Приемник инфракрасного излучения
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры нагретых тел. Целью изобретения является повышение вольт-ваттной чувствительности приемника инфракрасного излучения. Чувствительный элемент приемника выполнен в виде термобатареи , ветви которой состоят из материалов с разным коэффициентом термоЭДС. Ветви термобатареи выполнены таким образом , что участки ветвей в области горячих спаев имеют тепловое сопротивление больше , чем тепловое сопротивление основной части ветви. Это позволяет уменьшить тепловые потери с горячего спая и таким образом повысить его температуру и, следовательно, сигнал с выхода термобатареи при воздействии инфракрасного излучения. Изобретение позволяет повысить вольт-ваттную чувствительность известных приемников излучения при определении температуры нагретых объектов.1 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s G 01 J 5/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4271182/25 (22) 29.06.87 (46) 23.09.91. Бюл. М Ь5 (71) Институт экологической генетики АН МССР и Московский институт электронной техники (72) Н.И.Чиботару, H.Ô.Áoíäàð÷óê и Г.А. Ухлинов (53) 536.35.088.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 910032, кл, G 01 J 5/12, 1980.
Авторское свидетельсТво СССР
М 475510, кл. Н О1 V 1/32, 1975. (54) ПРИЕМНИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры нагретых тел.
Изобретение относится к области измерительной технике и может быть использовано для определения температуры нагретых тел и биологических объектов.
Цель изобретения - повышение вольтваттной чувствительности приемника инфракрасного излучения.
На чертеже изображен приемник инфракрасного излучения.
Приемник содержит диэлектрическую подложку 1, горячий спай 2, холодный спай
3, положительную ветвь р-типа, состоящую из основного участка 4 ветви, участка 5 ветви длиной I, отрицательную ветвь п-типа, состоящую из основного участка б ветви и участка 7 ветви длиной 1, поглощающего
„„5U„„1679217 А1
Целью изобретения является повышение вольт-ваттной чувствительности приемника инфракрасного излучения. Чувствительный элемент приемника выполнен в виде термобатареи, ветви которой состоят из материалов с разным коэффициентом термоЭДС.
Ветвитермобатареи выполнены таким образом, что участки ветвей в области горячих спаев имеют тепловое сопротивление больше, чем тепловое сопротивление основной части ветви. Это позволяет уменьшить тепловые потери с горячего спая и так. м образом повысить его температуру и, следовательно, сигнал с выхода термобатареи при воздействии инфракрасного излучения. Изобретение позволяет повысить вольт-ваттную чувствительность известных приемников излучения при определении температуры нагретых объектов. 1 ил. покрытия 8, нанесенного на горячие спаи термобатареи. В качестве материалов ветвей могут быть использованы соединения с высокой термоэлектрической добротностью, например висмут и сурьма для р-ветви и теллурид висмута и висмут для п-ветви.
Холодные спаи термобатареи являются отражающими, так как пленки укаэанных полуметаллов в ближней ИК-области имеют отражение свыше 90
Приемник работает следующим образом.
Поток инфракрасного излучения падает на поверхность пленочной термобатареи и в области горячего спая 2 поглощается покрытием 8, а в области холодного спая 3
1679217 12, б ! зф = (3) ки.
50 излучение испытывает отражение. В результатеуоглощения излучения температура спая 2 повышается, а температура спая
3 остается прежней. Возникшая разность температур между спаями термобатареи приводит к появлению разности потенциалов на концах термобатареи. По величине измеренного напряжения определяют интенсивность излучения и температуру нагретого объекта.
Для повышения чувствительности приемника участки р- и и-ветвей в области горячих спаев выполнены таким образом, что их тепловое сопротивление больше, чем тепловое сопротивление участков основных ветвей. Это приводит к уменьшению отгока тепла из области горячего спая и повышает его температуру. Для теплофизических и геометрических параметров участков ветвей в этом случае должно соблюдаться условие
I — I, А -ЬА (1) где L- общая длина р- или и-ветви; ! - участок ветви в области горячего спая;
А1 - теплопроводность материала участка I;
Я - теплопроводность материала основной части ветви;
А - площадь сечения ветви термобатареи.
Общую длину L ветви термобатареи выбирают из неравенства где Я - теплопроводность материала подложки;
d - толщина подложки;
Кт - коэффициент теплообмена подложки с окружающей средой, которое получено из выражения (1) путем замены величины на !з .
При этом !зф характеризует теплофизические параметры материала подложки и ее тепловую связь с окружающей средой и определяет область эффективного нагрева подложки.
Изобретение позволяет путем комби5 нации материалов с высоким значением коэффициентов термоЭДС и, изменяя длину участков ветвей термобатареи, повысить вольт-ваттную чувствительность приемника к действию инфракрасного излуче10 ния.
Формула изобретения
Приемник инфракрасного излучения, содержащий диэлектрическую подложку с
15 нанесенной на ее поверхность термобатареейввиде последовательно соединенных чередующихся составных ветвей, выполненных из полупроводникового материала р- и п-типа, и поглощающее покрытие, о т л и20 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения вольт-ваттной чувствительности, участок каждой из ветвей термобатареи в области горячих спаев выполнен из материала того же типа проводимости, что и основная часть
25 ветви, но с большим абсолютным коэффициентом термоЭДС и тепловым сопротивлением, удовлетворяющим неравенству ! 1.— Б А 2А
30 где L - общая длина р- или п-ветви;
I - длина участка ветви в области горячего спая;
i - теплопроводность материала основной части ветви;
35 А1 - теплопроводность материала участка горячего спая;
А - площадь сечения ветви термобатареи, а общая длина ветви термобатареи удов40 летворяет условию где Я - теплопроводность материала подложки, 45 г! - толщина подложки;
Кт - коэффициент теплоотдачи подлож1679217
Составитель В. Карачун
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Максимишинец
Редактор Е, Папп
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 3202 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
