CS244472B1 - Čidlo pyroelektrického detektoru - Google Patents

Abstract

Řešení se týká seřízení pro zjiStování - pohybujících se předmětů o teplotě odlišně od teploty pozadí. Účelem řeSení je zdokonalení čidla pyroelektrického detektoru pro počítání prů­ chodů předmětů, jejichž obrazy přecházejí přes čidlo v libovolném směru; dalším cílem je kompensece Šumů vyvolaných fluktuacemi teploty okolí. Uvedeného cíle se dosahuje soustředným uspořádáním dvojice elektrod na destičce z pyroelektrického materiálu, při čemž vnější elektroda tvoři uzavřený rámec e vnitřní vyplňuje vnitřek tohoto rámce s vý­ jimkou mezikruží mezi oběma elektrodami, které je tvořeno isolujícím materiálem. S vý­ hodou vnějií elektroda má tvar prstence a vnitřní elektroda má tvar kruhu. Vnější elektroda může být opatřena stíněním proti nežádoucímu dopadu infračervených paprsků.

Description

(54) Čidlo pyroelektrického detektoru

Řešení se týká seřízení pro zjiStování pohybujících se předmětů o teplotě odlišně od teploty pozadí.

Účelem řeSení je zdokonalení čidla pyroelektrického detektoru pro počítání průchodů předmětů, jejichž obrazy přecházejí přes čidlo v libovolném směru; dalším cílem je kompensece Šumů vyvolaných fluktuacemi teploty okolí.

Uvedeného cíle se dosahuje soustředným uspořádáním dvojice elektrod na destičce z pyroelektrického materiálu, při čemž vnější elektroda tvoři uzavřený rámec e vnitřní vyplňuje vnitřek tohoto rámce s výjimkou mezikruží mezi oběma elektrodami, které je tvořeno isolujícím materiálem. S výhodou vnějií elektroda má tvar prstence a vnitřní elektroda má tvar kruhu. Vnější elektroda může být opatřena stíněním proti nežádoucímu dopadu infračervených paprsků.

Vynález se týká Sídla pyroelektrického detektoru. Je známo, že v teplotně stabilním prostředí je teplotní Sum pyroelektrického detektoru relativně nízký ve srovnání as ěumy ostatních částí elektronického zařízení zpracovávajícího elektrický signál.

Situace se změní, jestliže ae pyroelektrlcký detektor umístí do prostředí, kde teplota okolí podléhá stálým změnám nebo když ee mění teplota pozadí které se nachází v zorném poli pyroelektrického detektoru.

Je známo, že tyto nežádoucí reakce pyroelektrického detektoru mohou být kompensovány spojením dvou opaSně polarlaovapýeh elementů Sídla, a to bud sériovým nebo paralelním.

Tak například je snámo provedení obsahující dvě čtvercové nebo půlkruhové elektrody upravené na jedné straně deatičky z pyroelektrického materiálu, kde na druhé straně uvedené destičky je upravena jedna elektroda společná. V tomto případě teplotní směny okolí působí na oba elementy čidla a vzájemně ee eliminují, takže vyhodnocovací elektronikou již nejsou zpracovány.

Zamířl-li sa takto upravený pyroelektrlcký detektor na pohybující ee cíl jehož teplota ae liěí od teploty pozadí, pak obraz cíle postupuje přes obě elektrody, čímž postupně vzniknou dva opačně polarizované signály, které elektronika je schopna vyhodnotit.

Tento jev může být v některých případech nežádoucí, neboť při střídavém a nepravidelném průchodu sledovaných objektů z různých stran vznikají signály nejen opačné polarity ala i opačného sladu směn polarity, což může vyvolat obtíže, například při počítání průchodů hlídaných předmětů cílovou zónou.

Jestliže sa jedna z elektrod zastíní, pak dopadající Infračervené zářeni z cílové zóny aktivlsuje jen nezastíněnou elektrodu na destičce z pyroelektrického materiálu. Naproti tomu teplotní změny okolí působí na oba elementy čidla a v důsledku jejich opačné polarieaoe sa ěumy jimi vyvolané vzájemně ruěí.

«

Pro úplnost je třeba uvést, že destička z pyroelektrického materiálu je opatřena společnou elektrodou která slouží k uzavření signálového obvodu pyroelektrického detektoru, a která se nacháai na opačné ploše destičky než uvedená dvojice elektrod.

Proti dotud anámým zařízením je výhodná zařízení podle tohoto vynálezu, jehož předmětem je čidlo pyroelektrického detektoru, sestávající z elektricky polarieované destičky z pyroelektrického materiálu, opatřená na ploše přivrácené zdroji infračerveného záření dvojicí elektrod, vnější a vnitřní, a na ploěe odvrácená od zdroje záření opatřené jednou společnou elektrodou.

