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§ 3.1.6 热释电回目录一,热释电效应在某些电解质晶体中,不加外电场就存在电极化现象,且具有一定的极化强度,这种极化强度称为自发极化强度,Ps为自发极化强度方向。具有自发极化的晶体,由于在晶体发生温度变化时,就会产生热释电效应,因而称为热释电晶体。
Us=Aeα dT/dt
式中,Ae为电极面积,α 是与晶体材料有关的常数 。
若在两电极间接上负载 Z,则负载中就有热释电电流通过,其大小为:
Is=Aeα /Z ·dT/dt= Aeρ ·dT/dt (ρ =
α /Z为热释电系数 )
由上式可知,Is只与热释电材料的温度变化率有关
,与温度本身无关 。
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§ 3.1.6 热释电回目录二.热释电的构成及特性热释电外形和内部结构如图所示实用的热释电由敏感元件、场效应管、高阻电阻、滤波片等组成,并向壳内充入氮气封装起来。敏感元件用红外热释电材料制成很小的薄片,再在薄片两面镀上电极。热释电材料以压电陶瓷和陶瓷氧化物最多。热释电需要进行阻抗变换和信号放大。
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§ 3.1.6 热释电回目录三,菲涅尔透镜热释电信息转换器件前面需安装菲涅尔透镜,
外来移动的辐射能量通过菲涅尔透镜断续的聚光于热释电上,使热释电输出相应的电信号 。 它是一种由特殊设计的塑料透镜组,透镜组的每个透镜都有一个不大的视场,而相邻两个透镜的视场不连续,
也不重叠,彼此相隔一个微小的盲区 。 同时,菲涅尔透镜也能增加热释电的探测距离 。 不加菲涅尔透镜时,热释电的探测距离为 2米左右,加上菲涅尔透镜后,探测距离可达 10米以上 。
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§ 3.1.6 热释电回目录四.热释电的应用热释电信息转换器件用途广泛,主要用于防盗报警和安全报警装置(防止人们误入危险区)、自动门、自动照明装置、火灾报警等一些自动控制系统中。
五.热电成象器件目前,热释电也可制成探测器阵列,已有 320?240像敏元的热释电热成象系统上市,主要用于红外摄像机。
另一类热电探测器是碲镉汞( CMT)器件,这也是一种热成象器件,可以单元使用,也可以线阵或面阵使用
,具有极高的灵敏度,已成功的应用在我国风云一号和风云二号卫星上。但碲镉汞( CMT)器件使用时一定要制冷,一般采用半导体制冷。
3.2