熱電探測器

《計量學名詞》第一版。

某些電介質因溫度變化引起自發(fā)極化或者長期感應極化，測量其變化速率的熱探測器。

熱探測器常被分為四種：氣動探測器（高萊管）、熱電偶或熱電堆、熱敏電阻、熱釋電探測器。

1．氣動探測器（高萊管）

利用充氣容器接受熱輻射后溫度升高氣體體積膨脹的原理，測量其容器壁的變化來確定紅外輻射的強度。這是一種比較老式的探測器，但在1947年經高萊改進以后的氣動探測器，用光電管測量容器壁的微小變化，使靈敏度大大提高，所以這種氣動探測器又稱高萊元件。

2．熱敏電阻

熱敏電阻的阻值隨自身溫度變化而變化。它的溫度取決于吸收輻射、工作時所加電流產生的焦耳熱、環(huán)境溫度和散熱情況。熱敏電阻基本上是用半導體材料制成的，有負電阻溫度系數（NTC）和正電阻溫度系數（PTC）兩種。

熱敏電阻通常為兩端器件，但也有制成三端、四端的。兩端器件或三端器件屬于直接加熱型，四端器件屬于間接加熱型。熱敏電阻通常都制得比較小，外形有珠狀、環(huán)狀和薄片狀。用負溫度系數的氧化物半導體（一般是錳、鎳和鈷的氧化物的混合物）制成的熱敏電阻測輻射熱器常為兩個元件：一個為主元件，正對窗口，接收紅外輻射；另一個為補償元件，性能與主元件相同，彼此獨立，同封裝于一管殼內，不接收紅外輻射，只起溫度補償作用。

3．熱電偶和熱電堆

熱電偶是最古老的熱探測器之一，仍得到廣泛的應用。熱電偶是基于溫差電效應工作的。單個熱電偶提供的溫差電動勢比較小，滿足不了某些應用的要求，所以常把幾個或幾十個熱電偶串接起來組成熱電堆。熱電堆可以比熱電偶提供更大的溫差電動勢，新型的熱電堆采用薄膜技術制成，因此，稱為薄膜型熱電堆。

4．熱釋電探測器

熱釋電探測器是發(fā)展較晚的一種熱探測器。如今，不僅單元熱釋電探測器已成熟，而且多元列陣元件也成功地獲得應用。熱釋電探測器的探測率比光子探測器的探測率低，但它的光譜響應寬，在室溫下工作，已在紅外熱成像、紅外攝像管、非接觸測溫、入侵報警、紅外光譜儀、激光測量和亞毫米波測量等方面獲得了應用，所以，它已成為一種重要的紅外探測器。

熱電體有重要和廣泛的應用，如紅外探測器、熱電激光量熱計、夜視儀以及各種光譜儀接收器等。它的優(yōu)點是不用低溫冷卻，但靈敏度比相應半導體器件稍低。

熱電材料主要應用于紅外溫度探測器和熱電攝像管等方面。與相應的半導體器件比較，優(yōu)點是不需制冷，可工作于室溫。缺點是靈敏度略低。絕熱條件下對熱電體施加外電場，則在極化改變的同時溫度也發(fā)生變化。這是熱電效應的逆效應，稱為電熱效應。絕熱去極化是一種獲得低溫的方法。 2100433B