Podstatou vynálezu je konstrukční provedení, při kterém vnitřní elektroda, s výhodou ve tvaru kruhové plochy, je obklopena vnějěi elektrodou s výhodou ve formě mezikruží, při čemž mezi oběma elektrodami které jsou souosé je upraven izolant ve tvaru mezikruží.

Při tom vnější elektroda je opatřena stíněním infračerveného záření a dále vnější elektroda ja opatřena přívodem k zesilovači, a vnitřní elektroda je prostřednictvím přívodu připojena ke společná zemní sběrnici.

Účinek předmětu vynálezu spočívá v tom, že při průchodu obrazu cíle přes čidlo elektrického detektoru vzniknou vidy tři impulsy, z nichž krajní mají shodnou polaritu a střední impuls má polaritu opačnou.

Podmínkou ovšem je aby elementy čidla náležející k jednotlivým elektrodám měly polerieaci opačnou. Při vhodném zapojení jednotlivých elektrod na vstup zesilovače signálu lze 1 tuto podmínku opačná polarizace elementů čidla obejít.

Předmětnou úpravou se podstatně zjednoduší a zpřesní počítání průchodu hlídaných objektů cílovou zónou.

Pokud je zapotřebí provést kompensaci teplotních vlivů okolního prostředí pomocí zastínění jedné z elektrod, je u čidla pyroelektrického detektoru podle vynálezu výhodná provedení vnější elektrody ve formě mezikruží, což umožňuje aby při běžném optickém zobrazení byl nežádoucí obraz pozadí zastíněn jednoduchou clonou otvoru.

Na výkrese je na obr. 1 schematicky znázorněno výhodná provedení čidla pyroelektrickáho detektoru podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněno uspořádání soustavy čidla pyroelektrickáho detektoru spolu s optickým systémem, a obr. 3 znázorňuje elektrická zapojení přívodů k elektrodám do vstupních obvodů zesilovače signálu.

Při tom obr. 1 zobrazuje destičku χ z pyroelektrického materiálu, na která je elektroda χ ve tvaru mezikruží, opatřené přívodem £, v jejímž středu je souose upevněna vnitřní elektroda 2 ve formě kruhové plochy, opatřené přívodem 2» přičemž mezi elektrodami 2,

X je izolant £ ve tvaru mezikruží.

Ne spodní straně.destičky X je upevněna elektroda 2 na obr. jsou zřejmá pouze její hraqy která je společná pro elementy čidla jednotlivých elektrod, a je opatřena přívodem g.

Na obr. 2 je znázorněna soustava sestávající z čidla podle obr. I opatřeného stíněním £ vnější elektrody £. Vnitřní elektroda £ není stíněna a je prostřednictvím optické soustavy 1£ vystavena vlivu infračerveného záření zdroje XI·

Na obr. 3 je nakreslena soustava sestávající z destičky X z pyroelektrického materiálu, opatřená vnější elektrodou χ s přívodem £ připojeným k zesilovači X2, a vnitřní elektroda 2 která pomocí přívodu 2 je připojena ke společná zemní sběrnici X2·

Společná elektroda 2 propojuje na odvrácená ploše destičky χ z pyroelektrického materiálu elementy čidla, náležející k jednotlivým elektrodám 2 a £· Ačkoliv elementy čidla pod elektrodami 2 ^a £ nemají opačnou polarisaci, přesto se v důsledku jejich opačného zapojení ve vstupním obvodu zesilovače 12 navzájem ruší šumy, které jeou způsobeny změnami teploty okolí. Infračervené paprsky XX dopadají pouze na vnitřní elektrodu 2» kdežto jejich dopadu na vnější elektrodu X brání stínění £.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Čidlo pyroelektrického detektoru, sestávající z elektricky polarisovaná destičky z pyroelektrického materiálu, opatřené na ploše přivrácené zdroji infračerveného záření dvojicí elektrod a na ploše odvrácená zdroji zářeni opatřené společnou elektrodou, vyznačující se tím, že vnitřní elektroda (2) s výhodou ve tvaru kruhové plochy, je obklopena vnější elektrodou (4) s výhodou ve formě mezikruží, přičemž mezi elektrodami (2, 4), které jsou souosé, je upraven izolant ve tvaru mezikruží (6).

2. Čidlo podle bodu (I) vyznačené tím, že vnější elektroda (4) je opatřena stíněním J9) infračerveného záření (14).

3. Čidlo podle bodu 1 e 2 vyznačujíc! ee tím, že vnějží elektroda (4) je opatřená přívode· (5) k zesilovači (12) a vnitřní elektroda (2) je prostřednictví· přívodu (3) připojena ke společná zemní sběrnici (13).