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红外线传感器是利用红外线为介质来进行数据处理的一种传感器。

红外传感器的种类

红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。所有高于对零度即－273℃的物质都可以产生红外线。

根据发出方式不同，红外传感器可分为主动式和被动式两种。

主动红外传感器的工作原理及特性

约克空调计费系统主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应误报，人或相当体积的物品遮挡将发生误报。

主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防范，现在已经从开始的但光束发展到多光束，而且还可以双发双受，降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。

由于红外线属于环境因素不相干性良好（对于环境中的声响、雷电、振动、各类人工光源及电磁干扰源，具有良好的不相干性）的探测介质；同时也是目标因素相干性好的产品（只有阻断红外射束的目标，才会触发误报），所以主动式红外传感器器将会得到进一步的推广和应用。

被动红外传感器器的工作原理及特性

被动红外传感器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。传感器器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生误报。

这种传感器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。

被动红外传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释电元几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。

一旦人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而误报。

根据能量转换方式的不同，红外线传感器又可分为光子式和热释电式两种。

光子式红外传感器

光子式红外传感器是利用红外辐射的光子效应而进行工作的传感器。所谓光子效应，是指当有红外线入射到某些半导体材料上时，红外辐射中的光子流与半导体材料中的电子相互作用，改变了电子的能量状态，从而引起各种电学现象。

通过测量半导体材料中电子性质的变化，就可以知道相应红外辐射的强弱。光子探测器类型主要有内光电探测器、外光电探测器、自由载流子式探测器、QWIP阱式探测器等。

光子探测器的主要特点是灵敏度高、响应速度快，具有较高的响应频率，但缺点是探测波段较窄，一般工作于低温（为保持高灵敏度，常采用液氮或温差电制冷等方式，将光子探测器冷却至较低的工作温度）。

热释电式红外传感器

热释电式红外传感器是利用红外辐射的热效应引起元件本身的温度变化来实现某些参数的检测的，其探测率、响应速度都不如光子型传感器。但由于其可在室温下使用，灵敏度与波长无关，所以应用领域很广。利用铁电体热释电效应的热释电型红外传感器灵敏度很高，获得了广泛应用。

热释电效应某些绝缘物质受热时，随着温度的上升，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。热释电效应在近十年被用于热释电红外传感器中。能产生热释电效应的晶体称为热释电体，又称为热电元件。热电元件常用的材料有单晶、压电陶瓷及高分子薄膜等。

热释电红外传感器的结构热释电红外传感器由以下四个主要部分构成：

①构成电路的铝基板、场效应晶体管(FET)；

②具有热释电效应的陶瓷材料；

③ 限制入射红外波长的窗口材料；

④ 外壳TO—5型管帽和管座。

由于探测器元件单独使用时，存在着探测距离较短、获得的信号后续电路不易处理的不足，所以目前多选用红外组合件来探测。红外组合件由热释电红外传感器、透镜、测量转换电路和密封管壳构成]。透镜可以扩大探测范围，提高测量的灵敏度；测量转换电路可以完成滤波、放大等信号处理过程；密封管壳能防止因外界噪声引起的错误动作。这种组合件体积小、成本低、功能多样，所以应用广泛。

红外传感器的应用

从目前应用的情况来看，红外传感器有如下几个优点：

1、环境适应性优于可见光，尤其是在夜间和恶劣天候下的工作能力；

2、隐蔽性好，一般都是被动接收目标的信号，比雷达和激光探测安全且保密性强，不易被干扰；

3、由于目标和背景之间的温差和发射率差形成的红外辐射特性进行探测，因而识别伪装目标的能力优于可见光；

4、与雷达系统相比，红外系统的体积小，重量轻，功耗低；根据红外传感器上述的性能特点，我们可以发展出多种不种的红外探测器。

利用其光效应：

1、光电导探测器：又称光敏电阻。半导体吸收能量足够大的光子后，体内一些载流子从束缚态转变为自由态，从而使半导体电导率增大，这种现象称为光电导效应。利用光电导效应制成的光电导探测器分为多晶薄膜型和单晶型两种。

