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MEMS非接觸式溫度傳感器:可檢測(cè)靜止人、物

發(fā)布時(shí)間:2013-06-04 責(zé)任編輯:eliane

【導(dǎo)讀】近年來(lái),人感傳感器的需求正在不斷高漲,歐姆龍針對(duì)這一市場(chǎng)成功開(kāi)發(fā)了能夠檢測(cè)靜止人物,具有90度廣視野范圍并可實(shí)現(xiàn)高精度區(qū)域溫度檢測(cè)的16x16單元型非接觸式溫度傳感器,該技術(shù)首次成功將熱電堆真空封裝在芯片內(nèi)。

日前,歐姆龍株式會(huì)社宣布已完成世界首次應(yīng)用晶圓級(jí)真空封裝技術(shù)的紅外線傳感器的研發(fā),成功開(kāi)發(fā)了具有90度廣視野范圍并可實(shí)現(xiàn)高精度區(qū)域溫度檢測(cè)的16x16單元型非接觸式溫度傳感器,并擬于2013年10月開(kāi)始出售樣品。

近年來(lái),隨著家庭及辦公場(chǎng)所對(duì)節(jié)能的意識(shí)不斷提高,在節(jié)能的同時(shí)還致力于實(shí)現(xiàn)舒適生活的智能家居,以及為必要的地方提供必要亮度的照明,并可實(shí)現(xiàn)節(jié)能與舒適性兩全其美的應(yīng)需環(huán)境照明(Task-Ambient Lighting System)等的智能辦公室已經(jīng)過(guò)研究階段進(jìn)入了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的階段。其中,作為掌握人數(shù)及人物所處位置的關(guān)鍵件,人感傳感器的需求正在不斷高漲。

由于普遍用于人感傳感器的熱電傳感器無(wú)法檢測(cè)靜止不動(dòng)的人物,所以難以檢測(cè)人數(shù)及人物所處位置。鑒于這種情況,歐姆龍開(kāi)發(fā)了能夠檢測(cè)靜止人物,具有90度廣視野范圍并可實(shí)現(xiàn)高精度區(qū)域溫度檢測(cè),用于人感傳感器的16×16單元型MEMS非接觸式溫度傳感器。

MEMS非接觸式溫度傳感器是通過(guò)應(yīng)用MEMS技術(shù)的熱電堆將對(duì)象物體發(fā)出的紅外線能源變?yōu)闊崮?,并通過(guò)兩種金屬接點(diǎn)之間溫差所形成的熱電動(dòng)勢(shì)測(cè)量溫度。但由于熱電堆所轉(zhuǎn)換的熱能大多數(shù)都會(huì)通過(guò)空氣散失,所以在金屬接點(diǎn)之間難以形成較大的溫差,致使熱電動(dòng)勢(shì)變小,無(wú)法提高靈敏度。這次,世界首次成功將熱電堆真空封裝在芯片內(nèi)。采用真空封裝即可避免將熱電堆轉(zhuǎn)換的熱能散失在空氣中,使金屬接點(diǎn)之間的溫差變大,從而可實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度。

今后將與用于檢測(cè)人數(shù)及人物所處位置的演算法及非接觸式溫度傳感器結(jié)合在一起,作為組件化的人體傳感器竭力實(shí)現(xiàn)商品化。

MEMS非接觸式溫度傳感器特點(diǎn)

●通過(guò)采用熱電堆的方式,可檢測(cè)熱電傳感器無(wú)法檢測(cè)的靜止人物,最適用于人感傳感器。
●通過(guò)采用256像素(16×16單元)的二維區(qū)域溫度檢測(cè),提高人物所處位置的檢測(cè)精度。
●擁有90度的廣視野角度,可檢測(cè)廣范圍的區(qū)域溫度。例如,對(duì)于原需裝配4個(gè)45度視野角度傳感器的區(qū)域,僅需用1個(gè)傳感器即可檢測(cè)。
●因能實(shí)現(xiàn)4幀/秒(幀速率:每秒的畫面輸出次數(shù))的高速溫度輸出,所以可檢測(cè)以1.0米/秒的速度移動(dòng)的人物。

MEMS非接觸式溫度傳感器外觀

MEMS非接觸式溫度傳感器外觀
圖1:MEMS非接觸式溫度傳感器外觀

MEMS非接觸式溫度傳感器主要規(guī)格

MEMS非接觸式溫度傳感器主要規(guī)格
MEMS非接觸式溫度傳感器主要規(guī)格

非接觸式溫度傳感器的檢測(cè)原理

利用兩種金屬接點(diǎn)之間溫差所形成的熱電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。將n型多晶硅、p型多晶硅以及鋁為材料的熱電偶串接成熱電堆。通過(guò)在薄膜上形成一個(gè)金屬接點(diǎn)(溫接點(diǎn)),并在導(dǎo)熱性強(qiáng)的多晶硅上形成另一個(gè)金屬接點(diǎn)(冷接電),提高能源效率。通過(guò)采用真空封裝即可避免將熱電堆轉(zhuǎn)換的熱能散失在空氣中。

非接觸式溫度傳感器的檢測(cè)原理
圖3:非接觸式溫度傳感器的檢測(cè)原理

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