双通道热释电探测器
热释光探测器的结构组成
热释光探测器的结构组成
热释光探测器是一种测量样品放射性元素含量的仪器，其结构组成包括以下几个部分。
1.样品仓：热释光探测器的样品仓通常由铝制成，具有较高的热传导性能，可以快速将样品加热到高温。
2.激发光源：热释光探测器的激发光源通常采用紫外线灯或蓝光二极管，可以在样品中激发释放出的电子激发，使其产生瞬时较强的荧光信号。
3.光电倍增管：热释光探测器的光电倍增管是用于放大荧光信号的重要部分，其数量和放大倍数直接影响到探测器的灵敏度和分辨率。
4.数据采集系统：热释光探测器的数据采集系统通常包括高速模数转换器、计算机和数据处理软件等组成部分，可以将荧光信号转换为数字信号并进行数据处理。
总之，热释光探测器是一种非常重要的测量放射性元素含量的仪器，其完整的结构组成可以为我们提供准确的测量结果。
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热释电探测器介绍
热释电红外线传感器热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。
在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。
由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。
为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10~20米范围内人的行动。
菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。
当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。
人体辐射的红外线中心波长为9~10--um，而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。
在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7~10--um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
被动式热释电红外探头的工作原理及特性：人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10UM 左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。
所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
热释电红外传感器及其应用
热释电红外传感器及其应用摘要：为有效解决电化学、气敏类传感器稳定性差、检测范围窄、易中毒、测量精度低等问题，研制了一种基于钽酸锂薄膜材料的热释电红外气体传感器。
重点介绍了该气体传感器的工作原理及其结构设计，其结构采用双通道光路测量结构，分别为测量通道和参考通道，有效避免了光源波动和腔体污染对传感器造成的影响。
该传感器具有结构新颖、简单可靠、测量范围宽、不中毒等特点，市场应用前景广阔。
关键词：钽酸锂薄膜;热释电红外气体传感器;双通道结构;光源波动.Abstract: In order to effectively resolve the problem of the electrochemical, gas type sensor, such as poor stability, narrow detection range, easy to poisoning and low accuracy etc.，a pyroelectric infrared gas sensor is developed based on lithium tantalate thin-film. The emphasis is paid on the working principle of the gas sensor and its design, its structure using two-channel optical measurement of the structure, respectively measuring channel and reference channel, effectively prevent the light source fluctuation and cavity impact of pollution on the sensor. The sensor has a novel structure, simple and reliable, wide measuring range, not poisoning etc., the market prospect is broad.Keyword: lithium tantalate thin films; pyroelectric infrared gas sensor; dual-channel structure; light fluctuations.引言今天，环境保护已经成为我们最关注的问题，环保、安全防护越来越受到人们的重视，随着智能化、网络化的推动，应用于这些领域的传感器日新月异。
傅里叶红外光谱仪所用的检测器
傅里叶红外光谱仪所用的检测器
傅里叶红外光谱仪常用的检测器有以下几种：
1. 热释电探测器（Thermocouple Detector，TCD）：利用样品区域内气体的传热性质来测量样品辐射出的热量。
适用于大气气体和少量挥发性物质的检测。
