Was ist ein pyroelektrischer Infrarotsensor?

Ein pyroelektrischer Infrarotsensor (PIR-Sensor) ist ein elektronisches Gerät, das Infrarotlicht (IR-Licht) misst, das von Objekten in seinem Erfassungsbereich abgestrahlt wird. Diese Sensoren basieren auf dem Prinzip der Pyroelektrizität, also der Fähigkeit bestimmter Materialien, beim Erhitzen oder Abkühlen eine temporäre Spannung zu erzeugen. Im Prinzip geben alle Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt Wärmeenergie in Form von Strahlung ab, hauptsächlich im Infrarotbereich. Trifft diese Infrarotstrahlung auf das pyroelektrische Material im Sensor, bewirkt sie eine Temperaturänderung des Materials.

Diese Temperaturänderung verändert die spontane Polarisation des pyroelektrischen Kristalls, wodurch sich eine Ladung auf den Kristalloberflächen ansammelt. Diese Ladung ist typischerweise sehr gering und muss verstärkt werden. Daher verfügen PIR-Sensoren üblicherweise über einen Feldeffekttransistor (FET), der in das Sensorgehäuse integriert ist und als Impedanzwandler und Verstärker dient. Der Sensor ist darauf ausgelegt, *Änderungen* der Infrarotstrahlung und nicht statische Werte zu erfassen. Dies macht ihn besonders geeignet für Anwendungen wie die Bewegungserkennung , da sich bewegende Personen oder Tiere im Erfassungsbereich des Sensors verändern.

Das Sensorelement selbst befindet sich oft hinter einer Speziallinse, typischerweise einer Fresnel-Linse, die die einfallende Infrarotstrahlung auf das Sensorelement fokussiert und das Sichtfeld in Detektionszonen unterteilt. Bewegungen innerhalb dieser Zonen erzeugen die notwendigen Temperaturschwankungen, damit der Sensor auslöst. Das zugrundeliegende Phänomen ist der pyroelektrische Effekt , eine Eigenschaft bestimmter nicht-zentrosymmetrischer kristalliner Materialien.