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紅外傳感器的原理特性
Autor: Heiman Technology Time :2016-06-08  Views:
熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數遠遠高于熱電偶,其內部的熱電元由高熱電系數的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成,其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產生的干擾?該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯或接成差動平衡電路方式,因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化?并將其轉換為電信號輸出。熱釋電紅外傳感器在結構上引入場效應管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號,并不能直接使用?因而需要用電阻將其轉換為電壓形式?該電阻阻抗高達104MΩ,故引入的N溝道結型場效應管應接成共漏形式?即源極跟隨器?來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應管匹配器三部分組成。設計時應將高熱電材料制成一定厚度的薄片,并在它的兩面鍍上金屬電極,然后加電對其進行極化,這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的,因此極化后的探測元也是有正、負極性的。雙探測元熱釋電紅外傳感器的結構。使用時D端接電源正極,G端接電源負極,S端為信號輸出。該傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起,目的是消除因環境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內部相互抵消的原理來使傳感器得到補償。對于輻射至傳感器的紅外輻射,熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上,從而使傳感器輸出電壓信號。制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料,它的探測波長范圍為0.2~20μm。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度,該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外,還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。
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