能控制系统第 2页共 29页第二章应用元件的介绍 2.1 热释电传感器的红外辐射与红外探测的原理结构热释电传感器是利用红外辐射与红外测温的原理来探测的, 红外测温属非接触式测温,是测温技术中的主要手段,其特点是测温范围广,响应速度快和不明显破坏被测对象温度场,因而广泛应用于工业、农业、交通等领域。非接触红外测温有以下几点优点: (1)测量不干扰被测温场,不影响温场分布,从而具有较高的测温准确度。(2)测温范围宽。(3)探测器的响应时间短,反应速度快,易于快速与动态测量。(4)不必接触被测物体,操作方便。(5)可以确定微小目标的温度。非接触测温技术的意义是显而易见的。随着工农业、国防事业、医学的发展,对温度测量越来越迫切。在某些场合,温度测量逐步上升为主要矛盾,引起了各方面的普遍重视。通常将电磁波谱间隔在 0.76 ~1000 μm的区域称为红外光谱区,红外传感器是一种新型的传感器,能够探测物体辐射的红外线。热释电元件的工作原理是基于热释电效应,即在强电介质温度变化ΔP的自然极化的存在,此时传感器有电信号输出,晶体的这种性质被称为热释电极或热释电效应。有些热释电晶体,他们的自发极化方向能用外电场来改变,这些晶体称作热释电——铁电体。例如: LiTaO 2(钽酸锂)、 BaTi O 2(钛酸钡)和 TGS ( 硫酸三甘酞)等。为了使传感器能够长期稳定地工作,提高灵敏度,增强抗干扰能力,这里选用了 TGS 晶体制作的双型探测器 2.2 红外测温原理红外测温是通过探测物体表面发射的能量来测量其温度,由物理学可知,处于绝对温度(-273.15 ℃)以上的任何物体,都要释放热能,而红外辐射温度计测量其中与温度有关波长范围内的热能,并将其转换与温度成比例的电信号,由此测出其温度。据斯蒂芬-波兹曼常数,绝对黑体其温度 T于与辐射能之间的关系为: 433 45015 2ThC KE?????
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