Vad är en passiv infraröd rörelsedetektor?

En passiv infraröd rörelsedetektor är en enhet som upptäcker rörliga föremål genom att detektera det infraröda ljuset de avger. De utnyttjar det faktum att alla föremål avger infraröd strålning, i mängder som varierar beroende på deras temperaturer. Liksom alla passiva detektorer fungerar en passiv infraröd rörelsedetektor enbart genom att detektera emissioner från andra föremål och använder inte egna emissioner för detta ändamål, till skillnad från aktiva rörelsedetektorer baserade på mikrovågor eller ultraljudspulser. Dessa detektorer används ofta i säkerhetssystem för att upptäcka inkräktare.

Det infraröda området av det elektromagnetiska spektrumet omfattar strålning med våglängder mellan 0.7 och 300 mikrometer, kortare än våglängden för synligt ljus men längre än mikrovågor. Infrarött ljus med en relativt kort våglängd nära den för synligt ljus, kallat ”nära infrarött”, kan inte detekteras av mänskliga sinnen. ”Långt infrarött”, med längre våglängder, kan inte ses av det mänskliga ögat utan känns som värme.

Ett föremåls värme får det att avge en del av den energin i form av elektromagnetisk strålning, med högre temperaturer som ger större utsläpp. Vid höga temperaturer är en del av dessa utsläpp i det synliga spektrumet, vilket kan ses i glödtråden i en glödlampa eller glöden från metall som bearbetas av en smed. Alla föremål sänder dock ut åtminstone en del värmestrålning vid infraröda våglängder, och eftersom ingen materia har en temperatur på absolut noll har även extremt kalla föremål infraröda emissioner.

När föremål i närheten av en passiv infraröd rörelsedetektor rör sig i förhållande till detektorn ändras den infraröda strålningen som når detektorn från rörelsens riktning. Om en inkräktare kommer in i detektorns räckvidd kommer förändringen i emissioner som orsakas av närvaron av hans eller hennes kropp att märkas. Eftersom detektorn utlöses av förändringar i infrarött ljus som når den från en viss riktning snarare än dess absoluta mängd, kommer ett rörligt, lågemissionsobjekt att sätta igång detektorn precis som ett rörligt, högemissionsobjekt skulle göra. Att dölja inkräktarens kroppsvärme kommer alltså inte att dölja inkräktaren.

Sensorn för en passiv infraröd rörelsedetektor är byggd av pyroelektriska kristaller, som är ämnen som producerar en tillfällig elektrisk spänning när deras temperaturer förändras på grund av de subtila skiftningar som förändringarna orsakar i deras kristallina strukturer. Vanligt använda pyroelektriska material inkluderar cesiumnitrat (CsNO3) och galliumnitrid (GaN). Förändringar i inkommande infrarött ljus som orsakas av rörliga föremål ändrar de pyroelektriska kristallernas temperaturer och producerar elektriska signaler som tas emot och tolkas av sensorns elektronik för att utlösa larmet. Dessa komponenter är placerade i ett hölje med ett plastfönster som håller mest synligt ljus ute men är transparent för infrarött ljus. Sensorn kan också innehålla enheter, såsom paraboliska speglar eller speciallinser som kallas Fresnel-linser som fokuserar det infraröda ljuset på väg till den pyroelektriska kristallen.