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一文讀懂CA75N紅外熱像儀的工作原理

更新時(shí)間:2025-01-13點(diǎn)擊次數(shù):526
 CA75N紅外熱像儀是利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測(cè)物體的不同溫度。
 
  CA75N紅外熱像儀的工作原理:
 
  非制冷紅外焦平面探測(cè)器由許多MEMS微橋結(jié)構(gòu)的像元在焦平面上二維重復(fù)排列構(gòu)成,每個(gè)像元對(duì)特定入射角的熱輻射進(jìn)行測(cè)量,其基本原理如圖4所示,a):紅外輻射被像元中的紅外吸收層吸收后引起溫度變化,進(jìn)而使非晶硅熱敏電阻的阻值變化;b):非晶硅熱敏電阻通過MEMS絕熱微橋支撐在硅襯底上方,并通過支撐結(jié)構(gòu)與制作在硅襯底上的COMS獨(dú)處電路相連;c):CMOS電路將熱敏電阻阻值變化轉(zhuǎn)變?yōu)椴罘蛛娏鞑⑦M(jìn)行積分放大,經(jīng)采樣后得到紅外熱圖像中單個(gè)像元的灰度值。
 
  為了提高探測(cè)器的響應(yīng)率和靈敏度,要求探測(cè)器像元微橋具有良好的熱絕緣性,同時(shí)為保證紅外成像的幀頻,需使像元的熱容盡量小以保證足夠小的熱時(shí)間常數(shù),因此MEMS像元一般設(shè)計(jì)成如圖5所示的結(jié)構(gòu)。利用細(xì)長(zhǎng)的微懸臂梁支撐以提高絕熱性能,熱敏材料制作在橋面上,橋面盡量輕、薄以減小熱質(zhì)量。在襯底制作反射層,與橋面之間形成諧振腔,提高紅外吸收效率。像元微橋通過懸臂梁的兩端與襯底內(nèi)的CMOS讀出電路連接。所以,非制冷紅外焦平面探測(cè)器是CMOS-MEMS單體集成的大陣列器件。
 
  熱像測(cè)溫用于預(yù)防性檢測(cè),例如對(duì)電力輸電線路、發(fā)電設(shè)備、機(jī)械設(shè)備等通過紅外熱像儀檢測(cè)異常發(fā)熱區(qū)域,可以預(yù)防重大停機(jī)以及事故的發(fā)生。在建筑方面,用于檢測(cè)房屋的隔熱效果、墻壁外立面、空鼓、滲水和霉變等。其它的領(lǐng)域還包括產(chǎn)品研發(fā)、電子制造、醫(yī)學(xué)測(cè)溫和制程控制等。


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