热电型红外线传感器基础知识-何为热释电红外传感器?-

何为热释电红外传感器?

  • 热释电红外传感器是将热释电陶瓷(压电体的一种)的热电效应作为红外线检测原理的传感器。

何为红外线?

  1. 具有热效应的能源
  2. 红外线与电波、可见光及紫外线一样,是电磁波的一种。

红外线的特征

红外线是波长大于可见光、小于电波的一种电磁波。肉眼不可见,但具有使人感知热量的热能。

  • 说起红外线,可能会认为只有发热物体才能产生,但事实并非如此。自然界中存在的物体,无论是人类、火焰还是冰,都会放射与其温度和表面状态相符的红外线。
    只不过,其波长因物体温度而不同。黑体的温度和所放射的红外线波长分布以普朗克定律表示。
  • 从温度为T[K]的物体发出的红外线辐射能量与绝对温度(摄氏-273℃)的4次方成正比。(斯特藩-玻尔兹曼定律)
  • 根据维恩位移定律,人体(310[K])发出峰值波长为9~10[µm]的红外线能量。从一定温度的物体发出的红外线峰值波长随着温度升高而变短。

何为热电效应?

热电效应是指,当热释电陶瓷的温度变化时,其自发极化随之变化,并产生电荷的现象。
具有热电效应的热释电红外传感器可以检测并输出陶瓷的温度变化情况。
但无论温度的绝对值如何,在温度稳定的状态下将无法输出。

热释电红外传感器的工作原理

红外线射入传感器后,会发生温度变化,使热电元件(陶瓷)的表面温度上升,并通过热电效应产生表面电荷。
因此,稳定时的电荷中和状态被破坏,导致感应元件表面的电荷与吸附悬浮离子电荷的弛豫时间不同而出现不均衡现象,从而产生没有结合对象的电荷。
将产生的表面电荷作为传感器内部元件的电信号进行采集后,用作输出信号。

仅在温度变化时可以检测。
无温度变化,即无移动时无法检测。