唐池連

(中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528404)

自動門微波傳感器是采用多普勒原理的一種自動門微波傳感器。適用于人或物體運動時信號的采集。在立體范圍內(nèi)主要為非接觸式，且不受氣候條件影響，易于隱蔽。該傳感器主要由發(fā)射與接收雙矩形腔體;振蕩、混頻電路;選頻、放大、整形、靈敏度調(diào)整電路;信號顯示控制電路及穩(wěn)壓電源組成。該傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，可長時間連續(xù)工作，因此最適用于測速系統(tǒng)的智能控制、機要檔案部門防盜報警的監(jiān)控及自動門控制系統(tǒng)信號的采集。

1 自動門微波傳感器的分類

由發(fā)射天線發(fā)出的微波，遇到被測物時將吸收或反射，使功率發(fā)生變化。若利用接收天線，接收通過實測或由被測物反射回來的微波，并將它轉(zhuǎn)化成電信號，再由測量和指示，就實現(xiàn)了微波檢測過程。根據(jù)上述原理，微波檢測傳感器可分為反射式與遮斷式兩種。

1.1 反射式傳感器

這種反射式傳感器通過檢測被測物反射回來的微波功率或經(jīng)過的時間間隔，來表達實測物的位置、厚度等參數(shù)。

1.2 遮斷式傳感器

這種遮斷式傳感器通過檢測接收天線接收到的微波功率大小來判斷發(fā)射天線與接收天線間有無被測物的位置與含水量等參數(shù)。

2 自動門微波傳感器的原理

2.1 自動門微波傳感器的工作原理

自動門微波傳感器使用直徑9 cm 的微型環(huán)形開線用微波探測，其天線在軸線方向產(chǎn)生一個橢圓形徑為0 m～5 m(可調(diào))空間微波戒區(qū)，當(dāng)人體活動時其反射的回波和微波感應(yīng)控制器發(fā)出的原微波場(或頻率)相干涉而發(fā)生變化，這一變化量經(jīng)PLC12F510 進行檢測、放大、整形、多重比較以及延處理后，由白色導(dǎo)線輸出電壓控制信號。

自動門微波感應(yīng)控制器內(nèi)部由環(huán)形天線和微波三極管組成一個工作頻率為2.4 Hz 的微波振蕩器，環(huán)形天線既做發(fā)射天線也可接收人體移動而反射的回波。內(nèi)部微波三極管的半導(dǎo)體PN 結(jié)混頻后差拍檢出微弱的頻移信號(即檢測到人體的移動信號)。

2.2 自動門微波傳感器的工作原理圖

自動門微波傳感器由放大部分、電源部分、控制部分組成，如圖1 所示。

圖1 自動門微波傳感器的工作原理圖

3 自動門微波傳感器的規(guī)格

●實用技術(shù):單片機控制微波傳感器

●檢測原理:多普勒微波反射式

●微波中心頻率:12 GHz/24.25 GHz/多普勒頻率1 Hz～500 Hz

●發(fā)射功率:5 mW

●安裝高度:2.1 m～3.0 m

●感應(yīng)角度:水平角120°(天線端)垂直角25°～90°(可調(diào))

●檢測區(qū)域:(典型值)4 m(W)×2.5 m(D)增益65 dB

●檢測模式:運動

●最小檢測運動速度:5 cm/s(沿天線縱軸線測試)

●檢測區(qū)域調(diào)整:機械調(diào)整平面天線仰角

●檢測靈敏度調(diào)整:調(diào)整電位器

●溫度范圍:－20 ℃～+55 ℃

●抗干擾性能:電磁兼容性(EMC)符合89/336EEC 標(biāo)準(zhǔn)

●電源電壓:AC12 V～24 V ± 10% DC12 V～30 V±10%

●動作指示燈:接通電源電壓，自檢(指示燈閃爍5 次)

4 傳感器結(jié)構(gòu)說明

圖2 傳感器結(jié)構(gòu)圖

5 采用微波控制的優(yōu)點

1)成本低，開發(fā)商易采用。

2)幾乎不受溫度影響，控制距離穩(wěn)定。

3)內(nèi)含穩(wěn)壓電路，適應(yīng)新樓房電壓偏差大的實際情況，直流交流9 V～12 V 都可以。

4)當(dāng)住戶防盜門打開時燈即亮，(紅外技術(shù)是:門打開燈不亮，人移動時燈才會亮)，更顯人性化。

5)靈敏度高、使用方便、節(jié)省電能。

6 傳感器的作用

人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。為了適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

7 結(jié)束語

自動門微波傳感器是基于獨特的微波傳輸技術(shù)，其超薄的天線能實現(xiàn)多種頻譜;根據(jù)雷達工作原理可以提供連續(xù)波多普勒雷達、調(diào)頻連續(xù)波多普勒雷達、脈沖多模雷達;發(fā)送頻率24GHz;探測精確、成本低、控制距離穩(wěn)定不受干擾、靈敏度高、使用方便、節(jié)省電等特點。

［1］郁有文，常健，程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用［M］.第2 版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002.

［2］張虹.電路與電子技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

［3］劉少強，張靖.傳感器設(shè)計與應(yīng)用實例［M］.北京：中國電子出版社，2008.