红外传感器技术：微测辐射热计解析

微测辐射热计（Microbolometer）是一种基于MEMS工艺制造的非制冷型红外传感器，通过探测物体辐射的红外线实现温度测量与热成像。其核心原理是利用热敏材料（如氧化钒、多晶硅）的电阻随温度变化的特性，将红外辐射能转换为电信号，最终形成热图像。

一、工作机制

红外辐射被微测辐射热计的吸收层捕获后，转化为热能导致热敏层温度升高，进而引起电阻变化。读出电路将电阻变化转换为电压或电流信号，经处理后生成反映目标温度分布的图像。

二、核心性能指标

1. 噪声等效温差（NETD）

代表传感器分辨最小温度差异的能力。现代微测辐射热计NETD可低于30mK（如0.03℃），能检测人体表面微小温度变化，适用于医疗诊断等高精度场景。

2. 像元尺寸与面阵规格

1) 像元尺寸缩至12μm以下，提升分辨率的同时减小器件体积。

2) 面阵规格达1280×1024及以上，支持高清热成像。

3. 敏感材料特性

氧化钒是微测辐射热计的主流材料，其TCR（电阻温度系数）约2-3%/K，1/f噪声低，灵敏度和成像质量比非晶硅（α-Si）更优。

三、微测辐射热计核心优势

1. 综合性能领先：在灵敏度、分辨率和动态范围上显著优于热释电和热电堆技术，尤其适合需要高清成像和微小温差检测的场景（如医疗、工业检测）。

2. 非制冷与低成本：无需制冷设备，体积小、功耗低，且MEMS工艺支持大规模生产，成本仅为制冷型传感器的1/10。

3. 应用灵活性：芯火微电子红外产品可覆盖从消费电子到专业安防的广泛领域。

因此，微测辐射热计凭借其高灵敏度、高分辨率和非制冷特性，成为红外热成像领域的主流技术，尤其在需要高清成像和便携性的场景中具有不可替代的优势。