2. 热导探测器（Thermal Conductivity Detector，TID）：利用样品与载气混合后导热系数的变化来检测挥发性物质和气体。
适用于空气净化、化学工业中的气体分析。
3. 红外辐射探测器（Infrared Radiation Detector，IRD）：通过监测样品产生的红外辐射信号来检测挥发性物质和气体。
适用于空间探测、地球物理以及制造业中的检测。
4. 二极管（Diode）：利用二极管受入射光电子激发发生电流变化的特性测量光谱强度。
适用于大气、气体和液体等样品的分析。
5. 红外阵列检测器（Infrared Array Detector，IAD）：利用阵列检测器对红外信号进行同时采集和转换，快速地测量样品的红外吸收光谱。
适用于生物医药、材料分析与制造等各个领域。
光电检测技术第二版答案
光电检测技术第二版答案篇一：《光电检测技术-题库》(2) 】、填空题1. 对于光电器件而言，最重要的参数是、和。
2. 光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成。
3. 光电三极管的工作过程分为和。
4. 激光产生的基本条件是受激辐射、和。
5. 非平衡载流子的复合大致可以分为和。
6. 在共价键晶体中，从最内层的电子直到最外层的价电子都正好填满相应的能带，能量最高的是填满的能带，称为价带。
价带以上的能带，其中最低的能带常称为，与之间的区域称为。
7. 本征半导体在绝对零度时，又不受光、电、磁等外界条件作用，此时导带中没有，价带中没有，所以不能。
8. 载流子的运动有两种型式，和。
9. 发光二极管发出光的颜色是由材料的决定的。
10. 光电检测电路一般情况下由、、组成。
11. 光电效应分为内光电效应和效应，其中内光电效应包括和，光敏电阻属于效应。
12. 半导体对光的吸收一般有、、、和这五种形式。
13. 光电器件作为光电开关、光电报警使用时，不考虑其线性，但要考虑。
14. 半导体对光的吸收可以分为五种，其中和可以产生光电效应。
15. 光电倍增管由阳极、光入射窗、电子光学输入系统、和等构成，光电倍增管的光谱响应曲线主要取决于材料的性质。
16. 描述发光二极管的发光光谱的两个主要参量是和。
17. 检测器件和放大电路的主要连接类型有、和等。
18.. 使用莫尔条纹法进行位移- 数字量变换有两个优点，分别是和19. 电荷耦合器件( ccd )的基本功能是和。
20. 光电编码器可以按照其构造和数字脉冲的性质进行分类，按照信号性质可以分为和。
21. 交替变化的光信号，必须使所选器件的大于输入信号的频率才能测出输入信号的变化。
22. 随着光电技术的发展，可以实现前后级电路隔离的较为有效的器件是。
23. 硅光电池在偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。
24. 发光二极管的峰值波长是由决定的。
传感器选用原则
传感器选用原则现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。
当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。
测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
1）根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。
因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
2）灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。
当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
3）频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差4）线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。
第6章 热探测器
Ps
北京理工大学光电学院
《光电技术与实验》
13
1.热释电效应
热“释电”的物理过程
Ps (T1 )
温度低 热电晶体－－ 极化强度与温度关系
Ps (T2 )
U
2 2
2 NJ
=
(4kTRΔf )
1
2
(1 + ω τ )
2 2 e
1
4
当ωτe ＞＞1时，上式可简化为
2 U NJ
4kTRΔf = ωτ e
1
2
表明热噪声电压随调制频率的升高而下降。
北京理工大学光电学院
《光电技术与实验》
25
2） 温度噪声 温度噪声来自热释电器件的灵敏面与外界辐射交换能量的随机 性，噪声电流的方均值为
北京理工大学光电学院 《光电技术与实验》 23
αγAd S ≈ ωHC
2 热释电器件的噪声
热释电器件的基本结构是一个电容器，因此输出阻抗 很高，所以它后面常接有场效应管，构成源极跟随器的形 式，使输出阻抗降低到适当数值。因此在分析噪声的时候， 也要考虑放大器的噪声。这样，热释电器件的噪声主要有 电阻的热噪声和温度噪声。
热“释电”的物理过程 恒温T1 电荷中和时间：秒～小时
自由电荷
Ps
Ps (T1 )
束缚电荷
温升到T2 －－束缚电荷减少 极化驰豫时间－－皮秒 －－“释放” 电荷
北京理工大学光电学院 《光电技术与实验》
Ps (T2 )
16
1.热释电效应 恒温T1 电荷中和时间：秒～小时
红外热释电传感器
红外热释电传感器什么是红外热释电传感器红外热释电传感器是一种被广泛使用在安防监控中的传感器，可以检测并识别人体的红外辐射信号。
它可通过检测人体辐射的红外线来判断人体的存在，从而实现人体感应的应用。
