所有热释电材料在物理特性上均具有压电效应。这意味着,探测器中的热释电芯片不仅对辐射变化产生响应(热释电信号),还会像麦克风或加速度传感器那样对结构声与空气声作出相应(产生压电信号)。这一现象称为振动敏感性或麦克风效应。
热释电探测器无法避免由压电效应产生的信号干扰,这种干扰无法通过改变工作模式来减弱,只能通过机械应对措施来解决。 InfraTec 探测器采用一种专利的热释电芯片安装技术,从而将麦克风效应降至最低。。
当外力(如机械冲击或振动)作用于热释电材料时,其晶格会发生形变。如果形变的结果是晶体的电荷中心沿着材料表面电极垂直的方向移动,则会产生表面电荷。
在此过程中,因温度变化通过热释电效应产生的表面电荷,会与压电效应产生的、不希望产生的机械电荷叠加在一起。这种现象被称为麦克风效应或振动敏感性。
对于热释电探测器,晶体取向的选择以最大化热释电效应为原则。由此带来的加速度敏感性虽已降至最低,但仍无法完全避免。它对探测器测量信号的影响,可以通过将探测器与其周围环境进行大程度的机械解耦,或采取有效的振动阻尼措施来加以减弱。此外,在探测器内部也可采取特殊措施,使关键的振动模态得到有效衰减,从而将其对测量信号的寄生影响降到最低。
InfraTec 公司基于有限元法(FEM)仿真开发了一款专用芯片支架(如图),并已成功投入批量生产。通过专利设计的热释电芯片悬置结构,大幅减少了芯片的形变,并有效抑制了热释电探测器在约 10 Hz 典型调制频率下的振动。与传统热释电探测器相比,由此产生的机械干扰信号降低了 95%。
抗麦克风效应的探测器可通过其型号名称中间的字母“M”(如 LME 或 LMM)进行识别。
InfraTec 提供不同的产品系列,包括约 50 种标准热释电探测器。我们的产品范围还包括采用缩小麦克风技术和集成运算放大器的探测器以及数字探测器。
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