西人馬新型紅外傳感器賦能消費電子產品,讓測溫更高效便捷

2021-11-29T12:25:47+00:00

過去小時候看科幻電影的時候,你是不是經常看到電影裡的人物拿著探測儀對著遠處的森林掃描,或者站在室外對著建築物「比劃」,然後從容不迫地報出哪裡有人,有多少人,在做什麼。當時覺得這個場景簡直太妙了,以至於總是幻想自己這樣操作的樣子。

過去小時候看科幻電影的時候,你是不是經常看到電影裡的人物拿著探測儀對著遠處的森林掃描,或者站在室外對著建築物「比劃」,然後從容不迫地報出哪裡有人,有多少人,在做什麼。當時覺得這個場景簡直太妙了,以至於總是幻想自己這樣操作的樣子。現在,隨著紅外傳感器的普及,這一科幻場景已經逐步成為現實。

例如,在智慧型手機充電過程中,為了防止過充電發熱起火爆炸釀成事故,手機會內置溫度傳感器,在機身溫度過高時自動切斷電源;還有疫情期間得到廣泛使用的額溫槍,在一定距離內對著人體皮膚一掃,就能報出體溫……

西人馬公司即將發布的新型紅外熱電堆傳感器SGXV06和SGXV16也可實現上述功能,它們可應用於智慧型手機、平板電腦、電子手錶、電子手環等消費電子產品,讓消費者可以更高效、方便地測量溫度,也可以給家用電器設備安上一道限溫保險,避免電器設備過熱燒壞。那麼問題來了,什麼是紅外熱電堆傳感器,它的工作原理是什麼,它有哪些優點呢?別急,讓小編一一來解答。

任何物體的溫度只要在絕對零度以上,都會向外輻射一定波長的電磁波能量。物體的溫度越低,所輻射的電磁波的波長越長。常溫下自然界的物體輻射的波長通常在紅外波段(波長在0.75~1000μm),人的眼睛是無法看到的。例如,人體溫度在37℃時,紅外輻射波長為9~10μm,而當物體的溫度上升到400~700℃時,輻射波長縮短到3~5μm。因此,我們可以根據紅外輻射波長的數值,來判斷物體的溫度,這是所有非接觸式紅外測溫的原理。

紅外熱電堆傳感器作為一種非接觸式測溫傳感器,不需要直接接觸被測物體就可以快速測得物體表面溫度。由於傳感器不接觸被測物體,因此不會影響物體的溫度場,從而保證了所測溫度數值的可信性。紅外熱電堆傳感器不僅可以測量常見的低溫、低速運動或靜止的物體,甚至還可以測量高溫、高速運動的物體。因此,紅外熱電堆傳感器在工業生產和日常生活中具有廣泛的應用價值,其主要應用在醫療設備、智能家居、消費電子、工業控制、安防監控等領域。

目前,部分高端智慧型手機、可穿戴設備可以實現非接觸測溫的功能,即在後置相機模組中加入一片紅外熱電堆傳感器,通過接收紅外輻射來實現測溫功能。例如,2020年6月華為榮耀發布了全球首款紅外測溫 5G 手機。由於這種測溫方式屬於非接觸式的,所以測量過程簡單快速。由於目前全球疫情形勢的不確定性,未來隨著體溫監測的常態化,紅外熱電堆傳感器將有望成為智慧型手機、可穿戴設備的標準配置。

根據《熱電堆紅外傳感器行業研究、市場現狀及未來發展趨勢(2020-2026)》所述,2019年全球紅外熱電堆傳感器的市場規模為3.36億美元,預計到2026年將達到7.82億美元,年複合增長率為11.08%。2020年受新冠疫情爆發影響,非接觸式紅外體溫監測儀器作為疫情防控初步篩檢手段,市場需求出現爆發式增長,全年產值達到7.14億美元。

作為一家IDM模式的晶片供應商,西人馬公司即將發布SGXV06和SGXV16紅外熱電堆傳感器,這兩款傳感器可以很好地滿足智慧型手機、電子手錶、手環等消費電子產品對非接觸式測溫的需求,其測量精度要優於市場上的同類產品。

SGXV06為雙通道差分紅外熱電堆傳感器,結構類型為穿孔式結構;SGXV16為單通道貼片式紅外熱電堆傳感器。兩款傳感器均選用西人馬自主研發的CS0708紅外熱電堆晶片,過濾器都採用5.5μm紅外濾光片,波長在5.5~14μm範圍內的紅外長波通過率在75%以上。兩款傳感器的工作溫度範圍為-20~100℃,而普通智慧型手機的工作溫度範圍為-20~85℃,因此它們都可以應用於智慧型手機等消費類電子產品上。SGXV06和SGXV16紅外熱電堆傳感器的其它參數請見下表。

∇SGXV06/16紅外熱電堆傳感器性能參數

序號

參數項目

指標

1

工作溫度範圍

-20~100℃

2

儲存溫度

-40~100℃

3

敏感區域

0.4 X 0.4 mm²

4

靈敏度

140µV/K(Tobj = 60℃, Tamb = 25℃)

5

響應率

125V/W

6

探測率

0.63E08cm·Hz½/W

7

等效噪聲功率

0.44nW·Hz½

8

噪聲電壓

86nV/Hz

9

時間常數

15ms

10

熱電堆阻值

Min:100 Typ:130 Max:160

11

NTC電阻

100±0.5%kΩ

12

NTC β值

3950±0.3%K

13

FOV(視角)

120°

經過測試,SGXV06和SGXV16傳感器輸出的數據和物體溫度呈線性比例關係,具有高精度和高解析度的特性,擁有良好的一致性以及抗熱衝擊性能,可適應較大環境溫度變化的場景。此外,SGXV06和SGXV16傳感器的包裝、儲存和運輸均滿足《GJB1443-1992產品包裝、裝卸、運輸、貯存的質量管理要求》中的相關要求。

西人馬公司一直致力於先進MEMS晶片及傳感器製造,擁有MEMS高端傳感器和晶片製造基地,包括各類先進的MEMS晶片、功能材料晶片及傳感器的封裝與測試設備,客戶主要集中在能源、民用航空、軌道交通、精密儀器、工業自動化、物聯網等領域。此外,西人馬公司的近千名員工中,科研人員占比超過60%,其中95%以上為碩博士學歷。公司擁有500多項專利,並以每年30%以上的速度遞增。西人馬公司有信心,也有能力為廣大客戶提供滿足使用要求的紅外傳感器產品,讓溫度檢測過程更加高效、方便。

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2021-10-19T06:04:47.264560+00:00

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