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熱釋電探測器的基本原理

更新時間:2021-04-19  |  點擊率:1405
   熱釋電紅外探測器簡稱熱釋電探測器,是近十年來在熱探測領(lǐng)域得到重要發(fā)展的一種新型熱探測器。據(jù)報道這種探測器可以廣泛地用于輻射溫度測量、紅外光譜測量等領(lǐng)域。
  熱釋電探測器的基本原理:
  凡是具有自發(fā)極化的晶體,其表面會出現(xiàn)面束縛電荷,而這些面束縛電荷平時被晶體內(nèi)部和外部的自由電荷所中和,因此在常態(tài)下呈中性。如果交變的輻射照射在光敏元件上,則光敏元件的溫度、晶片的自發(fā)極化強度以及由此引起的面束縛電荷的密度均以同樣頻率發(fā)生周期性變化。如果面束縛電荷變化較快,自由電荷來不及中和,在垂直于自發(fā)極化矢量的兩個端面間將會出現(xiàn)交變的端電壓[79],熱釋電探測器就是這種原理來設(shè)計的,圖3-2描述了其測量原理。
  其工作原理可以用三個過程來描述:“輻射_熱”為吸收過程,“熱_+溫度”為加熱過程,“溫度-+電”則為測溫過程。根據(jù)熱平衡方程,對周期變化的紅外輻射響應(yīng)元溫升描述為
  △死=頁矗詈矛:    (3-6)
  式中多——正弦變化輻射功率峰值;
  ∞——輻射角頻率;
  8-響應(yīng)元比輻射率;
  G-響應(yīng)元熱導,單位為WK一;
  丁——熱容與有效熱導之比( C/G),即熱時間常數(shù),單位為s。
  熱釋電探測器是一個電容性的低噪聲器件,等效電路如圖3-3所示。
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        熱釋電探測器

 

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