[實用新型]基于碳納米管結構的紅外探測器及紅外成像儀

有效

• 申請號: 201922374773.7
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN211877253U
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 金元浩;李群慶;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: G01J5/12
• 分類號: G01J5/12;G01J5/20;G01J5/34;G01J5/48;B82Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于碳納米管結構的紅外探測器，其包括：一紅外光吸收體，用于吸收紅外光并將該紅外光轉化為熱量；一熱電元件，所述紅外光吸收體設置在該熱電元件上；一電信號檢測器，用于檢測所述熱電元件的電學性能的變化；所述紅外光吸收體包括一碳納米管結構，該碳納米管結構包括一第一層碳納米管拉膜、一第二層碳納米管拉膜和一第三層碳納米管拉膜，所述第一層碳納米管拉膜、第二層碳納米管拉膜和第三層碳納米管拉膜層疊設置，所述第一層碳納米管拉膜、第二層碳納米管拉膜和第三層碳納米管拉膜包括多個在碳納米管的延伸方向上首尾相連且沿同一方向延伸的碳納米管，所述第一層碳納米管拉膜和所述第二層碳納米管拉膜中碳納米管的延伸方向形成42度至48度的夾角。

技術領域

本實用新型涉及一種紅外探測器及紅外成像儀，尤其涉及一種基于碳納米管結構的紅外探測器及紅外成像儀。

背景技術

紅外輻射是波長介于可見光與微波之間的電磁波，人眼察覺不到。要察覺這種輻射的存在并測量其強弱，必須把它轉變成可以察覺和測量的其他物理量。紅外探測器是將紅外線信號轉換為電信號輸出的器件，可用于探測紅外線的存在或者紅外線能量的大小，廣泛應用于醫療、探礦、軍事及生活領域，因其價格低廉、技術性能穩定，成為越來越多人研究的熱點。

紅外探測器可以分為主動紅外探測器和被動紅外探測器。主動紅外探測器由紅外發射機、紅外接收機和報警系統組成，當有人或有物體接觸到紅外發射機發射出的紅外線時，紅外接收機產生信號變化，從而使報警器報警。被動紅外探測器本身不包括紅外發射源，當外部有紅外信號產生并被其接收時，便會產生一定的信號，從而探測出紅外線的存在和能量大小。一個紅外探測器，無論是主動紅外探測器還是被動紅外探測器，均應包括至少一個對紅外輻射產生敏感效應的物體，可稱為探測元件或者紅外吸收體。然而，現有的紅外吸收體的吸收率較低。

實用新型內容

有鑒于此，確有必要提供一種基于碳納米管結構的紅外探測器及紅外成像儀，該基于碳納米管結構的紅外探測器及紅外成像儀中的紅外光吸收體具有較高的吸收率。

一種基于碳納米管結構的紅外探測器，其包括：一紅外光吸收體，用于吸收紅外光并將該紅外光轉化為熱量；一熱電元件，所述紅外光吸收體設置在該熱電元件上；一電信號檢測器，用于檢測所述熱電元件的電學性能的變化；所述紅外光吸收體包括一碳納米管結構，該碳納米管結構包括一第一層碳納米管拉膜、一第二層碳納米管拉膜和一第三層碳納米管拉膜，所述第一層碳納米管拉膜、第二層碳納米管拉膜和第三層碳納米管拉膜層疊設置，所述第一層碳納米管拉膜、第二層碳納米管拉膜和第三層碳納米管拉膜包括多個在碳納米管的延伸方向上首尾相連且沿同一方向延伸的碳納米管，所述第一層碳納米管拉膜和所述第二層碳納米管拉膜中碳納米管的延伸方向形成 42度至48度的夾角，所述第一層碳納米管拉膜和所述第三層碳納米管拉膜中的碳納米管的延伸方向形成84度～96度的夾角。

一種紅外成像儀，其包括：一基于碳納米管結構的紅外探測器組件，用于將紅外光轉化為電學信號；一信號處理器，用于對所述電學信號進行處理計算得到熱場分布數據；一紅外像顯示器，用于根據所述熱場分布數據顯示一紅外熱像圖；所述基于碳納米管結構的紅外探測器組件包括多個呈陣列式分布的基于碳納米管結構的紅外探測器。

進一步，所述熱電元件與所述紅外光吸收體層疊設置且接觸設置，所述碳納米管的延伸方向平行于熱電元件與紅外光吸收體的接觸面。

進一步，所述第一層碳納米管拉膜和所述第二層碳納米管拉膜中碳納米管的延伸方向形成45度的夾角。

進一步，所述紅外光吸收體進一步包括一透明涂層，該透明涂層設置在所述碳納米管結構的表面。

進一步，所述熱電元件為熱釋電元件、熱敏電阻和熱電偶中的一種或多種。

進一步，所述熱電元件為熱釋電元件，所述電信號檢測器為電流-電壓變化器。