CS253034B1

CS253034B1 - Pyroelectric motion sensor

Info

Publication number: CS253034B1
Application number: CS856666A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Louda; Ales Pernica
Original assignee: Vaclav Louda; Ales Pernica
Priority date: 1985-09-19
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS666685A1

Abstract

Řešení se týká pyroelektrického sní mače pohybu těles. Podstatou vynálezu je, že pyroelektrický snímač pohybu těles je vytvořen soustavou paraboloidních zrcadel, kde vrehčly rotačních paraboloidů zrcadel leží na vnitřní kulové ploše otevřeného kulového oouzdrs. a osy paraboloidů zrcadel protínají ve středu kulové plochy umístěný absorpční povrch pyroelektrického detektoru, přičemž ohniskové vzdálenosti r rotačních paraboloidů všech zrcadel se s výhodou rovnají poloměru kulové plochyThe solution relates to a pyroelectric sensor for the movement of bodies. The essence of the invention is that the pyroelectric sensor for the movement of bodies is formed by a system of paraboloid mirrors, where the vertices of the rotating paraboloid mirrors lie on the inner spherical surface of an open spherical cage. and the axes of the paraboloid mirrors intersect the absorption surface of the pyroelectric detector located in the center of the spherical surface, while the focal lengths r of the rotating paraboloids of all mirrors are preferably equal to the radius of the spherical surface

Description

Vynález sé týká pyroelektrického snímače pohybu těles.The invention also relates to a pyroelectric body motion sensor.

Pro indikaci pohybujících se těles, jejichž infračervené sáření se odlišuje od téhož záření pozadí, se obvykle používá infračervená optika, jejíž prostorový zorný úhel je dán rozměry absorpční plochy pyroelektrického detektoru, velikostí vstupní aoertury a tvarem jednoduché reflexní plochy.Infrared optics are usually used to indicate moving objects whose infrared radiation differs from the same background radiation, whose spatial viewing angle is given by the dimensions of the pyroelectric detector's absorption area, the size of the input aerture and the shape of a simple reflective surface.

Nevýhoda dosavadního stavu techniky spočívá v tom, že se zvyšujícím se zorným úhlem klesá citlivost pyroelektrického snímače pohybu, takže při Zachování využitelné citlivosti je velikost tohoto prostorového zorného úhlu malé. Citlivostí pyroelektrického snímače pohybu se pro tyto účely rozumí velikost elektrického výstupního signálu tohoto snímače ve voltech vztažené na velikost výkonu infračerveného záření vyzařovaného pohybujícím se tělesem ve wattech. Další nevýhodou je, že pohybuje-li se celé těleso uvnitř prostorového zorného úhlu pyroelektrického snímače pohybu, jsou změny infračerveného záření dopadajícího na pyroelektrický detektor způsobeny pouze prakticky nedefinovatelnými geometrickými nepřesnostmi reflexní plochy a infračervenou nehomogenitou pozadí, ne němž se těleso pohybuje. Vzhledem k tomu, že výstupní gignálXpyroelektrického detektoru je přímo úměrný velikosti česovéheměny (časové derivaci) výkonu infračerveného ^záření na pyroelektrický detektor dopadejícího, je pyroelektrický snímeč pohybu podle dosevedního stavu techniky vhodný pouze pro indikaci pohybu'těles, která prechéáejí přes malý prostorový zorný úhel takového snímače.A disadvantage of the prior art is that the sensitivity of the pyroelectric motion sensor decreases as the viewing angle increases, so that, while maintaining the usable sensitivity, the size of this spatial viewing angle is small. For this purpose, the sensitivity of the pyroelectric motion sensor means the magnitude of the electrical output signal of the sensor, in volts, related to the magnitude of the power of the infrared radiation emitted by the moving body in watts. Another disadvantage is that when the entire body is moving within the spatial viewing angle of the pyroelectric motion sensor, changes in infrared radiation incident on the pyroelectric detector are due to virtually indefinable geometric inaccuracies of the reflective surface and infrared inhomogeneity of the background over which the body moves. Since the output signal of the pyroelectric detector is proportional to the magnitude of the infrared radiation power on the incident pyroelectric detector, the prior art pyroelectric motion sensor is only suitable for indicating the movement of bodies passing through a small spatial viewing angle of such a detector. sensors.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky odstraňuje pyroelektrický snímač pohybu těles podle vynálezu, jehož podstatou je, že je vytvořen soustavou paraboloidních zrcadel, kde vrcholy rotačních paraboloidů zrcadel leží na vnitřní kulové oloěe otevřeného kulového pouzdře a osy rotačních paraboloidů zrcadel, protínající ve středu kulové plochy umístěný absorpční povrch pyroelektrického detektoru. Výhodné přitom je, jestliže ohniskové vzdálenosti rotačních paraboloidů všech zrcadel se rovnají poloměru kulové plochy.The above-mentioned disadvantages of the prior art are eliminated by the pyroelectric sensor of movement of bodies according to the invention, which is formed by a set of paraboloid mirrors, where the apexes of the rotating mirror paraboloids lie on the inner spherical oleage of the open spherical housing. pyroelectric detector surface. It is advantageous here if the focal lengths of the rotating paraboloids of all mirrors are equal to the radius of the spherical surface.

