摘要:本文從熱釋電效應(yīng)出發(fā),闡述了熱釋電傳感器的工作原理和性能結(jié)構(gòu),并對(duì)構(gòu)成熱釋電傳感器的基本材料做了初步描述.同時(shí),在以上理論基礎(chǔ)上,本文對(duì)熱釋電傳感器的發(fā)展前景以及熱釋電傳感器的應(yīng)用實(shí)例也作了一定分析.
　　關(guān)鍵詞:熱釋電原理論文,熱釋電材料論文,熱釋電紅外探頭
　　
　　 引言:
　　熱釋電傳感器是基于熱釋電效應(yīng)發(fā)展起來的電力電子器件,它憑借著獨(dú)特優(yōu)異的性能和廣闊的發(fā)展前景,在民用,軍事等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用.近年來,隨著激光,紅外技術(shù)的飛速發(fā)展,熱釋電傳感器在工業(yè)應(yīng)用的大舞臺(tái)上已越發(fā)重要和耀眼.
　　
　　熱釋電效應(yīng)介紹論文
　　某些晶體受熱時(shí),晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷,這種由于熱變化而產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象被稱為熱釋電效應(yīng).
　　熱釋電傳感器正是基于此效應(yīng),在工藝上將兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)接成差動(dòng)平衡電路,并且利用不同物體發(fā)出的紅外線的差異性,將熱信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出.
　　熱釋電傳感器工作原理及其性能結(jié)構(gòu)
　　與其它所有的熱傳感器類似,熱釋電傳感器的工作原理大致可以用以下三個(gè)部分來闡述:
　　將外界輻射轉(zhuǎn)化為自身熱能的吸收階段.
　　將吸收的熱能用以提升溫度的升溫階段.
　　將熱信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的測(cè)溫階段.
　　 并且,對(duì)于特定的響應(yīng)元的熱釋電電流,若輻射的角頻率為定值,那么,熱釋電電流的大小僅與感受的輻射功率大小成正比,同步變化于輻射功率.
　　 從結(jié)構(gòu)上來看，正如前面提到,熱釋電傳感器是利用兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)接成差動(dòng)平衡電路,那么它引入場(chǎng)效應(yīng)管的目的就是為了完成相應(yīng)的阻抗變換.由于熱電元輸出的是電荷信號(hào),所以需要引入N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管接成共漏形式，以完成阻抗變換。
　　材料介紹論文
　　 熱釋電材料可分為單晶，壓電陶瓷及高分子薄膜等諸多種類，它們均能產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)固稱之為熱釋電材料。其中，單晶熱釋電的熱釋電系數(shù)高，介質(zhì)損耗小，性能最好的熱釋電傳感器至今大多選用單晶制作，如TGS,LATGS,LITAO3等。在壓電陶瓷熱釋電晶體中成本較低，響應(yīng)較慢。如入侵報(bào)警用PZT陶瓷傳感器工作頻率為0.2——5HZ。最后介紹的薄膜熱釋電材料可以用濺射，液相外延等方法制備。有些薄膜的自發(fā)極化取向率已接近單晶水平。
　　4應(yīng)用舉例論文
　　 熱釋電傳感器光譜響應(yīng)范圍很寬，可以非制冷工作，已廣泛用于輻射測(cè)量。由于傳感器性能均與，功耗低，成像型的熱釋電面陣有很好的應(yīng)用前景。
　　 隨著相關(guān)信號(hào)處理器性能的不斷提高，熱釋電晶體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紅外光譜儀，紅外遙感以及熱輻射傳感器。
　　 以下將介紹一種被動(dòng)式的熱釋電紅外探頭。
　　 被動(dòng)式熱釋電紅外探頭包含兩個(gè)互相串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件，而且制成的兩個(gè)電極方向相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎相同，使其產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)而相互抵消，于是傳感器無信號(hào)輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后，因人體和環(huán)境溫度的差異，產(chǎn)生的溫差在傳感器上會(huì)有信號(hào)輸出。而若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不懂，由于溫差為0，所以傳感器不會(huì)有輸出。
　　 這種被動(dòng)式的熱釋電紅外探頭具有本身不發(fā)射任何輻射，功耗小，價(jià)格便宜等優(yōu)。但是，其信號(hào)幅度小，穿透力差，容易受到外來輻射的干擾。雖然，這種探頭有一些缺點(diǎn)，但其采用特殊信號(hào)處理以后，任然可以使它在某些領(lǐng)域大放異彩。
　　5．應(yīng)用前景和使用注意事項(xiàng)論文
　　各種熱釋電傳感器在使用過程中均應(yīng)注意：
　　盡量避免陽光直射。
　　防止傳感器周圍冷或熱氣流的驟然變化
　　避開熱源
　　在使用過程中，應(yīng)該保持探測(cè)器工作表面的清潔
　　在安裝調(diào)試時(shí)，還應(yīng)注意防止靜電損壞傳感器
　　當(dāng)輸出信號(hào)線較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)使用屏蔽線
　　 總而言之，由于熱釋電傳感器的穩(wěn)定性能，以及其十分容易改變的中心波長(zhǎng)，在各種“開關(guān)型”器件開發(fā)中得到了廣泛應(yīng)用。但是，在定量的測(cè)量過程中，考慮到精度問題，熱釋電傳感器又暴露出一定的不足。
　　 由于這種形式的測(cè)溫系統(tǒng)具有靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，不但有可能取代現(xiàn)有的熱電堆式高溫計(jì)和光學(xué)高溫計(jì)，而且其測(cè)量的下限也拓展到了常溫，所以，在紅外測(cè)溫等方面，這種測(cè)溫系統(tǒng)具有其它類型測(cè)溫系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景良好。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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