自动门的原理(热释电红外传感器)

自动门的原理（热释电红外传感

器）

1 自动门原理

在自动门领域，被动式人体热释电红外感应开关应用广泛，因

其性能稳定，工作长期稳定可靠而受到用户的欢迎。该开关主

要由人体热释电红外传感器、信号处理电路、控制与执行电

路、电源电路等组成。

热释电红外自动门主要由光学系统、热释电红外传感器、信

号滤波放大、信号处理和自动门电路组成。菲涅尔透镜可以将

人体辐射的红外线聚焦在热释电红外探测器上，同时也产生交

替的红外辐射高灵敏区和盲区，以适应热释电探测器要求信号

不断变化的特点。热释电红外传感器是报警器设计中的核心器

件，它能将人体的红外信号转换成电信号进行信号处理。信号

处理主要是对传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延

时、比较，为报警功能的实现奠定基础。

2.自动门感应器原理

在该探测技术中，所谓“被动”是指探测器本身不发出任何形

式的能量，只是靠接收自然界能量或能量变化来完成探测目

的。被动红外自动门的特点是能够响应人体在探测区域内移动

时所引起的红外辐射变化，并能使监控报警器产生报警信号，

由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱（通常仅

有1mV左右），而且是一个变化的信号，同时菲涅尔透镜的作

用又使输出信号电压呈脉冲形式（脉冲电压的频率由被测物体

的移动速度决定，通常为0．1～10Hz左右），所以应对热释

红外传感器输出的电压信号进行放大。本设计运用集成运算放

大器LM324来进行两级放大，以使其获得足够的增益。当传感

器探测到人体辐射的红外线信号并经放大后送给窗口比较器

时，若信号幅度超过窗口比较器的上下限，系统将输出高电平

信号；无异常情况时则输出低电平信号。在该比较器中，R9、

R10、R11用做参考电压，两个运算放大器用做比较，两个二

极管的主要作用是使输出更稳定。窗口比较器的上下限电压即

参考电压分别为3.8V和1。2V。将这个高低电平变化的信号

上升沿信号作为单稳电路HEF4538B的触发信号，并让其输出

一个脉宽大约为10s的高电平信号。再用这一脉宽信号作为报

警电路KD9561的输入控制信号，来使电路产生10s的报警信

号，最后用三极管VT1和VT2再一次对电信号进行放大，以便

有足够大的电流来驱动喇叭使其连续发出10s的报警声。

前两个LM324是两级放大器。传感器检测到人体红外线后

产生的感应信号很微弱，电路中设置了诸多旁路电容都是为了

抑制干扰，避免误动作。后两个LM324是上、下限电压比较

器。只有传感器感应产生的交变信号经放大达到足够电平才能

使其输出为高电平，以控制后面继电器K1是否得电。K1得

电，此时将进入自动门控制部分。K1得电则KA2得电吸合，

KA2常开闭合自锁，电机开始正转，门就慢慢打开。当接触到

行程开关QS1后，之前动作的触点复位，电机停止，门也不动

了，一直处于开启状态。同时行程开关的常开触点闭合，时间

继电器KT得电延时5S。5S后KT常开闭合， KA得电，KA3常

开闭合自锁，电机开始反转，直到碰到行程开关QS2，门已关

上，电机停止反转。以上为电路运行的所有过程。