自然界中一切高于绝对零度（-273.15℃）的物体都在不停向外辐射能量，物体向外辐射能量的大小及其波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出红外辐射的能量越强。
热释电传感器正是基于红外辐射原理进行检测，可实现全天候、高灵敏度监测，被广泛地应用于火灾预警、气体泄漏等领域。今天，美思小编就带大家一起揭开热释电火焰传感器的神秘面纱。
01热释电效应
热释电效应是指因某种因素引起晶体内部材料温度变化，进而引发晶体电偶极矩改变，晶体为保持其表面电中性，释放出表面电荷的现象。
热释电火焰传感器就是利用这种效应，将吸收到的火焰红外辐射能量转换为电信号输出。当火焰辐射出的红外线照射到传感器的热释电晶体上时，晶体内部的自发极化强度发生变化，从而在晶体两端产生电荷分离，形成一个与入射红外线辐射强度成正比的电压信号。通过对这一电压信号进行放大和处理，就可以用于检测火焰。
02热释电火焰传感器组成
热释电火焰传感器由热释电敏感元、滤光窗、信号放大及处理电路、封装外壳等部件组成，并通过向外壳内充入氮气进行封装。
热释电敏感元
热释电火焰传感器中的敏感元由热释电材料构成，主要使用的种类为单晶(LiTaO3等)、压电陶瓷(PZT等)及高分子薄膜(PVF2等)。
当火焰等外部红外光源进入传感器的检测范围后，其发出的红外辐射会引发传感器敏感单元的两个等效电容产生不同的极化电荷，并向外输出电信号。
滤光窗
滤光窗是由基底材料镀上多层滤光层薄膜而成的，其目的主要是滤除目标波长以外的红外线。有机物燃烧产物主要是CO和CO2，其辐射光谱在4.0μm和4.8μm之间，滤光窗可将射入传感器的红外波长有效限制在上述范围之内。
信号放大及处理电路
在检测到火焰时，从热释电晶体激发的电荷较小，信号放大电路会将它放大到一个更易处理的水平，以便后续电路或处理器可以准确地识别和处理火焰信号。
与此同时，信号处理电路会抑制噪声，从而提高信号与噪声的比值，改善系统的信噪比，提高火焰检测的准确性和可靠性。
03优势明显，脱颖而出
目前，火焰探测领域中主要以感烟、紫外、热释电（红外）、紫红外混合这四种探测技术为主。
感烟传感器
感烟传感器主要是依靠探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度进行检测，对燃烧或热解产生的固体或液体微粒十分敏感。但它对烟雾不大的火情探测效果不理想，响应速度也较慢。
紫外火焰传感器
紫外火焰传感器对火焰辐射光谱中波长较短的紫外辐射敏感，但由于紫外线易被油雾、水蒸汽、煤尘及燃烧副产品等吸收，对检测效果影响较大，较适合于监测萌发时无阴燃阶段或较少阴燃阶段、直接产生明火为主的火灾。
热释电（红外）火焰传感器
热释电（红外）火焰传感器对火焰辐射光谱中波长较长的红外辐射敏感，适合用于监测有机物引起的火灾，且红外辐射的波长较长，不易被烟、飞灰或CO2等吸收，因此使用局限性较小。相较前两种传感器，它的探测距离更远，可广泛应用于日常生活及各类工商业场景中。
紫红外混合火焰传感器
紫红外混合传感器虽然性能优越，可适用于大多数火灾探测，但相较其他火焰传感器，它需要采用更多的检测部件，造价成本相对较高，一定程度上限制了它的使用。
基于以上所述综合优势，在众多火焰传感器中，热释电（红外）火焰传感器脱颖而出。美思先端研制的MPY30系列热释电火焰传感器具有响应率和灵敏度高、检测范围广、稳定性高等优势。自上市以来，便受到了众多火焰探测器厂家的青睐。
响应率高，灵敏度高
MPY30系列热释电火焰传感器的高敏热释电元件采用了超薄钽酸锂芯片，响应率高、灵敏度高，可以在火焰出现的初期阶段快速反应，让人们抓住火灾发生后的“黄金一分钟”快速逃生，尽量减少生命及财产损失。
大视场角，检测范围广
MPY30系列热释电火焰传感器的视场角最大可超过130°、探测距离最远可达50米，能够轻松覆盖需监测的区域，及时发现火灾萌芽。
稳定性高，氮气封装
MPY30系列热释电火焰传感器结构设计简单，并利用氮气封装，即使在恶劣的使用场景，依然具有高可靠性和高稳定性。
电压/电流模式，满足不同用户需求
MPY30系列热释电火焰传感器包含电压、电流两种不同类型，可满足不同客户需求。电压型传感器成本较低，电流型传感器响应速度快、信号大。
自带热补偿芯片，有效降低噪声干扰
热释电火焰传感器对于温度的变化非常敏感，环境温度的变化也可能会对测量信号产生影响。MPY30系列热释电火焰传感器自带热补偿芯片，可有效降低环境热辐射等外部因素带来的温度噪声影响，并减少器件的预热时间。
在实际应用中，热释电火焰传感器可用于火灾自动预警及扑救系统，与其他类型传感器协同监测，实现早期火灾探测、火灾自动报警、引导人员疏散和联动控制各种消防设施设备，从而达到防火灭火目的。
