非接触式红外测温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：2024-11-25 16:11:04

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。

技术讲解：一种非接触式热释电红外测温传感器

由于医学发展的需要，在很多情况下，一般的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求，例如车站和机场等人口密度较大的地方。因此，为了适应医学发展的需要，有效地进行特殊环境下的温度测量，从而有力地预防和控制诸如非典、新冠病毒之类的特殊疾病的传播，急需设计一种测温速度快、准确率高的测温仪 。

人体主要辐射波长在9～10um的红外线，通过对人体自身辐射红外能量的测量，便能准确地测定人体表面温度。由于该波长范围内的光线不被空气所吸收，因而可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。

人体的红外辐射特性与其表面温度有着十分密切的关系，因此，通过对人体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定人体表面温度。红外温度测量技术的最大优点是测试速度快，1S以内可测试完毕。 由于其只接收人体对外发射的红外辐射，没有任何其他物理和化学因素作用于人体，所以对人体无任何害处。

非接触式热释电红外测温仪是利用热释电效应 工作的一种新型红外测温仪。与其他传统测温仪相比，具有不需制冷、能在室温下工作和光谱响应宽等优点，且灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强。

热释电红外测温传感器的基本结构组成类似电容器的构造。制作时，热释电敏感元、输入电阻器、第一级JFET通常被封装在一个管壳内，成为不可分割的整体，并在垂直极化轴的方向上把具有热释电效应的材料切成薄片，再研磨成厚度为5～50um的极薄片，在两面蒸镀上电极，其中吸收层上方的硅窗口材料只允许特定波段的红外辐射入射到吸收层，而热释电材料则应被悬空装配或贴在绝缘衬底上以遏制热传导。