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    热电堆红外传感器的工作原理-热电效应

    热电效应(塞贝克效应)

     如果两种不同的材料或物体A和B具有相同的材料但具有不同的功函数,则在热端(热结区)连接时,在冷端(冷结区)打开时,热端之间的温度梯度端和冷端为ΔTHC,因此在冷端会有一个热电动势V.

    yysensor- sensor structure

     当外部红外辐射照射探测器的吸收区域时,吸收区吸收红外辐射并将其转换为热能。在热结区和冷结区将产生温度梯度。通过热电偶材料的塞贝克效应,温度梯度可以转换为电压信号输出。

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    Thermoelectric Effect (Seebeck Effect)

    Filter (the characteristic of IR filter is optional): select infrared band, avoid other wavelength of light to affect the sensor.

    Cap: the supporting mechanical structure of IR filter.

    TPS Chip: to sense the infrared signal which passing through the IR filter.

    Header: the supporting mechanical structure of chip.

    Chip Thermistor(Optional): monitor the cold junction area temperature of TPS chip.

    ASIC processing circuit chip (optional, conditioning signal output ): conditioning the analog output signal of TPS chip.

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      可以看出,热电堆传感器芯片的工作原理是“光热电”的两次物理转换。如果芯片上的红外敏感材料吸收了红外热并将光转化为热量,则绝对零值以上的任何物体(包括人体)都会通过红外滤光片(5-14μm波段窗口)选择合适的波长来发射红外线。导致吸收区的温度升高,吸收区与冷结区之间的温差通过数百套微型热电偶串联连接转换成电压输出,电压输出达到产生。

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      从结构上看,阳光科技的热电堆红外传感器与普通产品不同,其结构是“空心的”。这种结构存在一个关键的技术难题,即如何在仅1 mm的区域上铺设一层1μm厚的悬浮膜,并确保薄膜具有足够的转换率,以将红外光转换为电信号输出,从而满足传感器的信号强度要求。正是因为阳光科技已经征服并掌握了这一核心技术,才可以一举打破国外产品的长期垄断。


    发布时间:2020年1月1日