشف المستشعرات السلبية انعكاسات الإشعاع من البيئة المحيطة. أجهزة الاستشعار هذه عادة لا تستخدم جهاز إرسال. تقوم هذه الأدوات بتحليل اختلافات الإشعاع من الكائنات المحيطة ثم توجيه نبضة كهربائية أو إشارة إلى الكمبيوتر الصغير المدمج. ثم يتفاعل هذا الكمبيوتر الصغير مع الجزء الميكانيكي من المستشعر بناءً على الإشارة المستلمة. غالبًا ما ينصح مصنعو أجهزة الاستشعار بوضع محسوب لجهاز الإنذار القائم على كاشف الأشعة تحت الحمراء السلبية لتقليل فرص حالات الإنذار الخاطئ. يُنصح بعدم تركيب جهاز استشعار في مواجهة النافذة لأنه قد يتسبب في حدوث مشكلة تداخل.

ما هي المواد المستخدمة في مجسات PIR?

يمكن أن تتكون مستشعرات الأشعة تحت الحمراء من مواد مختلفة بناءً على متطلبات شكل المعلومات التي يجب أن توفرها. بعض المواد المستخدمة بشكل شائع في أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء هي:

  • الزئبق الكادميوم تيلورايد (المعروف باسم MCT ، HgCdTe)
  • كبريتيد الرصاص (II) (PbS)
  • أنتيمونيد الإنديوم (InSb)
  • زرنيخيد الغاليوم الإنديوم
  • زرنيخيد الإنديوم
  • تانتالات الليثيوم (LiTaO3)
  • سيلينيد الرصاص
  • الكاشف الضوئي بالأشعة تحت الحمراء للبئر الكمي (QWIP)
  • كبريتات تريجليسين (TGS)
  • سيليسيت البلاتين (PtSi)

تم تطوير تقنيات استشعار الحركة بشكل كبير على مر السنين. عادة ، يتم استخدام مجموعة معينة من اثنين أو أكثر من تقنيات اكتشاف الحركة للحصول على أفضل النتائج الممكنة. اكتسب الجمع بين تقنيات الأشعة تحت الحمراء السلبية وبرامج رؤية الكمبيوتر مؤخرًا شعبية في مجال استشعار الحركة. نادرًا ما ينتج عن هذه التقنيات أخطاء في النتائج كما أنها تعيد فحص الحركة التي تم تسجيلها بواسطة كاميرا رؤية الكمبيوتر. تخدم هذه الأجهزة مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات.

لمعرفة المزيد عن مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ، تفضل بزيارة https://lambdageeks.com/ir-sensors/

سانشاري تشاكرابورتي

أنا متعلم شغوف ، مستثمر حاليًا في مجال البصريات التطبيقية والضوئيات. أنا أيضًا عضو نشط في SPIE (الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات) و OSI (الجمعية البصرية في الهند). تهدف مقالاتي إلى تسليط الضوء على موضوعات البحث العلمي عالية الجودة بطريقة بسيطة ولكنها غنية بالمعلومات. العلم يتطور منذ زمن سحيق. لذا ، أحاول أن أستفيد من التطور وأقدمه للقراء. دعنا نتواصل من خلال https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

آخر المقالات