2、光伏探测器：主要利用p-n结的光生效应。能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。存在的结电场使空穴进入p区，电子进入n区，两部分出现电位差，外电路就有电压或电流信号。与光电导探测器比较，光伏探测器背景限探测率大40%，不需要外加偏置电场和负载电阻，不消耗功率，有高的阻抗。

3、光发射-Schottky势垒探测器：金属和半导体接触，形成Schottky势垒，红外光子透过Si层被PtSi吸收，使电子获得能量跃迁至费米能级，留下空穴越过势垒进入Si衬底，PtSi层的电子被收集，完成红外探测。

4、阱探测器（QWIP）：将两种半导体材料用人工方法薄层交替生长形成超晶格，在其界面有能带突变，使得电子和空穴被限制在低势能阱内，从而能量化形成阱。

利用阱中能级电子跃迁原理可以做红外探测器。因入射辐射中只有垂直于超晶格生长面的电极化矢量起作用，光子利用率低；阱中基态电子浓度受掺杂限制，效率不高；响应光谱区窄；低温要求苛刻。

利用其热效应：

1、液态的温度计及气动的高莱池（Golay cell）：利用了材料的热胀冷缩效应。

2、 热电偶和热电堆：利用了温度梯度可使不同材料间产生温差电动势的温差电效应。

3、 石英共振器非制冷红外成像列阵：利用共振频率对温度敏感的原理来实现红外探测。

4、测辐射热计：利用材料的电阻或介电常数的热敏效应—辐射引起温升改变材料电阻—用以探测热辐射。因半导体电阻有高的温度系数而应用多，测温辐射热计常称“热敏电阻”。另外，由于高温超导材料出现，利用转变温度附近电阻陡变的超导探测器引起重视。如果室温超导成为现实，将是21世纪引人注目的一类探测器；

5、 热释电探测器：有些晶体，如硫酸三甘酞、铌酸锶钡等，当受到红外辐射照射温度升高时，引起自发极化强度变化，结果在垂直于自发极化方向的晶体两个外表面之间产生微小电压，由此能测量红外辐射的功率。

约克空调计费系统空调电路板维修其实很简单，家用空调器微电脑控制系统俗称为电脑板，它是空调器的神经，当出现故障时，整台空调器将处于瘫痪状态，造成不制冷或制冷效果差的现象，此时必须要对其维修使之恢复正常。但是，由于微电脑控制系统技术含量非常高，它涉及到单片机技术、电子控制技术、传感技术、光电转换技术等，对于在校制冷学生和一般制冷从业人员来说，普遍认为修理电脑板很难，遇到故障总感无从下手。下面从维修角度介绍空调电脑板的工作原理及其检测与维修技巧。一、空调器电脑板原理简介

电脑控制系统虽然复杂，所有品牌的空调无一例外都是由接收电路（接收头）、微处理器（CPU）、受控电路（继电器）、显示电路（发光管）、检测电路（热敏电阻）等组成。工作原理是CPU根据操作指令和对环境温度及机内工作状态的检测判断，发出控制指令，使各有关电路、压缩机、风机等按照预先设计的程序进行工作，同时将各种工作状态通过显示器显示出来。

二、约克空调计费系统电脑板各部分电路的作用及检修技巧

（一）继电器电路

继电器电路是将CPU发出的指令转化成控制压缩机、风机、四通阀等强电元器件的开、停的电路。它一般由集成功率驱动模块、继电器及相关元件组成。该电路故障多为集成功率驱动模块损坏、继电器线圈烧坏、触点粘连等，从而造成空调器不制冷或制冷异常。

