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热释电探测器的基本原理

发表时间:2021-04-19  |  点击率:228
   热释电红外探测器简称热释电探测器,是近十年来在热探测领域得到重要发展的一种新型热探测器。据报道这种探测器可以广泛地用于辐射温度测量、红外光谱测量等领域。
  热释电探测器的基本原理:
  凡是具有自发极化的晶体,其表面会出现面束缚电荷,而这些面束缚电荷平时被晶体内部和外部的自由电荷所中和,因此在常态下呈中性。如果交变的辐射照射在光敏元件上,则光敏元件的温度、晶片的自发极化强度以及由此引起的面束缚电荷的密度均以同样频率发生周期性变化。如果面束缚电荷变化较快,自由电荷来不及中和,在垂直于自发极化矢量的两个端面间将会出现交变的端电压[79],热释电探测器就是这种原理来设计的,图3-2描述了其测量原理。
  其工作原理可以用三个过程来描述:“辐射_热”为吸收过程,“热_+温度”为加热过程,“温度-+电”则为测温过程。根据热平衡方程,对周期变化的红外辐射响应元温升描述为
  △死=页矗詈矛:    (3-6)
  式中多——正弦变化辐射功率峰值;
  ∞——辐射角频率;
  8-响应元比辐射率;
  G-响应元热导,单位为WK一;
  丁——热容与有效热导之比( C/G),即热时间常数,单位为s。
  热释电探测器是一个电容性的低噪声器件,等效电路如图3-3所示。
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        热释电探测器

 

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