熱釋電傳感器的原理及特性
發(fā)布時間：2021-03-01 14:56:59 點擊次數：413
熱釋電傳感器是一種可以檢測人或動物發(fā)出的紅外線并輸出電信號的傳感器。早在1938年，有人提出用到熱釋電效應來檢測紅外線，但從未引起人們的注意。直到1960年代，才出現(xiàn)了熱電效應的研究和熱電晶體的應用。
自然界中存在的物體（例如人體，火焰，冰塊等）會發(fā)出紅外線，但波長不同。人體溫度為36-37℃，發(fā)出的紅外線波長為9-10um，屬于遠紅外區(qū)域；熱釋電紅外傳感器不受白天和黑夜的影響，可用以白天和黑夜的監(jiān)控，普遍用以診療部門，在400-700℃的加熱元件中，發(fā)出的紅外波長為3-5um，屬于中紅外區(qū)域。防盜報警器，感應燈等領域。
熱釋電傳感器的原理
熱釋電紅外傳感器一般而言由主要組件構成，例如管帽，管座，紅外濾光片，敏感元，場效應管或數字芯片。
運用熱電材料的自發(fā)極化，隨著外部溫度的變化產生電荷移動特性，以非接觸方法檢測到人體輻射的紅外能量的變化，并將其變換為電信號并以電壓或電流，并通過功率放大器放大信號，達到操縱電路的目的。
紅外濾光片窗子材料的及格通過波長：
5.5um長波通濾光片光譜圖
上圖為典型的5.5um長波通過紅外濾光片參考圖，曲線為紅外通過率的平均值。窗口材料是經過特別真空鍍膜處置的半導體硅晶片。
熱釋電傳感器的機能
熱釋電紅外傳感器僅與菲涅爾透鏡一同用到才能發(fā)揮最佳效用。如果并未菲涅爾透鏡，則傳感器的檢測半徑或許低于2米，而菲涅爾透鏡則可以達到10米，甚至更大。菲涅爾透鏡由通用聚乙烯制成，安裝在傳感器前面。
下圖顯示了菲涅爾透鏡的原理：
當光通過透鏡單元時，在反面上會形成一個亮和黑暗的可見區(qū)和一個盲區(qū)。每個畫面單元只有很小的視野。視場的內部是可見區(qū)，外部是盲區(qū)，熱電傳感器的溫度因人體在明暗區(qū)域的紅外輻射而變動，從而輸出相應的微弱電信號輸出信號的頻率約為0.1?10hz，該頻率范圍由菲涅爾透鏡，人體運動的速度以及熱釋電人體紅外傳感器本身的特性決定。
