TCRT5000红外反射传感器

一寸光阴不可轻

电子创新设计模块制作

设计报告

名称：基于TCRT5000的循迹模块

学院：机电工程学院

专业：应用电子技术

班级：09应电（2）班

设计者：林志坚

指导老师：玉宁杨青勇

2011年6月

1

一 寸 光 阴 不 可 轻

2 一、硬件设计及说明

1、原理图设计如下：

图一 原理电路

作用原理：采用5V 供电，TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。

红外光电二极管发出红外光，当红外光反射回来被高灵敏度光电晶体管接收，则光电晶体管处于导通状态，输出高电平信号；当红外光没有反射回来，则光电晶体管处于高阻抗状态，输出低电平信号；输出信号经施密特电路整形，稳定可靠，且还有LED 指示电路指示输出的状态，输出高电平时LED 亮，低电平时灭。

2、PCB 设计如下：

图二 PCB 线路

设计思路：板的大小为：10mmX40mm 。采用的是插件元件，降低了焊接难度，板的宽度只有10mm ，这样使得该模块灵巧，在应用过程中更灵活。

二、主要元件介绍：

1、TCRT5000：

TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管不断地反射出红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或反射回来但强度不够大时，光敏三级管一直处于

反射式红外传感器电路的工作原理及应用

反射式红外线传感器电路的核心器件是两个中规模集成电路.分别是锁相环音频译码集成电路LM567和双定时器NE556(或定时器NE555).它能够有效地检测到进入其设定的感应区域的人体(或物体)并控制电磁阀等设备产生相应动作。经适当改装，可作为厕所大小便节水器、自动洗手器、自动干手器、红外线报警器、节水型沐浴器、自动玻璃门等的控制电路。其突出优点是无须进行频率调整、使用方便、电路集成化程度较高，体积小，工作稳定可靠.能耗小。本文以反射式红外线传感器用于厕所大小便节水器控制电路为例介绍其工作原理.并适当介绍在其他电器上的应用。

1、LM567振荡信号的产生

反射式红外线节水器由LM567及其外围电路产生方波振荡信号.并将接收的信号同其产生的方波信号的频率与相位进行比较，当某一连续输入的信号落在给定的通频带内时.锁相环电路将此信号锁定，即所谓的锁相[1]。定时器NE556的一部分用于产生约40M的振荡信号.作为LM567产生的方波振荡信号的载波：另一部分构成单稳态触发器，只有当人刚走时，它才会接收到负脉冲，并开始计时放水，定时结束，关闭水阀。反射式节水器电路原理如图1所示。

锁相环音频译码器LM

单位代码 01 学 号

分 类 号 TN7 密 级

文献综述

关于红外报警器的综述

院（系）名称 专业名称 学生姓名 指导教师

信息工程学院 电子信息工程

2013年 3月20日

黄河科技学院毕业设计（文献综述） 第1页

关于红外线报警器的综述

摘 要

随着社会的发展，科学技术的进步和安全防范意识的增强，人们越来越注重自身所处的环境是否安全。当家中无人或者仅有老人孩子在家时，必须考虑家庭成员生命和财产的绝对安全。目前，许多住宅小区的安防主要依靠安装防盗窗、防盗门以及人工防范。这样不仅有碍美观，不符合防火的要求，而且不能有效地防止坏人的侵入。报警器的应用类型非常多，但热释电红外线报警器是最广泛的，因为它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，具有较高的应用价值。

本文简要通过对红外报警器组成的个个模块进行分析，介绍了红外报警器的两种常见方式即：主动式和被动式，进而又分析了两种方式的选择原则，最后有对红外线报警器的发展前景进行了预测。

关键词：红外线

高级物理化学实验讲义

实验项目名称：红外反射光谱原理、实验技术及应用 编写人：苏文悦 编写日期：2011-7-7 一、实验目的（宋体四号字）

1、了解并掌握FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱表面分析技术的原理、实验技术及应用

2、比较分析FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱技术各自适用的样品、同一样品不同红外光谱的谱带位置及形状。

二、实验原理

衰减全反射（ATR）、漫反射（DRS）和反射吸收（RAS）都是傅里叶变换红外反射光谱，是FTIR常用的表面分析技术。

图1 入射角（θ）及折射率（n1,n2）对光在界面上行为的影响

θc为临界角，sinθc=n2/n1

1全反射光谱原理、实验技术及应用

全反射：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。很多材料如交联聚合物、纤维、纺织品和涂层等，用一般透射法测量其红外光谱往往很困难，但使用FTIR及ATR技术却可以很方便地测绘其红外光谱。 （1）入射角与临界角

在通常情况下，光透射样品时是从光疏介质的空气射向光密介质样品的，当垂直入射（入射角θ为0°）时，则全部

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第2 5卷

第 4期

岩

石

矿

物

学

杂

志

V0 . 2 1 5. No. 4

2 0年 7月 06

ACTA PETRoI ( I () CA El M I " NERAL( I￣ CA

J|,2 0 u y 06

宝玉石矿物学

宝石的红外反射光谱及红外光谱鉴定系统郭立鹤韩景仪罗红宇2,,( .中国地质科学院矿产资源研究所， 1北京 10 3; . 0 0 7 2公安部防伪产品质量监督检验中心，北京 10 3 ) 00 8