Výhody pyroelektrického snímače pohybu těles podle vynálezu spočívají zejména v tom, žě je schopen pohyb tělesa ve velkém prostorovém úhlu při zachování vysoké citlivosti, přičemž snímač snímáěpohyb tělesa i tehdy, nachází-li se toto těleso celé uvnitř prostoro vého zorného úhlu.The advantages of the pyroelectric body motion sensor according to the invention are, in particular, that it is capable of moving the body at a large spatial angle while maintaining a high sensitivity, and the sensor senses the body motion even when the body is entirely within the spatial viewing angle.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na němž je znázorněn řez příkladným provedením pyroelektrického snímače pohybu těles podle vynálezu.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which a cross-section of an exemplary embodiment of a pyroelectric body motion sensor according to the invention is shown.

Pyroelektrický snímač pohybu těles podle vynálezu je v příkladném provedení vytvořen soustavou paraboloidních zrcadel 4> kde vrcholy rotačních paraboloidů zrcadel 4 leží na vnitřní kulové ploše 2 otevřeného kulového pouzdra g a osy 4 rotačních paraboloidů zrcadel 1 protínají ve středu kulové plochy 2 umístěný absorpční povrch pyroelektrického detektoru 2· Ohniskové vzdálenosti rotačních paraboloidů všech zrcadel 4 se rovnají poloměru kulové plochy g.The pyroelectric body motion sensor according to the invention is in the exemplary embodiment formed by a set of paraboloid mirrors 4, where the apexes of the rotating paraboloids of the mirrors 4 lie on the inner spherical surface 2 of the open spherical housing. · The focal lengths of the rotating paraboloids of all mirrors 4 are equal to the radius of the spherical surface g.

V činnosti pyroelektrického snímače pohybu těles podle vynálezu dopadá z pohybujícího se tělese infračervené záření ne plochu zrcadel 4. Dostane-li se těleso do prostorového zorného úhlu některého zrcadla 4> odrazí toto zrcadlo 4 infračervené záření do ohniska rotačního paraboloidu daného zrcadla 4· Toto ohnisko se nachází v absorpčním povrchu pyroelektrického detektoru 2> který po dobu přechodu tělesa jeho zorným polem vytváří ne svém výstupu signál, jehož velikost je přímp úměrná velikosti časové změny (časové derivaci) výkonu infračerveného záření na pyroelektrický dáěektor 2 dopadajícího. Při vhodném uspořádání zrcadel 4 pohybující se těleso křižuje zorná pole několika zrcadel 4 a na výstupu pyroelektrického snímače pohybu těles podle vynálezu se tak po dobu pohybu tělesa celým jeho prostorovým zorným úhlem opakovaně objevuje výstupní signál.In the operation of the pyroelectric motion sensor of the bodies according to the invention, infrared radiation from the moving body impinges on the surface of the mirrors 4. If the body reaches the spatial viewing angle of a mirror 4, this mirror 4 reflects the infrared radiation into the focal point of the rotating paraboloid of the mirror 4 is located in the absorbing surface of the pyroelectric detector 2, which during the transition of the body through its field of view generates at its output a signal whose magnitude is proportional to the magnitude of the temporal variation of the infrared radiation power on the pyroelectric detector 2 incident. With a suitable arrangement of the mirrors 4, the moving body crosses the field of view of several mirrors 4, and at the output of the pyroelectric body motion sensor according to the invention, the output signal repeatedly appears throughout the entire spatial viewing angle of the body.

Vynález je možno Využít ve všech oborech, v nichž se využívají oyroelektrické detektory pro indikaci pohybujících sa těles, zejména v hutnictví, donrcvě, strojírenství, ve vojenská p zabezpečovací technice.The invention can be used in all fields where oyroelectric detectors are used to indicate moving objects, especially in metallurgy, engineering, mechanical engineering, military security technology.

Claims

Pyroelectric body motion sensor, characterized in that it is formed by a set of paraboloid mirrors (1), wherein the vertices of the rotating paraboloids of the mirrors (1) lie n with the inner spherical surface (2) of the open spherical housing (3) The absorbing surface of the pyroelectric detector (5) intersects at the center of the spherical surface (2).

Pyroelectric body motion sensor according to Claim 1, characterized in that the focal lengths of the rotating paraboloids of all mirrors (1) are equal to the radius of the spherical surface (2).