熱釋電感測器

簡介

熱釋電感測器又稱人體紅外感測器，被廣泛套用於防盜報警、來客告知及非接觸開關等紅外領域。

壓電陶瓷類電介質在電極化後能保持極化狀態，稱為自發極化。自發極化隨溫度升高而減小，在居里點溫度降為零。因此，當這種材料受到紅外輻射而溫度升高時，表面電荷將減少，相當於釋放了一部分電荷，故稱為熱釋電。將釋放的電荷經放大器可轉換為電壓輸出。這就是熱釋電感測器的工作原理。

當輻射繼續作用於熱釋電元件，使其表面電荷達到平衡時，便不再釋放電荷。因此，熱釋電感測器不能探測恆定的紅外輻射。

工作原理

某些晶體，例如鉭酸鋰、硫酸三甘肽等受熱時，晶體兩端會產生數量相等、符號相反的電荷。1842年布魯斯特將這種由溫度變化引起的電極化現象正式命名為“pyroelectric”，即熱釋電效應。紅外熱釋電感測器就是基於熱釋電效應工作的熱電型紅外感測器其結構簡單堅固，技術性能穩定，被廣泛套用於紅外檢測報警、紅外遙控、光譜分析等領域，是目前使用最廣的紅外感測器。

熱釋電感測器的濾光片為帶通濾光片，它封裝在感測器殼體的頂端，使特定波長的紅外輻射選擇性地通過，到達熱釋電探測元+在其截止範圍外的紅外輻射則不能通過。

熱釋電探測元是熱釋電感測器的核心元件，它是在熱釋電晶體的兩面鍍上金屬電極後，加電極化製成，相當於一個以熱釋電晶體為電介質的平板電容器。當它受到非恆定強度的紅外光照射時，產生的溫度變化導致其表面電極的電荷密度發生改變，從而產生熱釋電電流。

探測元的原理參考了菲涅耳透鏡（英語：Fresnel lens），又譯菲涅爾透鏡，別稱螺紋透鏡，是由法國物理學家奧古斯丁·菲涅耳所發明的一種透鏡。此設計原來被套用於燈塔，這個設計可以建造更大孔徑的透鏡，其特點是焦距短，且比一般的透鏡的材料用量更少、重量與體積更小。和早期的透鏡相比，菲涅耳透鏡更薄，因此可以傳遞更多的光，使得燈塔即使距離相當遠仍可看見。