红外开关(又称红外线感应开关)是利用红外线技术实现自动控制的电子元件,原理是通过检测物体(如人体、车辆)发射或反射的红外线信号,触发开关通断。根据检测方式和功能特性,其主要类型可分为以下几类,不同类型的应用场景也存在差异。
一、红外开关的主要类型红外开关的分类在于 “是否主动发射红外线” 以及 “检测对象的红外线来源”,据此可分为三大类:主动式、被动式和复合型。
1. 被动式红外开关(PIR Switch,Passive Infrared Switch)原理:不主动发射红外线,通过传感器(PIR 传感器)检测环境中 “移动物体” 发射的红外线(所有温度高于零度的物体都会辐射红外线,人体、动物的红外线波长约为 10μm)。
传感器内部包含两个对称的红外探测元件,当无移动物体时,两者接收的环境红外辐射平衡,输出稳定信号;当移动物体(如人)进入检测范围,打破平衡,传感器输出变化信号,触发开关动作。
关键特性:
检测 “移动的发热物体”,对静止物体(如家具)或无温度差的物体(如冷柜)无响应;
功耗极低(通常微安级),适合电池供电;
受环境温度影响较大(如夏季高温环境下,人体与环境温差小,灵敏度可能下降)。
2. 主动式红外开关(Active Infrared Switch)原理:主动发射红外线(通过红外发射管),并通过接收管检测 “反射回的红外线信号”,根据反射信号的变化判断是否触发开关。本质是 “红外对射” 或 “红外反射” 模式。
进一步可细分为两种亚型:
红外反射式(漫反射型):发射管和接收管集成在一起,红外线照射到物体后反射回接收管,若检测到反射信号(物体存在),则触发开关;若物体离开,反射信号消失,开关复位。
红外对射式(对射型):发射管和接收管分开安装(通常相距 1~100 米),发射管持续发射红外光束,接收管持续接收;当物体(如人、车辆)遮挡光束时,接收管信号中断,触发开关。
关键特性:
可检测 “所有能反射红外线的物体”(无论是否发热,如塑料、金属、车辆);
检测距离远(对射型可达百米级)、灵敏度高,受环境温度影响小;
功耗高于被动式(需持续发射红外线)。
3. 复合型红外开关(Combined Infrared Switch)原理:结合 “被动红外检测” 与 “其他技术”(如微波雷达、光敏电阻、声音检测),解决单一红外开关的局限性,提升检测精度和抗干扰能力。
常见组合:
PIR + 微波雷达:PIR 检测发热物体,微波雷达检测移动(无论是否发热),两者同时触发才动作,避免误触发(如风吹动窗帘导致 PIR 误判);
PIR + 光敏电阻:在光线昏暗时(光敏电阻检测),PIR 触发才动作,白天不响应(如楼道灯,白天即使有人也不亮)。
关键特性:功能更,抗干扰能力强,但成本较高,结构复杂。
典型应用场景:智能家居、商业照明控制。
二、红外开关的应用场景不同类型的红外开关因特性差异,应用场景各有侧重,以下是主流领域的具体应用:
被动式(PIR)、复合型
1. 人体感应灯:进门后自动亮,离开后延时熄灭(如玄关、卧室);
2. 智能插座:检测到人时自动通电(如台灯、加湿器);
3. 安防报警:检测到陌生移动物体时触发警报。
商业 / 公共照明
被动式(PIR + 光敏)、主动式
1. 楼道灯:白天不亮,夜间有人时亮;
2. 地下车库灯:车辆进入区域时亮,离开后延时灭;
3. 商场橱窗灯:傍晚后有人经过时亮,无人时灭。
工业自动化
主动式(对射 / 漫反射)
1. 流水线计数:对射型开关检测产品经过,统计数量;
2. 安全防护:机床工作时,若人体遮挡对射光束,立即停机(避免工伤);
3. 物料检测:漫反射型检测传送带是否有物料,无物料时报警。
交通领域
主动式(对射 / 漫反射)
1. 停车场道闸:漫反射型检测车辆到达,自动抬闸;
2. 闯红灯抓拍:对射型检测车辆是否越过停止线;
3. 隧道照明:车辆进入隧道时,触发灯光开启。
消费电子
被动式(微型 PIR)
1. 手机防误触:通话时,PIR 检测到贴近面部,自动熄灭屏幕(避免误按);
2. 扫地机器人:检测到人体或障碍物,自动避让;
3. 感应水龙头 / 皂液器:手靠近时自动出水 / 出液(部分为红外反射式)。
安装要求:
被动式 PIR:避免正对空调、暖气(温度变化会误触发),检测范围需覆盖目标区域(通常水平角度 110°,垂直角度 80°);
主动式对射型:发射管与接收管需对齐,避免遮挡(如树叶、灰尘);
感应距离:根据场景选择(如楼道灯选 3~5 米,停车场道闸选 10~20 米)。
综上,红外开关凭借 “非接触式检测”“自动控制” 的优势,已渗透到家居、工业、交通等领域,选型时需结合检测对象、环境条件和功能需求,才能实现高效、稳定的控制效果。