红外热电堆传感器非接触式测温利器——热电堆温度传感器浅析及应用

发布时间：2024-10-07 08:10:09

非接触式测温利器——热电堆温度传感器浅析及应用

在当今这个科技飞速发展的时代，非接触式温度测量技术已经渗透到医疗、工业、安防等多个关键领域，红外热电堆温度传感器凭借其独特的性能，已经成为这一技术实现的核心组件。

红外热电堆温度传感器的核心原理基于塞贝克效应，这是一种能够将温度差异直接转化为电压差的物理现象。

任何高于绝对零度的物体均会向外辐射红外光线，辐射强度和频率与温度成正比，当热电堆芯片吸收物体辐射的红外光时，通过内部串联的多对热电偶，将其转化为电压信号，根据输出电压信号确定物体的温度。

非接触式测量： 无需与被测物体接触，即可实现远距离温度测量，减少了交叉感染的风险，特别适用于对卫生条件要求较高的环境。

高精度与快速响应： 在特定温度范围内，如人体温度测量，传感器的精度可达到±0.1℃，并且能够迅速响应温度变化。

稳定性与可靠性： 得益于MEMS技术，热电堆传感器具有优越的长期稳定性，低温度灵敏系数，以及优秀的光电特性，适合长时间连续工作。

低成本与易集成： 相比其他类型的红外传感器，热电堆传感器成本低、体积小、重量轻，易于集成到各种设备中。

广泛适用性： 不受被测物体材质的限制，热电堆传感器适用于几乎所有物体的表面温度测量，从人体温度监测到工业设备的热故障诊断。

在医疗设备中，热电堆温度传感器可用于如非接触式额温枪、耳温计等电子测温设备，提供快速准确的体温测量，特别适合婴儿和老年人等敏感群体。

热电堆传感器可集成于智能恒温器、空调、空气净化器等家用电器中，根据环境温度自动调节设备工作状态，提升家居生活的舒适度和节能效率。

热电堆传感器还可以应用于工业的设备监测，如电机、轴承等关键部件的过热预警，以及电力系统的热像分析，预防设备故障，保障生产安全。

红外热电堆温度传感器以其独特的非接触测量优势和高性价比，正逐步渗透到我们生活的方方面面，成为守护人类健康与安全、提升工业自动化水平、促进科学研究的重要工具。随着技术的不断革新，其应用领域还将进一步拓展，为构建更加智能、安全的社会贡献力量。

任何物体只要在绝对零度以上时，都会以一定的波长向外辐射能量，只是在低温段的辐射能量很弱。

常温下，自然界的所有物体都是红外辐射的发射源，只是红外辐射的波长不同。例如，人体温度37℃，红外辐射波长为9~10μm；400～700℃物体的红外辐射波长为3~5μm。

非接触式测温传感器 就是利用物体的辐射能量随温度而变化的原理制成的。

红外热电堆传感器将吸收的红外辐射转化为热能，并把温度变化转化成电子信号，放大显示出来。

热电堆作为一种非接触红外测温传感器，不需要直接接触被测物体就可以快速测得物体表面温度，可以测量高温的、危险的或移动的物体，且不会污染或损坏被测物体。

目前，它在额温枪、耳温枪、智能家电、灯具开关、食品温度检测等领域中获得了广泛的应用。

根据2013年中华人民共和国政府代表在熊本签署的《关于汞的水俣公约》，自2020年起，各缔约国禁止生产及进出口含汞产品，因此电子体温计将代替水银体温计，成为家家户户必备的额温枪、耳温枪。

电子体温计就是采用热电堆型红外传感器 ，将人体辐射的红外线转换为电信号的变化，从而显示出人体温度。相比传统水银温度计，电子体温计具有更安全，读数直观，时间短，精度高等优点 。

热电堆是基于赛贝克效应机理，两种具有不同塞贝克系数的材料相互串接构建的闭环回路(即一对热电偶)，两串接处中温度较高的一端通常被称作“热结”，较低的一端被称作“冷结”，材料中载流子沿着温度梯度降低的方向移动，引起电荷积累在冷结处，此时回路中便有热电势产生。

热电堆就是根据塞贝效应机理，采用硅基微加工工艺，在硅片支撑层上排布热电堆的若干个热电偶，把这些热电偶串联起来，就构成热电堆芯片。传感器接收红外辐射时，热点堆芯片上各热电偶的电压叠加输出，从而将测试温度转变为电压信号。

热点堆传感器实物图（TO-46封装）：

MRT116热电堆温度传感器

热电堆传感器和热释电类传感器的区别 ：既可以检测动态信号，也可以检测静态信号，且温度精确测量。

工业温枪实物图：