一种热释电红外探测器的单目设计

为解决普通热释电的红外探测技术误报率高、敏感度低且不能对入侵目标进行定位等问题,提出了一种基于热释电红外探测器的复眼结构的设计。结合热释电红外探测隐蔽性好、性能稳定、环境适应能力强、复眼视场角大、体积小且灵敏度高等优势,将热释材料上的电荷信号转换为电压信号,经滤波、放大后输出。通过实验表明,采用该热释电红外探测器的单目可以检测到15 m内的入侵目标,并输出脉冲电平作为报警信号。     

热释电型红外传感器

日本人真空公司生产的热释电型红外传感器,是利用向热释电陶瓷入射红外光时,在其表面产生电荷的热释电特性的二元件型红外传感器。该传感器主要特点足具有更高的灵敏度和低噪声;在常温下工作,不受外界环境干扰;仅在入射能量发生变化时产生电压输出;内装阻抗变换用FET,能取出作为电压输出的信号;这种热释电检测元件在0.2～20μm的波长区域内,具有平坦的灵敏特性,因而可利用滤光器进行选择。     

热释电红外传感器在车辆计数系统中的应用

介绍一种以热释电红外传感器为检测部件的高速公路车辆自动计数系统。在本设计中的红外检测系统是采用新型热释电红外传感器作为探头 ,检测外界信息 ,并转换输出微弱的电信号 ,经运算放大器、比较器和防误触发电路后 ,滤去其他的干扰 ,最后所得信号驱动计数电路计数。整个系统具有性能可靠、灵敏度高、误操作率低、结构简单等特点。     

ANSYS在热释电薄膜红外探测器二维热分析中的应用

根据热释电薄膜红外探测器的结构和实际的测试条件,利用有限元软件ANSYS建立了不同结构组成的热释电薄膜红外探测器的二维模型,并对其进行了热分析,得到了探测器内的温度场分布.分析了复合热释电薄膜红外探测器的绝热层对温度场的影响,并将复合热释电薄膜红外探测器与微桥结构探测器的性能进行了比较.     

紫外光谱响应度测量系统设计

由于目前的紫外辐射的定标测量存在测量误差大的缺点,采用热释电探测器作为基准探测器给被测探测器(GaN)进行定标,给出光谱响应度测量系统的设计原理,对高稳定度紫外光源系统、热释电电学定标系统、信号检测电路进行了详细的设计,分析计算机控制和软件处理系统部分功能构成,最后进行了单色仪的波长标定来证明系统的准确性。     

256 元集成热释电阵列红外成像信号的读出和检测

根据无机纳米陶瓷与聚偏氟乙烯 -三氟乙烯复合敏感膜电容元件具有高阻抗的特点 ,设计了 MOS场效应管为敏感元件作阻抗转换 ,用串联 MOS管作各元件的通断隔离 ,用双 1 6级移位寄存器作集成热释电阵列 X,Y向的寻址控制 ,保证了 1 6× 1 6面阵红外成像信号的可靠读出 .设计了由时钟信号产生、X、Y选通和揿零等功能的 2 56元集成热释电阵列红外成像信号的检测电路 ,满足了单元信号手动测试和 2 56元自动信号测试的要求     

一种红外传感器阵列探测方法的研究

根据热释电红外传感器的工作原理和特性,设计了一种红外传感器信号的采集探测实验方法。由于敏感元件在传感器阵列的四面,故设计圆周运动的探测方法。实验结果证明：本探测方法与采集系统采集红外信号良好,实验方法具有重要实用价值。     

基于ATmega16的红外微波双鉴GSM报警器

随着当前人们对家居、小区及企业等防盗防入侵需求的日益提高,安防报警系统得到广泛应用。超声波探测器、热释电红外探测器、微波探测器等这些单一技术的报警探测器都会受到环境干扰而影响探测性能,导致增加了误报率。本文介绍的热释电红外微波复合的探测器把微波和红外感应探测技术运用在一体,相互弥补了这两种感应探测技术的不足,提高了实际探测的可信度并减少了误报率。现今,手机已经成为人们随身携带的通讯工具,基于此,本项目设计了一种应用热释电红外微波复合的探测器和应用GSM模块与手机通信的基于ATmega16的低成本高效安防报警系统。     