检修方法：首先区分是集成功率驱动模块损坏或继电器损坏，如果开机按遥控器后，蜂鸣器有响声，但整机无工作，一般是集成功率驱动模块损坏；如果开机后，只是部分功能不正常，就有可能是继电器损坏，此时可继续通过听继电器是否吸合声，来判断继电器是线圈烧坏或是触点粘连，继电器线圈烧坏时没有吸合声。继电器还可用万用表欧姆挡判断好坏，断开电源，先测量线圈电阻值，正常的电阻值有几百欧姆，若无穷大或为零，说明继电器损坏；然后测量触点，如果电阻值为零则表明触点粘连。（二）电源电路

交流电压220V经保险管、压敏电阻、变压器、桥式整流、三端稳压集成（7812、7805）、滤波电容组成，如图3所示。它的作用是给CPU和继电器提供+5V和+12V的直流电压。电源电路造成的故障现象是指示灯不亮，整机不工作。

检修方法：电源电路故障特征是保险管完好无损和一开机就烧保险管。对于前者故障，可

用万用表交流挡测量变压器初级及次级是否有220V和13V电压，若有，再用万用表直流挡测量7812与7805是否有+12V和+5V电压，这样即可区分故障部位。对于后者，说明电路存在短路，应用万用表欧姆挡进行阻值检测，以判断电路的短路部位。同时，还可采用分割法来检查，如可通过断开变压器初级绕组，通电试机，如果还烧保险管，说明烧保险管是由于压敏电阻或瓷片电容存在短路，否则，是由于变压器或整流管等有短路现象。

（三）CPU

CPU是整个控制电路的指挥中心，它是把接收到的各种指令和检测到的数据进行判别后发出相应的指令性计划，以控制各电路及设备工作，并输出显示信号。CPU 损坏则整机不工作。

检修方法：因为CPU正常工作的必要条件为：电源电压+5V、复位电压、时钟脉冲信号，这三个条件缺一不可，否则CPU就不能正常工作。所以，可用万用表检测其工作条件的电压，若电压值正常，整机不工作，即可判断CPU芯片损坏。

（四）接收电路

出的控制信号变成CPU能识别的信号传给CPU，使CPU按人的指令控制各种部件的运转。红外是接收电路核心部件，内部为一个光敏三极管，外部一般是三脚，分别为供电极、接地极和信号极。接收电路故障现象是：手动开机正常，按遥控器时，整机无反应，蜂鸣器没有响声。

检修方法：通电开机，用万用表直流挡测量接收头供电端及信号端对地电压，正常值应为供电极+5V电压，信号极电压为+2.5V。否则不正常。常见故障有接收头损坏或电容击穿。

（五）晶振电路

它是给芯片CPU一个基准工作时钟信号，使芯片CPU正常工作。晶振电路出现故障时，整机将不工作。

检修方法：通电开机，正常时用万用表测量石英晶振管的两脚电压为+2.2V左右。若小于1.5V，则为电路停振。别处，还可通过拆下石英晶振管，用万用表欧姆挡进行判断，良好的石英晶振管，用万用表测量应是开路的。如果发现短路，则表示晶体已损坏。对于开路性故障（断线或震裂），用万用表是无法判断的，这时可用替代法检查。

（六）感温电路

它是通过热敏电阻将环境温度、空调器蒸发器温度等温度的变化转化成一定数值电信号传给CPU，使空调器按人设定的状态运行，创造一个舒适的空间环境。感温电路的核心元件是热敏电阻，热敏电阻的故障主要是阻值变大或变小，造成CPU误动作，出现不停机或不运转，制冷异常的故障现象。

检修方法：热敏电阻是一个负温度系数的热敏电阻，即温度越高，电阻越小，温度越低，电阻越大，250C时阻值约为15KΩ左右（因机型而异）。因而，可用万用表欧姆挡测量其电阻值进行判断好坏，如果所测量的电阻值为无穷大或很小，说明热敏电阻已损坏。

