熱電堆是一種熱釋紅外線(xiàn)傳感器，是由熱電偶構(gòu)成的一種器件。它在耳式體溫計(jì)、放射溫度計(jì)、電烤爐、食品溫度檢測(cè)等領(lǐng)域中，作為溫度檢測(cè)器件獲得了廣泛的應(yīng)用。下面先機(jī)網(wǎng)小編為大家介紹一下什么是熱電堆信號(hào)，熱電堆原理、熱電堆測(cè)量、熱電堆陣列、熱電堆時(shí)間常數(shù)。

什么是熱電堆信號(hào)

由于具有速度、精度、效率和成本優(yōu)勢(shì)，紅外(IR)數(shù)字溫度計(jì)已經(jīng)取代傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)。耳部數(shù)字體溫計(jì)利用熱電堆傳感器測(cè)量耳膜散發(fā)的紅外熱量，該熱量反映了視丘下部的溫度。

熱電堆紅外傳感器由多個(gè)熱電偶串聯(lián)組成。每個(gè)熱電偶由兩種不同的金屬組成，當(dāng)結(jié)溫不同時(shí)便產(chǎn)生一個(gè)電壓。熱電偶位于熱電堆的熱區(qū)和冷區(qū)。結(jié)點(diǎn)的冷端與溫度穩(wěn)定體焊接在一起，因此與環(huán)境溫度隔離。結(jié)點(diǎn)的熱端暴露在耳膜的入射輻射下。為了提供有效的散熱，在熱量方面，熱結(jié)點(diǎn)與冷結(jié)點(diǎn)是是隔離的。通常利用電熱調(diào)節(jié)器對(duì)熱電偶的冷結(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，以提供精確的環(huán)境溫度測(cè)量。某些熱電堆傳感器擁有內(nèi)置電熱調(diào)節(jié)器，可以測(cè)量環(huán)境溫度，因此允許對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行計(jì)算。

熱電堆原理

被紅外線(xiàn)照射的吸收膜是一種熱容量小、溫度容易上升的薄膜。在緊靠襯板中央的下部為一空洞結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)確保了冷端和測(cè)溫端的溫度差。熱電偶由多晶硅與鋁構(gòu)成，兩者串聯(lián)連接。當(dāng)各個(gè)熱電偶測(cè)溫端溫度上升時(shí)，熱電偶之間就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)Vn，因此在輸出端就可以獲得它們的電壓之和。

熱電堆的結(jié)構(gòu)與工作原理圖

熱電堆測(cè)量

熱電堆一種溫度測(cè)量元件。由兩個(gè)或多個(gè)熱電偶串接組成，各熱電偶輸出的熱電勢(shì)是互相疊加的。用于測(cè)量小的溫差或平均溫度。

熱電堆測(cè)量原理為在測(cè)量過(guò)程中，將傳感器對(duì)準(zhǔn)被測(cè)量物體，利用熱電堆傳感器感測(cè)物體發(fā)出的紅外線(xiàn)，并將紅外線(xiàn)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，同時(shí)利用熱敏電阻感測(cè)傳感器的溫度，最后利用信號(hào)處理單元計(jì)算出物體溫度和傳感器溫度，并通過(guò)傳感器上集成的SPI接口輸出。

熱電堆陣列

64像素?zé)犭姸丫€(xiàn)陣檢測(cè)紅外輻射并將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)。每個(gè)像素的高靈敏度和特定檢測(cè)率的重要參數(shù)是與市場(chǎng)上其他類(lèi)似產(chǎn)品相比的較好性?xún)r(jià)比產(chǎn)品。

從2-16μm的優(yōu)異光譜范圍靈敏度適用于各種應(yīng)用。可以根據(jù)應(yīng)用的具體要求來(lái)構(gòu)建特殊的吸收層。

特征

64個(gè)獨(dú)立的熱電堆芯片在一條線(xiàn)上

寬范圍窗口2-16微米

主要應(yīng)用：流體和氣體的紅外光譜

靈敏度高達(dá)155 V/W*1

高精度外殼適應(yīng)光學(xué)

充滿(mǎn)惰性氣體

NEP只有0.08 nW/Hz*1

由熱分離像素*1給出的線(xiàn)芯片的低串?dāng)_

檢測(cè)性類(lèi)型.1.08×10 9 cm×Hz 1/2/W×2

*1取決于惰性氣體/真空

*2無(wú)窗空氣，黑體T=500 K;E=38W/m2;在Tamb=25℃;填充氣體氙氣，假定窗口傳輸

適用于：

紅外光譜儀

由于分子在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收帶，紅外光譜儀是用于樣品光譜分析的zui重要的儀器。zui廣泛使用的光譜范圍是從約2.5至15μm延伸的中紅外。該技術(shù)用于很多領(lǐng)域，例如生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，制藥工業(yè)，環(huán)境分析和化學(xué)應(yīng)用等。

DIR光譜學(xué)

對(duì)于惡劣環(huán)境中的條件分析，護(hù)理點(diǎn)分析，生物醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)應(yīng)用，線(xiàn)陣列色散紅外光譜是*選擇方法。

示意圖：熱電堆芯片的構(gòu)造

熱電堆時(shí)間常數(shù)

熱電堆的時(shí)間常數(shù)是指采用集總參數(shù)法分析時(shí)，物體過(guò)余溫度降到初始過(guò)余溫度的36.8％所需要的時(shí)間。在用熱電堆測(cè)定流體溫度的場(chǎng)合，熱電堆的時(shí)間常數(shù)是說(shuō)明熱電堆對(duì)流體溫度變動(dòng)響應(yīng)快慢的指標(biāo)。