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采用热释电红外探测器的不间断照明节电装置2007-7-17 10:56:00杨光供稿节能灯由于高效、使用性能优良而获得了广泛的应用。由于单只灯的功率及照明的范围较小，因此在工程实际应用中通常需要采用十几盏、几十盏甚至上百盏的同类型节能灯来同时照明。对于需要全天24h不间断照明的建筑，如地下超市、地下停车库、配电房、动力设备机房等，采用热释电红外探测控制的不间断照明节电装置就能够节约大量的电能。1装置的工作原理众所周知，人体都有恒定的体温，一般在37范围，会发出特定波长为10um左右的红外线，而被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。主要原理是：人体发射的10um左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经后续电路检测处理后就能产生探测信号。热释电红外探测控制的不间断照明节电装置主要是针对间断性有人工作（短时间的巡视、操作等）且从现场监控、安全运行的角度来说需要连续照明的场所。装置由市电供电主电路、自耦降压变压器、热释电红外探测器、驱动执行元件和节能灯群等构成。11热释电红外探测器的基本原理热释电红外探测器的原理如图1所示。电路以CS9803GP为主，并结合适当的元器件来构成本应用电路。在热释电红外探测器中有两个关键性的元件：个是热释电红外传感器（PIR），能将波长为812um之间的红外信号变化转变为电信号，并对自然界中的白光等干扰信号具有抑制作用；另一个是菲涅尔透镜。非涅尔透镜有两个作用：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射在PIR上：二是将探测区内分为若干个明区和暗区，使进入探测区的移动物体（人）能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。12照明控制装置单相不间断照明节电装置主要原理如图2所示。220V交流市电经熔丝FUI加到降压自耦变压器B上，B输山为低电压；同时市电经熔丝FU2加到控制电路上，指示灯LED（绿色）点亮。此时探测器探头PIR处于预热状态，控制电路输出为高电平，继电器K的接点0l闭合，市电直接加到节能灯上。灯获得全电压面起动，并进入正常的工作状态。过了定时间，PIR预热结束。当无人进入探测区域时，探测器的输出为低电平，继电器K释放，转换接点Kl的02闭合，加在节能灯ln上的电压为低电压（约5070V），灯工作在低亮度状态，指示灯LED（红色）熄灭。一旦有人进入到探测区域，则热释电红外探测器被启动，继电器K闭合，转换接点K，的01闭合，节能灯ln上的电压变为市电电压（约220V），灯1n工作在正常亮度状态，保证工作区域的照明亮度，同时指示灯LED（红色）点亮。热释红外探测器设有延时电路，防止当人不移动时，K释放引起误动作，并保证当人离开工作区域时，灯自动延时一段时间（可以根据需要设定）后进入到低亮度节能运行状态。当因故不需要亮度自动控制时（如设备检修等），可以合上手动开关s，这时K动作，触点01闭合，灯处于正常照明状态。制作时应根据灯负荷的大小来选用继电器K（线圈电压为12v），并留有一倍的电流余量。三相供电的大功率应用如图3所示。其工作原理与单相照明节能装置相同，只不过是采用三相自耦变压器，将灯分为三相均匀分布，使得三相市电的供电平衡可带动更多的节能灯，获得更大的照明范围。由于总体灯的功率较大，电路切换的执行元件采用具有转换触点的交流接触器（线圈电压为220v）。2需要注意的问题21自耦降压变压器自耦降压变压器是此装置的主要元件之一。其容量应根据负荷的大小（灯降压运行后的总容量），并留有一定的余量来选择。单相供电应用时输入电压为220V（按10取最高输入电压，即240v），输出电压一般在5070V（依据灯的不同而不同，需要事先测试。用调压器调低节能灯的供电电压，直至刚好能稳定发光时的电压值为最低电压值，并留出10V左右的电压余量，防止用电高峰期电压过低时造成灯的熄灭）；输出电流计算为：IL（单只节能灯降压运行时的电流）N（灯的数量）1.2（考虑灯起动时的余量），可以委托专业的厂家来订制或直接利用合适的交流自耦调压器改制。三相应用时输入电压为380v（按+10取最高输入电压，即418V），输出的相中线电压一般在5070v：每相输出电流为LnXl.2/3（三相均匀分布节能灯）。其他问题的处理与单相应用时的情况相类似，不再赘述。22延时时间的调整延时时间的调整需要根据工作性质的要求来进行，可通过调整控制电路上的1M电位器来调整。对于短时间和较少移动的工作情况，如设备操作等，可以设定为510mm左右；对于有较长时间工作要求的，可以设定为1030min，或更长的时间。23安装及维护1）在探测范围内应避开障碍物、机器设备等的遮挡。2）尽量使探测范围与人活动方向呈穿越形式，不要正对着人体活动方向。3）探测器安装位置不要使探测范围造成盲区，以免造成装置的工作失灵。4）探测范围要有余量，要考虑到夏天，当环境温度升高与人体表面温度接近一致时（3032），探测距离会缩短1/3以上，甚至会出现不探测的现象。5）定期用柔性清洁剂清洁菲涅尔镜片，其正反同心圆表面有污点或霉斑点均会影响探测距离和效果。3实际应用效果为了验证照明节能系统的实际应用效果，将安装了12盏45w节能灯的地下配电动机房的照明改为热释电红外探测控制的节能装置。通过一年多的使用，节能装置的工作一直正常。附表给出了装置使用前后的节能效果对比，可以看出使用后节能的效果是相当的明显（装置的参数：单相电压供电；调压变压器为单相650加税VA的自耦型变压器，输入240V，输出抽头为65V；延时时间为10min；继电器K为