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热释电红外传感器技术在城市交通流量计数中的应用

2019-07-18
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摘要 热释电红外传感器,是一种非常有应用潜力的传感器,能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出。目前,在国内外一些城市街头,出现了采用热释电红外、磁感应线圈等原理的计数器,既能长期、也能临时性采集行人和自行车流量数据。

  红外传感器检测技术最早是为科学和军事用途而研制开发的。随着半导体技术及新型材料的发展 , 各种智能的红外线传感器相继问世, 已广泛用于工业生产、医疗及民用产品中。并已逐渐渗透到安全报警、自动照明、非接触温度测量、火灾报警等各个领域 ,从而给人们的生活带来了极大的方便。今天,新利18国际娱乐小编便来为大家介绍一下热释电红外传感器技术在城市流量计数器中的应用,一起来看看吧。


法国街头计数器,资料图

  城市街头流量计数器

  在法国,巴黎市力争在2020年实现自行车出行比例达到15%,使城市自行车路网公里数增加一倍。目前,巴黎已经安装了36个自行车流量计数器,用以精确掌握自行车使用的变化趋势。据悉,精准计数可了解行人的出行习惯,帮助巴黎打造城市慢行交通系统。这不仅缓解了交通拥挤,还鼓励市民选择更加环保、健康的出行方式。

  目前,在北京前门大栅栏历史商业街区,也有流量观测点。栅栏行人特别多,通过运用流量计数解决方案,识别大栅栏人流的高峰和低谷,可更好地了解商业街区游客出行习惯、客流的变化及趋势、天气及空气污染产生的影响,助力大栅栏历史片区微循环和旧城更新项目的评估。这对智慧街区是一种数据参考。

  那么,计数器如何工作呢?据了解,计数器是一种能够提供3D视频成像识别、热释电红外、磁感应线圈等多款灵活的计数器,既能长期也能临时性采集行人和自行车流量数据。


国内城市街头的桩式红外热感计数器,资料图

  比如,安装在河北沧州市运河绿道上的一台桩式红外热释电传感器计数器,通过对经过该道路自行车、电动车和行人的流量汇总统计,可为当地规划管理部门提供慢行流量数据,了解绿道的使用情况及未来趋势。配合传感器等硬件设备,同时还能为用户提供云数据分析软件工具,帮助实现精细化流量数据采集、分析和宣传。

  热释电红外传感器原理

  热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器。它能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出,是一种能检测人体发射的红外线的新型高灵敏度红外探测元件。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转换成电压信号输出。将输出的电压信号加以放大,便可驱动各种控制电路,如作电源开关控制、防盗防火报警、流量计数等。


热释电红外传感器,资料图

  当一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷,这种由于热变化产生的电极化现象,被称为热释电效应。

  通常,晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和,其自发极化电矩不能表现出来。当温度变化时,晶体结构中的正负电荷重心相对移位,自发极化发生变化,晶体表面就会产生电荷耗尽,而电荷耗尽情况正比于极化程度。

  能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热释电元件。热释电元件常用的材料有单晶(LiTaO3 等)、压电陶瓷(PZT等)及高分子薄膜(PVFZ等)。


热释电效应的原理示意图,资料图

  热释电传感器利用的正是热释电效应,这是一种对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,在元件两个表面做成电极,在传感器监测范围内温度有ΔT的变化时,热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ,即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。由于它的输出阻抗极高,在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失,即当环境温度稳定不变时,ΔT=0,则传感器无输出。当人体进入检测区,因人体温度与环境温度有差别,产生ΔT,则有ΔT输出;若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器也没有输出了。所以,这种传感器检测人体或者动物的活动传感。

  以上便是新利18国际娱乐为大家介绍的热释电红外传感器技术,在城市流量计数中的应用了。今后,新利18国际娱乐将为各位带来更多更实用的各类红外传感器技术及应用,敬请期待。

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