热释电传感器的原理及特性
发布时间：2020-12-24 10:53:12 点击次数：852
热释电传感器是一种可以检测人或动物发出的红外线并输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出采用热释电效应来检测红外线，但未曾引起人们的注意。直到1960年代，才出现了热电效应的研究和热电晶体的应用。
自然界中存在的物体（例如人体，火焰，冰块等）会发出红外线，但波长不同。人体温度为36-37℃，发出的红外线波长为9-10um，属于远红外区域；热释电红外传感器不受白天和黑夜的影响，可用以白天和黑夜的监控，普遍用以诊疗部门，在400-700℃的加热元件中，发出的红外波长为3-5um，属于中红外区域。防盗报警器，感应灯等领域。
热释电传感器的原理
热释电红外传感器一般而言由主要零部件构成，例如管帽，管座，红外滤光片，敏感元，场效应管或数字芯片。
运用热电材料的自发极化，随着外部温度的变化产生电荷移动特性，以非接触方法检测到人体辐射的红外能量的变化，并将其变换为电信号并以电压或电流，并通过功率放大器放大信号，达到支配电路的目的。
红外滤光片窗子材料的及格通过波长：
5.5um长波通滤光片光谱图
上图为典型的5.5um长波通过红外滤光片参考图，曲线为红外通过率的平均值。窗口材料是经过特别真空镀膜处置的半导体硅晶片。
热释电传感器的机能
热释电红外传感器仅与菲涅尔透镜一齐用到才能发挥最佳效用。如果并未菲涅尔透镜，则传感器的检测半径也许低于2米，而菲涅尔透镜则可以达到10米，甚至更大。菲涅尔透镜由通用聚乙烯制成，安装在传感器前面。
下图显示了菲涅尔透镜的原理：
当光通过透镜单元时，在反面上会形成一个光亮和黑暗的可见区和一个盲区。每个画面单元只有很小的视野。视场的内部是可见区，外部是盲区，热电传感器的温度因人体在明暗区域的红外辐射而变动，从而输出相应的微弱电信号输出信号的频率约为0.1〜10hz，该频率范围由菲涅尔透镜，人体运动的速度以及热释电人体红外传感器本身的特性决定。
