Mis on passiivne infrapuna liikumisandur?

Passiivne infrapuna liikumisandur on seade, mis tuvastab liikuvad objektid, tuvastades nende kiirgava infrapunavalguse. Nad kasutavad ära asjaolu, et kõik objektid kiirgavad infrapunakiirgust koguses, mis varieerub vastavalt nende temperatuuridele. Nagu kõik passiivsed detektorid, töötab passiivne infrapuna liikumisandur ainult teiste objektide tekitatud emissioonide tuvastamise teel ega kasuta selleks oma emissioone, erinevalt mikrolainetel või ultraheliimpulssidel põhinevatest aktiivsetest liikumisanduritest. Neid andureid kasutatakse sageli turvasüsteemides sissetungijate tuvastamiseks.

Elektromagnetilise spektri infrapunapiirkond hõlmab kiirgust lainepikkusega vahemikus 0.7–300 mikromeetrit, mis on lühem kui nähtava valguse lainepikkus, kuid pikem kui mikrolained. Inimese meeled ei suuda tuvastada infrapunavalgust, mille lainepikkus on suhteliselt lühike, mis on sarnane nähtava valguse lainepikkusega, mida nimetatakse “lähi-infrapunaseks”. Inimsilm ei näe pikemate lainepikkustega “kaug-infrapunakiirgust”, kuid seda tunneb soojusena.

Objekti soojus tekitab osa sellest energiast elektromagnetilise kiirguse kujul, kusjuures kõrgem temperatuur tekitab suuremaid emissioone. Kõrgetel temperatuuridel on osa neist emissioonidest nähtavas spektris, nagu võib näha hõõglambi hõõgniidist või sepa poolt töödeldava metalli särast. Kõik objektid aga kiirgavad infrapuna lainepikkustel vähemalt osa soojuskiirgust ja kuna ühegi aine temperatuur ei ole absoluutse nulliga, on infrapunakiirgust ka ülikülmadel objektidel.

Kui passiivse infrapuna liikumisanduri läheduses asuvad objektid liiguvad detektori suhtes, muutub liikumissuunast detektorini jõudev infrapunakiirgus. Kui sissetungija satub detektori tööulatusse, siis märgatakse tema keha kohalolekust põhjustatud heitmete muutust. Kuna detektori käivitavad muutused infrapunavalguses, mis jõuab sellele konkreetsest suunast, mitte selle absoluuthulgast, käivitab liikuv madala emissiooniga objekt detektori samamoodi nagu liikuv kõrge kiirgusega objekt. Seega sissetungija kehasoojuse varjamine ei varja sissetungijat.

Passiivse infrapuna liikumisanduri andur on ehitatud püroelektrilistest kristallidest, mis on ained, mis tekitavad ajutise elektripinge, kui nende temperatuur muutub tänu kristalses struktuuris tekkivate muutuste peentele nihketele. Tavaliselt kasutatavate püroelektriliste materjalide hulka kuuluvad tseesiumnitraat (CsNO3) ja galliumnitriid (GaN). Liikuvate objektide põhjustatud muutused sissetulevas infrapunavalguses muudavad püroelektriliste kristallide temperatuure, tekitades elektrilisi signaale, mida anduri elektroonika võtab vastu ja tõlgendab häire käivitamiseks. Need komponendid on paigutatud plastikaknaga korpusesse, mis hoiab suurema osa nähtavast valgusest väljas, kuid on infrapunavalgusele läbipaistev. Andur võib sisaldada ka seadmeid, nagu paraboolpeeglid või spetsiaalsed läätsed, mida nimetatakse Fresneli läätsedeks, mis fokusseerivad infrapunavalguse teel püroelektrilise kristalli poole.