AnuncioUn sensor infrarrojo piroeléctrico, también conocido como sensor PIR, es un sensor semiconductor que se utiliza para detectar cambios de temperatura. Los sensores PIR se basan en la piroelectricidad del mismo nombre, una propiedad de algunos cristales semiconductores piezoeléctricos. Un cambio de temperatura ΔT conduce a un cambio mensurable en el voltaje eléctrico. Los sensores PIR, a diferencia de otros sensores de temperatura, no reaccionan a un determinado nivel de temperatura constante en el tiempo, sino únicamente al cambio de temperatura. Los sensores PIR se utilizan, entre otras cosas, en detectores de movimiento para detectar la radiación de calor emitida, por ejemplo. por ejemplo por seres vivos como los humanos, a una distancia de unos pocos metros. Esto se puede utilizar para desencadenar diversas acciones, como activar la iluminación o generar un mensaje de alarma. Otras aplicaciones son el análisis de gases NDIR, como sensor en detectores de llama por infrarrojos y en pirómetros de baja temperatura. Un detector de movimiento es un sensor electrónico que detecta movimiento en su entorno inmediato y, por tanto, puede funcionar como interruptor eléctrico. bUn detector de movimiento puede funcionar de forma activa con: ondas electromagnéticas (RF, microondas o radar Doppler), con ultrasonidos (detectores de movimiento ultrasónicos) o, como el sensor PIR, de forma pasiva basándose en la radiación infrarroja de la persona en movimiento y del entorno.El sensor piroeléctrico (PIR) es el tipo de detector de movimiento más utilizado. Reacciona a pequeños cambios de temperatura, como cuando una persona pasa junto al sensor. Los detectores de movimiento que utilizan microondas reaccionan de manera óptima cuando cambia la distancia al sensor. Los sensores ultrasónicos se utilizan con menos frecuencia debido a la tecnología relativamente compleja. Construcción de un sensor PIR El material piroeléctrico es un cristal polarizado delgado (< 40 μm). Para aprovechar el efecto piroeléctrico, los electrodos deben aplicarse en lados opuestos. Cuando la radiación incide sobre el material piroeléctrico, es absorbida, la diferencia de temperatura resultante ΔT provoca un cambio en la polarización del cristal: el cambio en la radiación térmica provoca un cambio en el potencial eléctrico. Con la ayuda de los electrodos aplicados, la señal eléctrica se puede medir a través de un amplificador con una entrada de alta impedancia, como por ejemplo un amplificador de carga. Los sensores PIR disponibles comercialmente para detectores de movimiento constan de dos elementos sensores adyacentes con dimensiones que oscilan entre 1 mm y 2 mm. El revestimiento de absorción utilizado tiene la mayor sensibilidad en el infrarrojo medio en longitudes de onda en el rango de 5 µm a 14 µm. Los sensores suelen estar alojados en un paquete de transistores herméticamente sellado, como el diseño TO-5, junto con una etapa de preamplificador en forma de transistor de efecto de campo de unión (JFET). Sobre el elemento sensor activo se coloca una óptica simple para mejorar la detección de cambios y el alcance. Lo más típico es una lente de Fresnel de plástico, esférica o cilíndricamente curvada. Por un lado, el diseño de esta lente puede influir en la zona de acción espacial del sensor y adaptarlo a la aplicación respectiva y, por otro lado, los pasos de la lente de Fresnel en combinación con los dos elementos sensores conducen a una abanico espacial fuera de los rangos de sensibilidad, lo que mejora la detección de cambios espaciales en fuentes de calor debido a transiciones más pronunciadas. La lente Fresnel se puede dividir en elementos sectoriales individuales y en varias lentes parciales para desplegarse. Debido a la apertura en abanico, cuando un objeto que está caliente en comparación con el fondo pasa a través del área de detección del sensor, se produce un cambio de temperatura amplificado en el sensor, ya que el objeto caliente es detectado inicialmente por un solo elemento sensor a través de las lentes. Con un movimiento adicional, el cambio de temperatura detecta el segundo elemento sensor, mientras que al mismo tiempo el primer elemento sensor pierde el objeto en el sensor. Los dos elementos sensores están conectados internamente de tal manera que un elemento sensor genera un impulso de tensión positivo y el otro elemento sensor un impulso de tensión negativo. De este modo, el cambio de señal durante los movimientos debido a la formación de diferencias se duplica aproximadamente debido al despliegue. Desde el punto de vista eléctrico, los sensores PIR en los detectores de movimiento tienen tres conexiones que, como un transistor de efecto de campo de unión, se denominan circuito de compuerta, como fuente, con la función de salida, como drenaje, para la conexión positiva de alimentación y compuerta como conexión a tierra. En los sensores PIR de los detectores de llama, la llama también modula el flujo de radiación con una frecuencia de oscilación típica entre 1 Hz y 5 Hz, como ocurre en los detectores de movimiento. En el análisis de gases NDIR, la modulación se realiza eléctricamente encendiendo y apagando la fuente de radiación o mecánicamente. Esto último se puede realizar mediante un espejo plegable, un panel plegable o un helicóptero. La modulación mecánica también se utiliza en pirometría. Dado que los sensores piroeléctricos se utilizan para detectar cambios de temperatura, estos sensores son prácticamente independientes de la longitud de onda y pueden detectar radiación que va desde la radiación ultravioleta baja (longitud de onda de alrededor de 100 nm) hasta el rango de longitud de onda visible e infrarroja y la radiación de terahercios. con una longitud de onda de 1 mm. El requisito previo para ello es que el cristal piroeléctrico tenga un revestimiento de absorción adecuado. Si para los electrodos se eligen materiales con un coeficiente de absorción que depende de la longitud de onda, se consigue una determinada selectividad en longitud de onda.
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