知識(shí)專區(qū)|紅外熱電堆傳感器詳解

任何物體只要在絕對(duì)零度以上時(shí)，都會(huì)以一定的波長向外輻射能量，只是在低溫段的輻射能量很弱。

常溫下，自然界的所有物體都是紅外輻射的發(fā)射源，只是紅外輻射的波長不同。例如，人體溫度37℃，紅外輻射波長為9~10μm；400～700℃物體的紅外輻射波長為3~5μm。

非接觸式測(cè)溫傳感器就是利用物體的輻射能量隨溫度而變化的原理制成的。

紅外熱電堆傳感器將吸收的紅外輻射轉(zhuǎn)化為熱能，并把溫度變化轉(zhuǎn)化成電子信號(hào)，放大顯示出來。

熱電堆作為一種非接觸紅外測(cè)溫傳感器，不需要直接接觸被測(cè)物體就可以快速測(cè)得物體表面溫度，可以測(cè)量高溫的、危險(xiǎn)的或移動(dòng)的物體，且不會(huì)污染或損壞被測(cè)物體。

目前，它在額溫槍、耳溫槍、智能家電、燈具開關(guān)、食品溫度檢測(cè)等領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)2013年中華人民共和國政府代表在熊本簽署的《關(guān)于汞的水俁公約》，自2020年起，各締約國禁止生產(chǎn)及進(jìn)出口含汞產(chǎn)品，因此電子體溫計(jì)將代替水銀體溫計(jì)，成為家家戶戶必備的額溫槍、耳溫槍。

電子體溫計(jì)就是采用熱電堆型紅外傳感器，將人體輻射的紅外線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的變化，從而顯示出人體溫度。相比傳統(tǒng)水銀溫度計(jì)，電子體溫計(jì)具有更安全，讀數(shù)直觀，時(shí)間短，精度高等優(yōu)點(diǎn)。

熱電堆是基于賽貝克效應(yīng)機(jī)理，兩種具有不同塞貝克系數(shù)的材料相互串接構(gòu)建的閉環(huán)回路(即一對(duì)熱電偶)，兩串接處中溫度較高的一端通常被稱作“熱結(jié)”，較低的一端被稱作“冷結(jié)”，材料中載流子沿著溫度梯度降低的方向移動(dòng)，引起電荷積累在冷結(jié)處，此時(shí)回路中便有熱電勢(shì)產(chǎn)生。

熱電堆就是根據(jù)塞貝效應(yīng)機(jī)理，采用硅基微加工工藝，在硅片支撐層上排布熱電堆的若干個(gè)熱電偶，把這些熱電偶串聯(lián)起來，就構(gòu)成熱電堆芯片。傳感器接收紅外輻射時(shí)，熱點(diǎn)堆芯片上各熱電偶的電壓疊加輸出，從而將測(cè)試溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。