• người Trung Quốc
  • Nguyên lý làm việc của cảm biến hồng ngoại nhiệt - Hiệu ứng nhiệt điện

    Nguyên lý làm việc của cảm biến hồng ngoại nhiệt - Hiệu ứng nhiệt điện

    Hiệu ứng nhiệt điện (Hiệu ứng Seebeck)

    Nếu hai vật liệu hoặc vật thể khác nhau A và B có cùng vật liệu nhưng có chức năng làm việc khác nhau, khi được kết nối ở đầu nóng (Khu vực tiếp giáp nóng), sẽ mở ra ở đầu lạnh (Khu vực tiếp giáp lạnh) và gradient nhiệt độ giữa đầu nóng đầu cuối và đầu lạnh là ΔTHC, vì vậy ở đầu lạnh sẽ có suất điện động nhiệt Vngoài.

    yysensor- sensor structure

    Khi bức xạ hồng ngoại bên ngoài chiếu vào vùng hấp thụ của đầu báo, vùng hấp thụ sẽ hấp thụ bức xạ hồng ngoại và chuyển nó thành nhiệt năng. Một gradient nhiệt độ sẽ được tạo ra ở khu vực tiếp giáp nóng và khu vực tiếp giáp lạnh. Thông qua Hiệu ứng Seebeck của vật liệu cặp nhiệt điện, gradient nhiệt độ có thể được chuyển đổi thành đầu ra tín hiệu điện áp.

    22
    33

    Hiệu ứng nhiệt điện (Hiệu ứng Seebeck)

    Bộ lọc (đặc tính của bộ lọc IR là tùy chọn): chọn dải hồng ngoại, tránh ánh sáng bước sóng khác ảnh hưởng đến cảm biến

    Nắp: cấu trúc cơ học hỗ trợ của bộ lọc IR

    TPS Chip: để cảm nhận tín hiệu hồng ngoại đi qua bộ lọc IR

    Header: cấu trúc cơ học hỗ trợ của chip

    Chip Thermistor (Tùy chọn): giám sát nhiệt độ khu vực mối nối lạnh của chip TPS

    Chip mạch xử lý ASIC (tùy chọn, đầu ra tín hiệu điều hòa): điều chỉnh tín hiệu đầu ra tương tự của chip TPS

    44

    Có thể thấy, nguyên lý hoạt động của chip cảm biến nhiệt là hai lần chuyển đổi vật lý “ánh sáng-nhiệt-điện”. Bất kỳ vật thể nào trên độ không tuyệt đối (kể cả cơ thể con người) đều phát ra tia hồng ngoại, nếu chọn bước sóng thích hợp thông qua bộ lọc hồng ngoại (cửa sổ dải 5-14μm), khi vật liệu nhạy cảm với tia hồng ngoại trên chip hấp thụ nhiệt hồng ngoại và biến ánh sáng thành nhiệt , dẫn đến sự tăng nhiệt độ của vùng hấp thụ, chênh lệch nhiệt độ giữa vùng hấp thụ và vùng tiếp giáp lạnh được chuyển đổi thành đầu ra điện áp thông qua hàng trăm bộ kết nối loạt cặp nhiệt điện siêu nhỏ và tín hiệu hồng ngoại được phát hiện sau khi đầu ra điện áp được tạo ra.

    1

    Nhìn từ cấu tạo, cảm biến hồng ngoại chịu nhiệt của Sunshine Technologies khác với các sản phẩm thông thường, cấu tạo “rỗng ruột”. Có một khó khăn kỹ thuật chính đối với cấu trúc này, đó là làm thế nào để đặt một lớp màng treo dày 1μm trên diện tích chỉ 1 mm2, và đảm bảo rằng phim có thể có đủ tỷ lệ chuyển đổi để chuyển đổi ánh sáng hồng ngoại thành đầu ra tín hiệu điện, để đáp ứng các yêu cầu về cường độ tín hiệu của cảm biến. Chính vì Sunshine Technologies đã chinh phục và làm chủ được công nghệ cốt lõi này mà nó có thể phá vỡ thế độc quyền lâu nay của các sản phẩm nước ngoài trong một sớm một chiều.


    Thời gian đăng: Dec-01-2020