Детектор инфракрасного излучения

Типы инфракрасных датчиков и способы их подключения

Инфракрасным (ИК) датчиком (сенсором) называется электронное устройство, сигнализирующее об изменении интенсивности инфракрасного излучения в определенном секторе обзора.

Разновидности и особенности

Существующие инфракрасные датчики бывают пассивные и активные.

Пассивные сенсоры обнаруживают объект при помощи пироэлектрического чувствительного элемента. С целью повышения чувствительности датчики оснащается оптической системой линз. В условиях перепадов температуры для повышения термостабильности обычно используется парный вариант соединения, при котором элементы включаются встречно.

В отличие от пассивных аналогов, активные датчики сами являются источником инфракрасного излучения и отслеживают отраженные инфракрасные волны. Они обладают большей достоверностью отсылаемого сигнала и меньшим числом ложных срабатываний, однако не столь энергоэффективны – потребляют электроэнергию от встроенного аккумулятора или электросети.

Извещатели скорости

Извещатели скорости осуществляют синхронизацию скоростей нескольких двигателей. Также в существующих системах охранной сигнализации с помощью извещателей скорости осуществляется контроль внутреннего объема помещений, с высокой эффективностью блокируется территория «на проход» человека, перемещающегося со скоростью 0,3–3,0 м в секунду. Он оперативно реагирует на перепады температур в секторах «нарезки» контролируемого объема (с помощью оптической детали со ступенчатой поверхностью, называемой линзой Френеля), если он находится в пределах зоны чувствительности.

Детекторы PIR

PIR детекторами называют пассивные (не излучающие тепловые лучи) инфракрасные устройства, служащие для визуальной фиксации положения объекта. PIR детекторы обычно используются для контроля общественных помещений и автоматического открывания дверей.

Пироэлектрический чувствительный элемент представляет цилиндрическое устройство с кристаллом прямоугольным формы в центре, улавливающем ИК свет. Поскольку PIR детектор должен реагировать на движение объекта, излучающего тепло, одна половина датчика улавливает больший уровень излучения, чем другая. Вследствие этого на выходе будет генерироваться цифровой сигнал «high» (обычно напряжением 3В), когда есть движение, или «low, когда движение объекта отсутствует.

ПИР датчики используют в случае необходимости определить присутствие человека в пределах контролируемого пространства. Они не определяют расстояние и количество человек на территории.

Возможно ложное срабатывание на домашних питомцев и другие теплокровные объекты.

Извещатели температуры

ИК извещатель относится к наиболее распространенному типу извещателей температур, используемых для промышленного контроля температуры технологических процессов. Минимальная достаточная чувствительность пироэлектрического элемента обычно находится на уровне 0,1°С, для этого используется пироэлемент размером 1,0 х 2,0 мм и толщиной в несколько микрон.

Сенсоры объемные

Инфракрасные объемные сенсоры – пассивные экземпляры. Очень часто они используются для охраны автомобилей. Приспособления не излучают ничего, работая только «на прием», и реагируют на изменение распределения ИК лучей с раскрывом по вертикали/горизонтали порядка 90º, то есть являются объемными. Дальность действия разных моделей отличается, как правило, она составляет 6–12 метров.

В случае перемещении объекта с температурой отличной от окружающего фона, пироэлектрический сенсор генерирует электрический импульс. