一种热型红外探测器性能测试方法技术

本发明专利技术涉及热型红外探测器的测试技术领域，具体公开了一种热型红外探测器性能测试方法，其中，包括：将热型红外探测器置于环境温度为的真空环境中；以恒流源偏置电流为探测器施加时长为的自热功率，记录热型红外探测器达到热平衡时的输出电压变化量；根据输出电压变化量

【技术实现步骤摘要】
一种热型红外探测器性能测试方法


[0001]本专利技术涉及热型红外探测器的测试
，尤其涉及一种热型红外探测器性能测试方法。

技术介绍

[0002]红外辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，任何物体都不停地辐射出红外能量，因此红外辐射可以提供客观世界的丰富信息。但由于人眼察觉不到红外辐射，因而红外探测器作为红外信息获取的关键器件显得尤为重要。热型红外探测器，作为红外探测器的一种，因制造成本低，性能稳定可靠，体积小，重量轻，功耗低而广泛应用于国防、热像测温、商用视觉等多个领域。
[0003]热型红外探测器利用热敏电阻、二极管、热电堆等作为热敏器件，当红外探测器吸收红外辐射时，探测器器件温度发生变化，探测器在器件温敏特性输出相应电信号。热型红外探测器的探测性能直接决定了探测器的探测精度，而探测性能是由探测器的器件结构、材料和工艺参数等热学参数相关。因而对于热型红外探测器的性能参数测试具备必要性。
[0004]表征探测器探测性能的参数包含噪声等效温差、响应率等，表征探测器热学性能的参数包含热容、热导、热响应时间、红外吸收率、发射率等。目前，针对热型红外探测器性能的测试是依据国标GBT13584
‑
2011中的测试方法，需要用到黑体辐射源、脉冲激光器等昂贵的测试设备，且测试系统复杂，测试成本高。
[0005]因此，如何提供一种简单易行的利用纯电学激励的性能自测试方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种热型红外探测器性能测试方法，解决相关技术中存在的缺乏简单易行的利用纯电学激励的性能自测试方法的问题。
[0007]作为本专利技术的一个方面，提供一种热型红外探测器性能测试方法，其中，包括：
[0008]S110、将热型红外探测器置于环境温度为T0的真空环境中；
[0009]S120、以恒流源偏置电流I0为热型红外探测器施加时长为t的自热功率P0，并记录所述热型红外探测器达到热平衡时的输出电压变化量ΔV0；
[0010]S130、根据所述热型红外探测器达到热平衡时的输出电压变化量
‑
表面温度函数关系计算所述热型红外探测器的表面温度T
c
，以及根据所述热型红外探测器达到热平衡时的自热功率
‑
热导函数关系计算所述热型红外探测器的热导值G；
[0011]S140、改变所述恒流源偏置电流I0的大小，重复步骤S120和步骤S130，获得多组不同的热型红外探测器的表面温度和热导值，并拟合建立热型红外探测器的热导
‑
表面温度函数关系；
[0012]S150、根据所述热型红外探测器的热导
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表面温度函数关系，提取所述热型红外探测器的发射率ε；
[0013]S160、根据所述热型红外探测器的发射率
‑
红外吸收率函数关系，提取热型红外探测器的红外吸收率η；
[0014]S170、获取热型红外探测器的噪声V
n
；
[0015]S180、根据热型红外探测器的等效温差
‑
噪声
‑
红外吸收率的函数关系，获得所述热型红外探测器的噪声等效温差NETD。
[0016]进一步地，所述获得多组不同的热型红外探测器的表面温度和热导值，包括：
[0017]获得不少于10组不同的热型红外探测器的表面温度和热导值。。
[0018]进一步地，所述记录多组不同的热型红外探测器的表面温度和热导值，包括：
[0019]所述热型红外探测器的表面温度T
c
高于环境温度T0的温差不小于100℃。
[0020]进一步地，所述热平衡表示热型红外探测器的自热功率达到恒定，产生的焦耳热与热型红外探测器的散热达到动态平衡的状态。
[0021]进一步地，所述热型红外探测器的热导表示包含固体热导和辐射热导的总热导。
[0022]进一步地，所述获取热型红外探测器的噪声V
n
，包括：
[0023]给所述热型红外探测器施加正常工作的偏置源，测得所述热型红外探测器的噪声V
n
；
[0024]其中所述偏置源包括电压源和电流源，施加的所述偏置源的类型与所述热型红外探测器的类型相关。
[0025]进一步地，所述热型红外探测器的类型包括热阻型红外探测器、二极管型红外探测器和热电堆型红外探测器中的任意一种，其中所述热阻型红外探测器、二极管型红外探测器和热电堆型红外探测器均包括薄膜式和谐振腔式两种类型。
[0026]进一步地，所述真空环境的真空度不大于0.1Pa。
[0027]进一步地，所述自热功率P0的施加时长t大于或者等于热型红外探测器的时间常数的10倍。
[0028]进一步地，所述热型红外探测器达到热平衡时的输出电压变化量
‑
表面温度函数关系的表达式为：
[0029]T
c
＝Z(ΔV0,T0)；
[0030]所述热型红外探测器达到热平衡时的自热功率
‑
热导函数关系的表达式为：
[0031]G＝S(P0,T0,T
c
)；
[0032]所述热型红外探测器的热导
‑
表面温度函数关系的表达式为：
[0033]G＝F(T
c
,T0)；
[0034]所述热型红外探测器的热导
‑
发射率函数关系的表达式为：
[0035]ε＝H(G)；
[0036]所述的热型红外探测器发射率
‑
红外吸收率函数关系，为：
[0037]η＝Q(ε)；
[0038]所述热型红外探测器的噪声等效温差
‑
噪声
‑
红外吸收率的函数关系的表达式为：
[0039]NETD＝U(V
n
,η)。
[0040]本专利技术提供的热型红外探测器性能测试方法，利用可调恒流源为探测器提供不同大小的自热功率，使得热平衡时非制冷红外探测器的表面温度不同，热平衡时探测器热导、探测器表面温度与发射率的函数关系遵循辐射定律，通过多组测试所得的热平衡时探测器
热导、表面温度数据拟合出探测器热导
‑
表面温度函数，实现对探测器发射率、红外吸收率的测试，再由探测器正常偏置工作时测得的噪声，实现对探测器噪声等效温差的测试。整个测试过程所需测试激励均为电学激励，具备测试设备简单、易操作、测试成本低的优势。
附图说明
[0041]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。
[0042]图1为本专利技术提供的热型红外探测器性能测试方法的流程图。
具体实施方式
[0043]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
的施加时长t大于或者等于热型红外探测器的时间常数的10倍。10.根据权利要求1所述的热型红外探测器性能测试方法，其特征在于，所述热型红外探测器达到热平衡时的输出电压变化量
‑
表面温度函数关系的表达式为：T
c
＝Z(ΔV0,T0)；所述热型红外探测器达到热平衡时的自热功率
‑
热导函数关系的表达式为：G＝S(P0,T0,T
c
)；所述热型红外探测器的热导
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯影，傅剑宇，刘超，陈大鹏，
申请(专利权)人：无锡物联网创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：