（七）复位电路

波动或外界电磁波的干拢，CPU会出现死机现象。复位电路是在电源接通或异常时使CPU芯片复位并正常工作。一般是低电平复位，高电平时为正常工件状态。此电路造成的故障现象：指示灯亮，按遥控器蜂鸣器没有响声，整机无工作。

检修方法：复位电压是延迟上升的电压，可用万用表直流电压档进行观察，如果观察不清楚，还可用示波器检测，用示波器检测时可以有一条基线在抖动，然后变为高电平，这就是复位电压的启动过程。如果没有看到基线的抖动，则说明复位电路有故障。

（八）显示电路

显示电路一般有发光管、荧光管显示，由系统控制电路驱动，以显示系统的各种工作状态。此电路一般不会出现故障。

总结：在实际空调器电脑板的故障维修中，应本着先易后难的原则，先查电源电路和复位电路，然后更换晶振，再是检查摇控接收电路，后才考滤更换CPU。因为CPU管脚多更换难且价格高，更重要的是CPU损坏机率相当低，因此不要轻易更换微电脑控制电路中的CPU。

随着大型写字楼、商厦、公寓（小区）等场所安装并使用中央空调，随之而来的就是中央空调使用收费问题。收费要有公平合理性，但由于使用场合的不同，进而产生了多种计量仪器。大体分为以下三种：

时间型原理：风机盘管的三速开关、电动二通阀的电源接入在检测到二通阀及风速信号数据上传计算机监控系统进行分析处理，将各档位状态时间累计，通过给定系数转换成基准时间，按照核定的价格进行计费。

优势：时间参数容易计量，容易管理核算，可定时或实时对终端进行各种操作。 1.解决建筑物不利位置(顶层和端部单元)住户热费缴纳问题。由于是按照供热面积与累计接通时间的乘积分摊热量，顶层和端部单元按照设计会多装散热器，所以也不需要多分摊热费。

2.约克空调计费系统安装方便、经济可靠。所研发的供热控制和热分摊计量一体化智能装置，不像热量表、温控阀等对水质要求较高，也不像热分配表那样对散热器类型和安装条件有要求，适合于各种末端形式的供热系统，其结构简单，安装使用方便，可靠性高。

3.集调节和计量于一体，设备较少，成本低，避免了传统热计量方法需要对空调系统进行复杂改造以及增加大量温控阀、热分配表，成本高昂的弊端，便于对用户的热的分摊。

国内空调计量中，大多数为写字楼、办公楼建筑，这楼建筑绝大部分是风机盘管加新风系统。风机盘管加新风系统是一种半集中式的中央空调系统，当空气调节房间较多，且各房间要求单独调节时，比较适宜采用时间当量型空调计费系统。

弊端：没有考虑冷冻水流量，冷量，温度的变化，脱离 “谁使用谁付费,用多少交多少” 原则，令客户没有节能意愿。

适用范围 ：适用于写字楼、酒店、独立商铺等。能量型

原理：在进回水管道各安装一支配对的温度传感器，并在回水管道上安装一台电磁流量计。用流量计计量流经的冷冻水流量的大小，用进水、回水的温差来计算能量的损耗，同时将温度信号和流量信号接入能量积算仪。监控系统根据能量积算仪进行计费。

优势：通过流量、温度的瞬间变化计算精准，方式透明,更容易为用户所接受。实现“谁使用谁付费,用多少交多少” 原则。

弊端：但系统复杂设备成本高，传感器防干扰工艺有待完善。

时间能量综合型

主要适用于以上两种计费需求的综合性建筑。

时间能量综合型计费方式适用范围：同时进行分户计费及分楼层（或分大区域）计费的综合性建筑。

优势：1. 同时满足大区域、小区域独立计费的需求；

2. 功能多样化，同时兼有时间型、能量型两种中央空调计费系统的诸多功能。

收费方式

综合定价法：1. 先定能量型单价，其次定时间型单价。

2. 能量型有分摊法、固定单价法两种。

3. 时间型参考“两部制”定价方法。