与其他传感器相比，它在检测精度、灵敏度和稳定性方面都有很优秀的表现。
红外热释电传感器的原理红外热释电传感器采用的是“热释电效应”，当红外线照射在热释电传感器的各个区域上，红外线会通过吸收、反射、透过等过程，转化成电信号输出。
热释电材料在吸收红外线照射后，自身温度会提高，并且电荷的分布状态也会发生改变，从而产生输出电信号。
通过对红外辐射信号的检测和分析，可以判断出人体的存在与否。
红外热释电传感器的优劣势优势：1.高精度。
红外热释电传感器可以检测人体的移动方向、速度、距离等，准确度较高。
2.环境适应性强。
在各种天气环境下，红外热释电传感器都可以保持稳定的检测效果。
3.无线控制。
红外热释电传感器可以实现与其他设备的无线联动和控制。
劣势：1.价格较高。
红外热释电传感器的经济性不如其他传感器。
2.局限性。
红外热释电传感器只能检测人体等物品的红外辐射信号，无法判断物品的其他特征。
红外热释电传感器的应用红外热释电传感器主要应用于安防现场，例如办公室、居民小区、道路、停车场等。
具体应用如下：1.报警。
红外热释电传感器可以在特定的区域内检测人体的存在，当检测到非法闯入时，会即时发送信号到安全系统进行报警。
2.自动开关灯。
在开启了自动感应的灯具中，红外热释电传感器可以检测人体的存在，从而实现灯具的自动开关。
3.智能家居。
将红外热释电传感器应用到家居中，可以通过对家具的感知，实现智能化的控制管理。
红外热释电传感器与其他传感器的区别与其他传感器相比，红外热释电传感器的最大优势在于检测的是人体的红外辐射信号。
与光线传感器、声音传感器等其他传感器相比，红外热释电传感器可以在低光照、较弱声音等条件下工作，并且抗干扰能力较强。
但是，它也有自己的局限性，如无法检测人体之外的物体，且价格和功耗较高。
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Description:
dual channel; TO39 housing; small chip size; thermal compensation; OpAmp; current mode;feedback 100GOhm;
ultra low power consumption, single supply
110
100 110
100
r e l a t i v e R e s p o n s i v i t y [%]
Frequency [Hz]
110
100 1
10
100
N o i s e [µV /H z ½]
Frequency [Hz]
Aperture size nom ø6.0 mm, single channel 2.7x1.8 mm² Element size / type nom 1.0x1.8 mm² lithium-tantalate with black layer Thermal time constant typ 150 ms
Feedback resistor nom 100 GOhm ±20 %
Feedback capacitor nom 0.2 pF ±0.1 pF
Polarity nom negative signal by positive IR flux change Voltage responsivity (rms)
{500 K, 10 Hz, 25 °C, without filter/window}
min 60,000 V/W
Noise density (rms)
{10 Hz, BW 1 Hz, 25 °C}
max 50 µV/(sqrt[Hz])
Detectivity
{500 K, 10 Hz, 1 Hz, 25 °C, without filter/window} typ 3.0E+08
cm(sqrt[Hz])/W
CMOS operational amplifier nom OpAmp3 Operating supply voltage V+ 2.7 ... 10 V Recommended supply voltage V+ nom V+ = +3 V Supply current {output load 1 MOhm} max 60 µA Offset voltage {25 °C; output load 1 MOhm} V+/2 ±10% Optimal output load nom 330 kOhm Absolute output current max 1 mA Operating / Storage temperature nom -25 ... +85 °C
IR window Combinations of all InfraTec standard narrow band pass filters are available.
Customized filters upon request.
Filter sizes nom rectangular filters: (3.50 ±0.1 x 2.50 ±0.1)mm circular filters: not applicable
standard thickness: 0.50 mm +0.2/-0.1 mm thickness range 0.70 ... 1.10 mm on request
Field of View min CaF2 or BaF2; 0.4 mm thick: not applicable Silicon substrate; 0.5 mm thick: 30°
InfraTec reserves the right to change these specifications at any time without notification.。