Funktionsweise von PIR-Fresnel-Linsen für Induktionssonden

Die  Fresnel-Linse  ist eine flächige, runde oder anders geformte Linse aus Polyolefin, die im Spritzgussverfahren hergestellt wird. Sie erfüllt zwei Hauptfunktionen: Zum einen fokussiert sie das pyro-infrarote Signal des PIR-Sensors, indem sie es bricht (reflektiert), zum anderen teilt sie den Erfassungsbereich in helle und dunkle Zonen ein. Dadurch erzeugen sich verändernde pyro-infrarote Signale in Form von Temperaturänderungen. Vereinfacht gesagt, befinden sich auf einer Seite der Linse gleichmäßig verteilte Rillen. Durch diese Rillen wird ein optischer Bandpassfilter (Reflexion oder Brechung) im gewünschten Spektralbereich realisiert. Herkömmliche optische Bandpassfilter sind teuer. Fresnel-Linsen können die Kosten erheblich senken. Ein typisches Beispiel ist der PIR-Sensor (Passiver Infrarotdetektor), der häufig in Alarmanlagen eingesetzt wird. Bei genauerer Betrachtung erkennt man, dass jeder PIR-Sensor mit einer kleinen Kunststoffkappe versehen ist – der Fresnel-Linse. Die Innenseite des kleinen Hutes ist mit Zähnen verziert. Diese Fresnel-Linse kann die Frequenzspitze des einfallenden Lichts auf etwa 10 Mikrometer begrenzen (die Spitze der Infrarotstrahlung des menschlichen Körpers). Die Kosten sind recht gering.

Die Fresnel-Linse fokussiert das durch den Schmalband-Interferenzfilter hindurchtretende Licht auf die lichtempfindliche Oberfläche des Silizium-Fotodetektors. Die Fresnel-Linse besteht aus Plexiglas und darf nicht mit organischen Lösungen (wie z. B. Alkohol) gereinigt werden. Zum Entfernen von Staub spülen Sie sie zunächst mit destilliertem oder klarem Wasser ab und wischen Sie sie anschließend mit einem Wattebausch ab.

Aufbau von PIR-Fresnel-Linsen für Infrarotsonden als „Brille“

Fresnel-Linsen sind die „Brille“ von Infrarotsonden. Sie funktionieren ähnlich wie eine menschliche Brille. Ihre korrekte Anwendung beeinflusst die Effektivität der Sonden direkt. Falsche Anwendung kann zu Fehlfunktionen und Leckagen führen, wodurch das Vertrauen von Anwendern und Entwicklern verloren geht. Nur bei korrekter Anwendung kann die Funktion der Körpersensorik voll ausgeschöpft werden, sodass sich die Anwendungsbereiche stetig erweitern.E-TayIndustrial kann Infrarotlinsen kundenspezifisch anpassen und stellt in der Regel innerhalb von 30 Tagen Muster zur Verfügung. Fresnel-Linsen zeichnen sich durch viele Ringlinien, einen dichten Erfassungswinkel und eine lange Brennweite aus. Die Erfassungstiefe der Ringliniengravur ist groß, die Brennweite hingegen kurz. Je mehr Infrarotlicht in die konzentrischen Ringe eintritt, desto konzentrierter und intensiver ist das Licht. Mehrere konzentrische Ringe in derselben Reihe bilden eine vertikale Erfassungszone, während mehrere konzentrische Ringe in einer Reihe einen horizontalen Erfassungsbereich bilden. Je mehr vertikale Erfassungsbereiche vorhanden sind, desto größer ist der vertikale Erfassungswinkel; je länger die Linse, desto größer der Erfassungsbereich und damit auch der horizontale Erfassungswinkel. Eine große Anzahl von Bereichen verringert den Erfassungsbereich des menschlichen Körpers, während eine geringe Anzahl von Bereichen ihn vergrößert. Die konzentrischen Kreise verschiedener Zonen sind ineinandergreifend, um tote Winkel zwischen den Zonen zu minimieren. Tote Winkel können zwischen Zonen, zwischen Bereichen und zwischen Abschnitten entstehen. Da die Linse durch den Sichtwinkel der Infrarotsonde begrenzt ist, sind die vertikalen und horizontalen Erfassungswinkel sowie die Linsenfläche eingeschränkt. Linsen werden hinsichtlich ihrer Form in längliche, quadratische und runde Linsen unterteilt und funktionell in ein- und mehrzonige, zwei- und mehrzonige sowie mehrzonige und mehrsegmentige Linsen.