摘

要：红外透过光谱技术是当前鉴别翡翠是否有聚合物充填的最好方法，而红外反射光谱技术是一种快速、无损伤

的测试方法，主要提供矿物的基频振动光谱信息，在宝石学研究方面特别是鉴定宝石种属方面显示出新的应用可能性。 本文介绍红外反射光谱技术的宝石学应用和包含 3 8个光谱的数据库以及检索、 1鉴定程序的宝石红外光谱鉴定系统。 关键词：红外反射光谱技术；石鉴定；宝宝石数据库中图分类号：5 9 P 7 . P 7;5 5 4文献标识码： A文章编号：0 t一 5 4 20 )4— 3 9 8 10) 6 2 (0 6 0 0 4—0

The I r r d r fe tnc p ta a d t de iia in s s e fg

红外线传感器

班级：电子0901

姓名：李远超

学号：0903024153

红外线传感器是利用物体产生红外辐射的特性，实现自动检测的传感器。在物理学中，我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波，它们之间的差别只是波长(或频率)的不同而已。

人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光光波长更短的光叫紫外线，比红光波长更长的光叫红外线 红外线属于不可见光波的范畴，它的波长一般在0.76—600μm之间(称为红外区)。而红外区通常又可分为近红外(0.73～1.5μm)、中红外(1.5一l0μm)和远红外(10μm以上)，在300μm以上的区域又称为“亚毫米波”。最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，红外传感器就是其中的一种。近年来，红外辐射技术已成为一门发展迅速的新兴学科。它已经广泛应用于生产、科研、军事、医学等各个领域。下面结合几个实例，简单介绍一下红外线传感器的应用。

一、红外辐射的产生及其性质

红外辐射是由于物体(固体、液体和气体)内部分子的转动及振动而产生的。这类振动过程是物体受热

高级物理化学实验讲义

实验项目名称：红外反射光谱原理、实验技术及应用 编写人：苏文悦 编写日期：2011-7-7 一、实验目的（宋体四号字）

1、了解并掌握FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱表面分析技术的原理、实验技术及应用

2、比较分析FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱技术各自适用的样品、同一样品不同红外光谱的谱带位置及形状。

二、实验原理

衰减全反射（ATR）、漫反射（DRS）和反射吸收（RAS）都是傅里叶变换红外反射光谱，是FTIR常用的表面分析技术。

图1 入射角（θ）及折射率（n1,n2）对光在界面上行为的影响

θc为临界角，sinθc=n2/n1

1全反射光谱原理、实验技术及应用

全反射：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。很多材料如交联聚合物、纤维、纺织品和涂层等，用一般透射法测量其红外光谱往往很困难，但使用FTIR及ATR技术却可以很方便地测绘其红外光谱。 （1）入射角与临界角

在通常情况下，光透射样品时是从光疏介质的空气射向光密介质样品的，当垂直入射（入射角θ为0°）时，则全部

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岩

石

矿

物

学

杂

志

V0 . 2 1 5. No. 4

2 0年 7月 06

ACTA PETRoI ( I () CA El M I " NERAL( I￣ CA

J|,2 0 u y 06

宝玉石矿物学

宝石的红外反射光谱及红外光谱鉴定系统郭立鹤韩景仪罗红宇2,,( .中国地质科学院矿产资源研究所， 1北京 10 3; . 0 0 7 2公安部防伪产品质量监督检验中心，北京 10 3 ) 00 8

摘

要：红外透过光谱技术是当前鉴别翡翠是否有聚合物充填的最好方法，而红外反射光谱技术是一种快速、无损伤

的测试方法，主要提供矿物的基频振动光谱信息，在宝石学研究方面特别是鉴定宝石种属方面显示出新的应用可能性。 本文介绍红外反射光谱技术的宝石学应用和包含 3 8个光谱的数据库以及检索、 1鉴定程序的宝石红外光谱鉴定系统。 关键词：红外反射光谱技术；石鉴定；宝宝石数据库中图分类号：5 9 P 7 . P 7;5 5 4文献标识码： A文章编号：0 t一 5 4 20 )4— 3 9 8 10) 6 2 (0 6 0 0 4—0

The I r r d r fe tnc p ta a d t de iia in s s e fg

人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光光波长更短的光叫紫外线，比红光波长更长的光叫红外线

最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，红外传感器就是其中的一种。随着现代科学技术的发展，红外线传感器的应用已经非常广泛，下面结合几个实例，简单介绍一下红外线传感器的应用。

热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域应用前景看好。比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机。电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构。开启监视器或自动门铃上的应用。结合摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等。您

热释电红外感应传感器原理,内部电路结构,常用型号及主要参数介绍

热释电效应原理简述

热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。

实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极。在环境温度有ΔT的变化时，由于有热释电效应，在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，ΔT=0，则传感器无输出。当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有ΔT输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出了。所以这种传感器也称为人体运动传感器。由实验证明，传感器不加光学透镜(也称菲涅尔透镜)，其检测距离小于2m，而