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熱釋電傳感器的原理

發布日期:2022-05-29 點擊率:72

    熱釋電傳感器是利用熱釋電效應制成的一種非常有應川潛力的傳感器。它能檢測人或某些動物發射的紅外線并轉換成電信號輸山。激光、紅外技術的迅速發展,推動了對熱釋電效應的研究和對熱釋電晶體的應用開發。
    熱釋電電流的輸出
    熱釋電傳感器利用的止是熱釋電效應,是一種溫度敏感傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成,元件兩個表面做成電極而構成響應元。當傳感器監測范圍內溫度有△T的變化時,因熱釋電效應會在兩個電極上產生電荷AQ,即在兩電極之間產生一微弱電壓AV。
    由于它的輸出阻抗極高,所以傳感器中有一個場效應管進行阻抗變換。熱釋電效應所產生的電荷△O會跟空氣中的離子結合而消失,當環境溫度穩定不變時,AT=O,傳感器無輸出。
    與所有熱傳感器一樣,熱釋電傳感器的動作原理可以用3個過程來描述:由輻射轉化為熱的吸收過程:由熱轉化為溫度的加熱過程:由溫度轉化電的測溫過程。加熱過程與熱敏電阻、熱電偶是類似的。
    根據熱平衡方程,對周期變化的紅外輻射響應元溫升為
    式中:①一正弦變化輻射功率峰值;∽一輻射角頻率;e一響應元比輻射率;G一響應元熱導,單位1/WK:TT=C/G熱容與有效熱導之比,即熱時間常數,單位S。
    而熱釋電電流與輻射角頻率、響應元面積、溫升成正比,可見,對于特定的響應元(其面積Ad、熱電系數P、比輻射率e、響應元熱導G、熱時間
    常數t一定的熱釋電電流,如果輻射角頻率一定,則只與感受的輻射功率的人小成l[比,并隨輻射功率的變化而變化。

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