精准测温:Amphenol主动加热红外热电堆传感器显著降低环境温度干扰
如果我们查看红外热电堆的输出电压信号和环境温度之间的关系(参考《红外热电堆的特性浅析及应用》),知道理想情况下有:
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其中除了被测物体温度
和传感器冷端温度
之外,其余被认为是常数。
那么,有什么解决方法吗?
这里,T表示物体温度,T_env表示环境温度,k是冷却常数。负号表示物体温度向环境温度靠近。如果有传感器的初始温度To,那么有传感器的温度T:
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前面提到热电堆的输出信号和传感器热电堆的冷端温度息息相关。当环境温度和热电堆传感器的本地温度(我们称之为冷端)温度相差较大时,传感器本身的温度变化率就会较大,而内置的NTC也因为存在跟踪温度的一阶时间常数,就存在可能无法及时跟踪传感器冷端的温度变化。
新产品:ZTP-210H

这就是ZTP-210H,一款主动加热红外热电堆传感器。该产品专为耳温枪、额温枪的人体测温应用打造,其最大亮点在于通过内部微型加热模块对传感器自身进行控温,从而使测量结果更独立于周围环境变化,实现高稳定性、高精度的非接触温度检测。
为什么“主动加热”?
红外热电堆传感器通过黑体吸收目标物体发出的红外辐射而使得和热电堆的冷端形成温差,并且由于赛贝克原理造成热电势差。然而,在快速变化或不稳定的环境温度(如开空调、开门时的突变气流)下,纤细的传感器自身温度也会发生波动,进而影响测量精度。这种温漂问题尤其在高要求的医疗测温设备中表现明显,容易导致误差大、重复性差的问题。
Amphenol的主动加热型红外热电堆传感器通过紧凑内置的微型加热元件持续维持传感器本体在一个稳定的工作温度,提高热电堆温端与冷端之间的温差控制能力,从而在环境温度变化剧烈的工况下依然保持高的响应稳定度。
因为传感器内部原本就有测环境温度的NTC,当环境温度(比如耳蜗)高于传感器探头温度,我们持续加热探头让传感器探头温度接近这个环境温度;当环境温度低于探头温度时,我们仍然可以加热探头,通过控制功率的方式让探头温度维持在一个相对较高但是稳定的温度。这样就可以让红外热电堆的工作始终处于一个相对稳定的环境温度之中。
在我们的内部实验中,主动加热版本传感器在模拟常温房间中开启空调(模拟冷风冲击)的工况下,相比传统无加热型热电堆,其测温值的瞬时变化率(ΔT/Δt)平均下降达46%以上,极端情况下降幅甚至超过60%。
这意味着耳温枪用户在环境温度突变时所受到的误差扰动将显著被抑制,例如在医院、家庭或户外测温场景中,测温值保持更加一致可靠。
应用优势:不仅限于耳温枪
虽然该系列传感器目前主要面向耳温枪应用,但其所体现出的温度抑制特性和边界稳定性,也让它成为以下领域的理想选择:
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医疗级额温仪和红外体温筛查设备 -
工业自动测温岗哨系统 -
IoT环境监测中需要精确响应的人体存在识别与发热检测 -
室内智能温控领域中精准识别人类体温差的装置
Amphenol Sensors持续推进创新传感科技
作为全球领先的传感与互连方案提供商,Amphenol不断致力于推动传感器性能边界的突破。本次推出的主动加热红外热电堆产品,正是我们以客户场景为中心,洞察应用痛点,也是理论联系实际并实现的一项成果。
借助主动热稳方案,让环境变化不再干扰您的精密测量。
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