熱探測(cè)器
發(fā)布時(shí)間:2015/3/16 20:35:59 訪問次數(shù):886
熱探測(cè)器是利用人射紅外輻射引起敏感元件的溫度變化,進(jìn)而使其有關(guān)的物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化,A2200通過測(cè)量有關(guān)物理參數(shù)的變化可確定探測(cè)器所吸收的紅外輻射。一般熱探測(cè)器的靈敏度要比光子探測(cè)器低一到兩個(gè)數(shù)量級(jí),響應(yīng)速度也慢得多。但熱探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)波段寬,響應(yīng)范圍可擴(kuò)展到整個(gè)紅外區(qū)域,并且可以在常溫下工作,使用方便,因此,應(yīng)用相當(dāng)廣泛。熱探測(cè)器主要類型有測(cè)輻射熱器、輻射溫差電偶型和熱釋電型等。目前,國內(nèi)一般采用熱釋電型。下面介紹一下它的工作原理及幾種常用材料所制作的傳感器的性能。
熱釋電型紅外探測(cè)器是根據(jù)熱釋電效應(yīng)制成的,即電石、水晶等晶體受熱產(chǎn)生溫度變化時(shí),其原子排列將發(fā)生變化,晶體自然極化,在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。據(jù)此效應(yīng)制成的物體“鐵電體”表面的電荷與其溫度有關(guān)。當(dāng)紅外輻射照射到已極化的“鐵電體”薄片表面時(shí),會(huì)引起薄片溫度升高,使其極化強(qiáng)度降低,表面電荷減少,相當(dāng)于釋放了一部分電荷,因此叫作熱釋電型傳感器。如果將負(fù)載電阻與鐵電體薄片相連,則負(fù)載電阻上便產(chǎn)生電信號(hào)輸出,輸出信號(hào)的強(qiáng)弱取決于薄片溫度變化的快慢,從而反映出入射紅外輻射的強(qiáng)弱。熱釋電型紅外圖像傳感器的電壓響應(yīng)率正比于入射光輻射率變化的速率。這種材料的傳感器適合于人體感應(yīng),因此常用于根據(jù)人體感應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電燈開關(guān)、自動(dòng)洗手龍頭開關(guān)、防火防盜報(bào)警開關(guān)等。
這種傳感器的性能主要取決于熱釋電材料的性能,對(duì)熱釋電材料的要求是:吸收能量后可以使溫度迅速升高,而溫度變化引起的自發(fā)極化變化大,吸收紅外光的能力極強(qiáng),介電常數(shù)小并且損耗小。熱釋電型紅外圖像傳感器的性能穩(wěn)定,并能十分容易地改變中心波長。
熱探測(cè)器是利用人射紅外輻射引起敏感元件的溫度變化,進(jìn)而使其有關(guān)的物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化,A2200通過測(cè)量有關(guān)物理參數(shù)的變化可確定探測(cè)器所吸收的紅外輻射。一般熱探測(cè)器的靈敏度要比光子探測(cè)器低一到兩個(gè)數(shù)量級(jí),響應(yīng)速度也慢得多。但熱探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)波段寬,響應(yīng)范圍可擴(kuò)展到整個(gè)紅外區(qū)域,并且可以在常溫下工作,使用方便,因此,應(yīng)用相當(dāng)廣泛。熱探測(cè)器主要類型有測(cè)輻射熱器、輻射溫差電偶型和熱釋電型等。目前,國內(nèi)一般采用熱釋電型。下面介紹一下它的工作原理及幾種常用材料所制作的傳感器的性能。
熱釋電型紅外探測(cè)器是根據(jù)熱釋電效應(yīng)制成的,即電石、水晶等晶體受熱產(chǎn)生溫度變化時(shí),其原子排列將發(fā)生變化,晶體自然極化,在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。據(jù)此效應(yīng)制成的物體“鐵電體”表面的電荷與其溫度有關(guān)。當(dāng)紅外輻射照射到已極化的“鐵電體”薄片表面時(shí),會(huì)引起薄片溫度升高,使其極化強(qiáng)度降低,表面電荷減少,相當(dāng)于釋放了一部分電荷,因此叫作熱釋電型傳感器。如果將負(fù)載電阻與鐵電體薄片相連,則負(fù)載電阻上便產(chǎn)生電信號(hào)輸出,輸出信號(hào)的強(qiáng)弱取決于薄片溫度變化的快慢,從而反映出入射紅外輻射的強(qiáng)弱。熱釋電型紅外圖像傳感器的電壓響應(yīng)率正比于入射光輻射率變化的速率。這種材料的傳感器適合于人體感應(yīng),因此常用于根據(jù)人體感應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電燈開關(guān)、自動(dòng)洗手龍頭開關(guān)、防火防盜報(bào)警開關(guān)等。
這種傳感器的性能主要取決于熱釋電材料的性能,對(duì)熱釋電材料的要求是:吸收能量后可以使溫度迅速升高,而溫度變化引起的自發(fā)極化變化大,吸收紅外光的能力極強(qiáng),介電常數(shù)小并且損耗小。熱釋電型紅外圖像傳感器的性能穩(wěn)定,并能十分容易地改變中心波長。
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