实用的压力传感信号检测与处理系统设计

介绍一种实用的传感信号检测与处理系统。详细介绍其中的耦合脉冲发生电路模块和信号采集、放大模块。耦合脉冲发生电路用于产生工程用的传感器启动脉冲,其突出的特点是产生的脉冲稳定,且具有良好的逆向阻隔效果。信号采集、放大模块采集传感器信号,用带通滤波器滤除其中的干扰脉冲,并将信号放大。整个系统以单片机为核心,实现对各模块的控制和传感信号采集、处理、存储,用液晶显示器显示结果,并与外界通信。     

热释电红外传感器前置放大电路设计与研究

介绍热释电红外传感器的工作原理和性能,分析热释电红外传感器的信号输出特性,设计基于此类传感器的前置滤波放大电路．并使用单片机进行经过电路放大后的脉冲信号的分析,完成对人体运动的检测。使用Alfium Designer6．9对前置滤波放大电路进行软件仿真,以验证该放大电路的有效性和可靠性。     

高速行驶车辆位置信息快速检测系统设计

设计了基于地感线圈的高速公路车辆位置信息检测器,采用具有输入捕捉和定时器功能的单片机,捕捉振荡信号频率的变化判断车辆位置。系统通过单片机定时模块获取多个脉冲的持续时间,通过增加脉冲数的方式增加计时时间,提高位置信息检测的精度。为了提高检测方法的鲁棒性,系统在计数持续脉冲总时间的过程中,也在实时测试每个脉冲的时间,去除脉冲时间过短的高频干扰信号。设计了自动复位功能,如若在设定时间内检测不到车辆到来,则通过外部电路使单片机复位,防止系统工作异常。系统经模拟试验测试表明,设计的振荡电路能够产生稳定的振荡信号,当模拟车辆通过时,系统能较快响应车辆位置变化。     

紫外热释电探测器的电学定标分析

在建立有效的紫外热释电探测器三维结构模型基础上,利用Ansys有限元软件的热分析功能,通过以不同的方式对模型施加模拟光辐射的热载荷和模拟电加热的热载荷,观察探测器热释电层的热传递过程并进行温度场分析。结果表明当以相同功率的光和电交替对探测器进行加热时,探测器将最终达到平衡;由于光和电加热的方式有所不同而会产生一定的误差。     

Pyroelectric detector for single-crystal adsorption microcalorimetry: analysis of pulse shape and intensity

In microcalorimetry for measuring heats of adsorption on clean single-crystal surfaces, a pulse of gas from a molecular beam adsorbs on an ultrathin single crystal's surface, causing a measurable transient heat input and temperature rise. One new and sensitive method of heat detection uses a 9 μm pyroelectric polymer ribbon, which is mechanically driven to make a gentle mechanical/thermal contact to the back of the single-crystal sample during measurement (J.T. Stuckless, N.A. Frei, C.T. Campbell, A novel single-crystal adsorption calorimeter and additions for determining metal adsorption and adhesion energies, Rev. Sci. Instr. 69, 1998, 2427–2438). Here we describe simulations of the signal pulse shape and an analysis of absolute signal intensities, based on system parameters such as the detector pyroelectric coefficient and thermal conductivities of the detector and sample, in order to understand heat collection efficiency in this and related calorimetric techniques.     

Design and simulation of pyroelectric detectors with nanometer size spider-web for low thermal conductance

