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基于熱釋電效應的紅外敏感材料與傳感器

2022-11-03 09:58:56
云上高博會 http://www.gxf2npi.xyz
所屬領域:
新材料及其應用
項目成果/簡介:

紅外傳感器廣泛應用于工業、醫療和環境等領域,其研發與生產水平關系到國家安全、國民經濟和環保事業的發展。目前國內對于熱釋電紅外傳感器的開發相對落后,其核心敏感材料的制備更是少之又少。以日本、美國為主的少數國家掌握著熱釋電材料制備及器件開發的成熟技術。因此,國內開發高性能熱釋電紅外傳感核心敏感材料顯得格外重要。

熱釋電效應是指極化隨溫度改變的現象。當溫度改變時,極化發生變化,原先的自由電荷不能再完全屏蔽束縛電荷,于是表面出現自由電荷,它們在附近空間形成電場,對帶電微粒有吸引或排斥作用。如果與外電路聯接,則可在電路中觀測到電流。熱釋電紅外傳感器是一種利用熱釋電效應的溫度敏感性傳感器,其獨特的濾光片可以使人體發出的9~10μm的紅外光通過,不需要接觸人體就能檢測出人體輻射能量的不同及變化,并把它轉換成電壓信號輸出。通過將信號放大,就可以驅動各種控制電路,可廣泛應用在智能家居、智能控制、防盜報警等多種場景下。本成果獨立開發高性能熱釋電紅外敏感材料及傳感器,如下圖所示:

應用范圍:

智能照明

熱釋電傳感器相比于傳統物理照明而言,不需要進行手動控制即可完成照明需求,更具便捷性、智能性;相比于聲光控的產品而言,更具可靠性、抗干擾性?;跓後岆妭鞲衅鞯募t外自動感應燈能夠準確感知人體紅外輻射,實現“人進燈亮,人離燈滅”的智能照明方案。

感應開關

負載搭載高性能紅外傳感器,利用熱釋電紅外傳感器來檢測移動人體的紅外輻射,只要人體在其探測范圍內橫切經過,紅外自動開關就會產生電信號,啟動負載?;跓後岆娂t外傳感器的感應開關搭載于空調,電視等家電能夠構建智能的居家環境。

智能安防

熱釋電紅外傳感器能夠搭建出防盜報警系統,使用先進的信號分析處理技術,在監測區采集到人體入侵狀態時,即可向控制主機發送報警信號。可廣泛應用于家庭住宅,商場倉庫等場所。

效益分析:

1.項目組掌握獨立開發高性能熱釋電紅外敏感材料的制備技術,制備的紅外敏感材料經過送樣、裝配,器件性能可與國內外相同產品媲美,得到了市場的廣泛認可;

2.項目組配套合作企業,能夠實現從材料制備、材料加工以及器件裝配等完整生產流程;

3.項目組正在加緊對高溫熱釋電敏感材料及環保無鉛型熱釋電敏感材料的研發。

熱釋電紅外傳感器可應用于多個領域,例如智能照明(人體感應燈),感應開關,智能家居,安防產品,工業自動化控制等?;ヂ摼W用戶數量的增加和智能設備的日益普及以及對節能和低碳排放解決方案的需求不斷增長是推動市場的關鍵因素。隨著社會高度發展,人們對生活水平要求越來越高,智能家居領域成為熱釋電紅外傳感器最大的市場,目前國內外智能家居市場超千億級別,若能將熱釋電紅外傳感器應用于更多的家居場景,未來,熱釋電紅外傳感器相關市場或將達到百億級別。

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