什么是熱電堆信號？熱電堆與溫度計

點擊次數(shù)：3095 更新時間：2021-12-31

什么是熱電堆信號？熱電堆原理、測量、陣列、時間常數(shù)

熱電堆是一種熱釋紅外線傳感器，是由熱電偶構(gòu)成的一種器件。它在耳式體溫計、放射溫度計、電烤爐、食品溫度檢測等領(lǐng)域中，作為溫度檢測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，熱電堆原理、熱電堆測量、熱電堆陣列、熱電堆時間常數(shù)。

什么是熱電堆信號

由于具有速度、精度、效率和成本優(yōu)勢，紅外(IR)數(shù)字溫度計已經(jīng)取代傳統(tǒng)的水銀體溫計。耳部數(shù)字體溫計利用熱電堆傳感器測量耳膜散發(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熱電偶串聯(lián)組成。每個熱電偶由兩種不同的金屬組成，當(dāng)結(jié)溫不同時便產(chǎn)生一個電壓。熱電偶位于熱電堆的熱區(qū)和冷區(qū)。結(jié)點的冷端與溫度穩(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)點與冷結(jié)點是是隔離的。通常利用電熱調(diào)節(jié)器對熱電偶的冷結(jié)點進(jìn)行測量，以提供精確的環(huán)境溫度測量。某些熱電堆傳感器擁有內(nèi)置電熱調(diào)節(jié)器，可以測量環(huán)境溫度，因此允許對目標(biāo)溫度進(jìn)行計算。

熱電堆原理

被紅外線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)計確保了冷端和測溫端的溫度差。熱電偶由多晶硅與鋁構(gòu)成，兩者串聯(lián)連接。當(dāng)各個熱電偶測溫端溫度上升時，熱電偶之間就會產(chǎn)生熱電動勢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

熱電堆測量

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

熱電堆測量原理為在測量過程中，將傳感器對準(zhǔn)被測量物體，利用熱電堆傳感器感測物體發(fā)出的紅外線，并將紅外線轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，同時利用熱敏電阻感測傳感器的溫度，最后利用信號處理單元計算出物體溫度和傳感器溫度，并通過傳感器上集成的SPI接口輸出。

熱電堆陣列

64像素?zé)犭姸丫€陣檢測紅外輻射并將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號。每個像素的高靈敏度和特定檢測率的重要參數(shù)是與市場上其他類似產(chǎn)品相比的較好性價比產(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)用的具體要求來構(gòu)建特殊的吸收層。

特征

64個獨立的熱電堆芯片在一條線上

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)

充滿惰性氣體

NEP只有0.08 nW/Hz*1

由熱分離像素*1給出的線芯片的低串?dāng)_

檢測性類型.1.08×10 9 cm×Hz 1/2/W×2

*1取決于惰性氣體/真空

*2無窗空氣，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)

對于惡劣環(huán)境中的條件分析，護(hù)理點分析，生物醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)應(yīng)用，線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

熱電堆時間常數(shù)

熱電堆的時間常數(shù)是指采用集總參數(shù)法分析時，物體過余溫度降到初始過余溫度的36.8％所需要的時間。在用熱電堆測定流體溫度的場合，熱電堆的時間常數(shù)是說明熱電堆對流體溫度變動響應(yīng)快慢的指標(biāo)。

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