熱釋電紅外傳感器的發展趨勢主要集中在哪些方面?

2021-01-19 電子發燒友
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熱釋電紅外傳感器的發展趨勢主要集中在哪些方面？

工程師黃明星 發表於 2018-07-11 07:00:00

隨著科學技術、計算機微處理器、現代數位訊號處理技術水平、新型半導體等材料的推出和加工製造工藝等各方面的進步，熱釋電紅外傳感器將會發展迅猛。

國外某研究機構預測，紅外傳感器將在全球銷售額的2.86億美元。而據美國市場研究公司ASDREPORTS的一份研究報告預測，全球光電/紅個（EO/IR）傳感器市場規模到2024年將達到100億美元，與2014年73億美元的市規格相比，其複合年增長率達到3.22%。

熱釋電紅外傳感器技術是最近幾年發展最快的技術之一，紅外傳感器目前已廣泛應用在航空航天、天文、氣象、工業、軍事和呢用等眾多領域，起著不可替代的重要作用。

紅外線，實質上是一種電磁輻射波，其波長範圍大致在0.78~1000M頻譜範圍內，因其是位於可見光中紅光以外的光線，故而得名為紅外線。任何溫度高於絕對零度的物體，都會向外部空間以紅外線的方式輻射能量。

利用紅外輻射實現相關物理測量的傳感技術，即為紅外傳感技術。

近年來，紅外傳感器的發展趨勢主要集中在以下幾個方面：

1、新型材料和處理技術的發展：

用新型材料和處理技術，使得熱釋電紅外傳感器的紅外探測率提高，響應波長增大，響應時間縮自顧不暇，像素靈敏度和像素密度更高，搞幹擾性高，生產成本降低。如PYREOS和IRISYS公司已推出薄膜和陶瓷混合的新型熱釋電敏感技術，使得敏感元件可以實現陣列化。

2、熱釋電紅外傳感器的大型化和多功能：

微電技術的發展和傳感器的應用領域的不斷擴大，熱釋電紅外傳感器正從小型、單一功能，向大型化，多功能化方向發展。

名國外所研製的大型紅外傳感器（16*16到64*64像素）除可進行溫度場測量外，還可獲得先進的，小型紅外傳感器所不具有的人體探測功能（即可精確定位個人在空間中的位置，即人不活動，也可識別出）或在大型區域的安全監視等功能，十分適宜於家庭自動化、醫療保健、安全防護等場合的應用。此外，新型多光譜傳感器的研製，也大大改善了紅外成像陣列的功能性。

3、傳感器的智能化：

新型的智能熱釋電紅外傳感器通常內置多個微處理器，具備傅立葉變換，小波變換等先進數位訊號處理或補償功能，自診斷功能，雙向數字通信等功能，使得傳感器的穩定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。

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    主動紅外探測器技術主要採用一發一收，屬於線形防範，現在已經從最初的但光束髮展到多光束，而且還可以雙發雙受，最大限度的降低誤報率，從而增強該產品的穩定性，可靠性。 熱釋電紅外傳感器的結構熱釋電紅外傳感器由以下四個主要部分構成： ①構成電路的鋁基板、場效應電晶體(FET)； ②具有熱釋電效應的陶瓷材料； ③ 限制入射紅外波長的窗口材料； ④ 外殼TO—5型管帽和管座。
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    主動紅外探測器技術主要採用一發一收，屬於線形防範，現在已經從最初的但光束髮展到多光束，而且還可以雙發雙受，最大限度的降低誤報率，從而增強該產品的穩定性，可靠性。 被動紅外傳感器是靠探測人體發射的紅外線來進行工作的。傳感器器收集外界的紅外輻射進而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常採用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發出變化時就會向外釋放電荷，檢測處理後產生報警。這種傳感器是以探測人體輻射為目標的。所以輻射敏感元件對波長為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。
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