We report the design and simulation of uncooled pyroelectric detectors which utilizes a nanometer sized mesh or truss to support the suspended detector. Pyroelectric detector is a class of thermal detector in which the change in temperature causes the change in the spontaneous polarization in the sensing material. Ca modified lead titanate (PCT) was selected as the thermometer in the detector because of its high pyroelectric figure of merit. The design and simulation of pyroelectric detectors have been conducted by simulating the structure with Intellisuite™. Finite element method (FEM) was used to simulate the structural and thermal properties of the device. The simulated detectors had a spider web-like structure with each of the strut (ring) of spider web had a width of 100 nm. In the design, the pyroelectric detectors utilized Ni_0.8Cr_0.2 absorber, PCT sensing layer, Ti electrodes, Al₂O₃ structural layer to obtain low thermal conductance between the detector and Si substrate. Three different types of pyroelectric detectors were designed and analyzed. The first design had linear electrode and simple spider web support. The value of the thermal conductance of this detector was found to be 3.98 × 10⁻⁸ W/K. The second design had a longer thermal path than the first one and the thermal conductivity of this device was found to be 2.41 × 10⁻⁸ W/K. High detectivity was obtained by reducing the thermal conductance between the sensing layer and the substrate or the heat sink in the third design. The design was optimized for the best result by modifying the shape, dimension and thickness of various layers namely absorber, electrodes, sensing layer, and struts. The thermal conductance between the sensor and the substrate using the third design was found to be as low as 4.57 × 10⁻⁹ W/K which is significantly lower than previously reported values. The thicknesses of the web structure, web support, electrodes, sensing layer, and absorber of the final structure were 2, 1, 0.5, 2, and 0.2 µm respectively for this value of thermal conductance. The absorber diameter was 50 µm and the diameter of the spider web was 200 µm. A total of 80 struts with 100 nm width were used in the design.

     

盲源分离与波束形成融合抑制方向性强干扰研究

针对强干扰严重影响线列阵声纳弱目标检测的问题,融合盲源分离（Blind source separation,BSS）与波束形成提出了一种抑制方向性强干扰的方法.首先在干扰方位形成波束得到干扰信号估计,然后对阵列接收信号的每个子带采用盲源分离方法得到分离信号和解混矩阵估计,并通过对分离信号和干扰信号进行子带谱相关抑制干扰,再将抑制干扰后的分离信号重构回阵元域信号,最后采用波束形成方法完成目标方位估计.利用模拟器数据和海试数据对方法进行了验证,结果表明,该方法能有效地抑制方向性强干扰,明显提高了弱目标信号的空间谱能量,增强了声纳检测弱目标的能力.     

铌酸锂晶片热释电红外探测器设计及性能测试

通过红外热释电探测器工作原理的分析,采用合适的半导体加工工艺将铌酸锂晶体母材减薄,并对减薄后铌酸锂晶片进行溅射、镀膜将其制成红外敏感单元。选用CMOS放大器与匹配的电阻、电容组成前置放大电路,对热释电信号进行放大和转换;根据红外光谱吸收原理,在敏感单元前封装了窄带滤光片从而提高了敏感单元选择吸收的性能。将敏感单元、前置放大电路和窄带滤波片三部分封装在一个壳体内,红外探测器制作成功。设计了信号调理电路,对从探测器得到的热释电信号进行二次放大和滤波;搭建了探测器响应测试系统,对探测器的性能进行测试,测试验证了该探测器设计的合理性。     

基于红外光谱的瓦斯传感器研究

介绍了一种基于红外光谱原理的瓦斯传感器的设计方法。运用了分子辐射吸收理论来检测瓦斯的红外技术。以STC12C5410AD单片机为核心,利用红外热释电探测器将光信号转换为电信号,通过放大电路将微弱信号放大、滤波、A/D转换、单片机进行数据处理,最终实现瓦斯浓度显示及浓度超标时进行声光报警等功能。     

基于决策的目标检测器黑盒对抗攻击方法

深度神经网络在目标检测领域有大量的应用已经落地,然而由于深度神经网络本身存在不可解释性等技术上的不足,导致其容易受到外界的干扰而失效,充分研究对抗攻击方法有助于挖掘深度神经网络易失效的原因以提升其鲁棒性。目前大多数对抗攻击方法都需要使用模型的梯度信息或模型输出的置信度信息,而工业界应用的目标检测器通常不会完全公开其内部信息和置信度信息,导致现有的白盒攻击方法不再适用。为了提升工业目标检测器的鲁棒性,提出一种基于决策的目标检测器黑盒对抗攻击方法,其特点是不需要使用模型的梯度信息和置信度信息,仅利用目标检测器输出的检测框位置信息,策略是从使目标检测器定位错误的角度进行攻击,通过沿着对抗边界进行迭代搜索的方法寻找最优对抗样本从而实现高效的攻击。实验结果表明所提出的方法使典型目标检测器Faster R-CNN在VOC2012数据集上的mAR从0.636降低到0.131,mAP从0.801降低到0.071,有效降低了目标检测器的检测能力,成功实现了针对目标检测器的黑盒攻击。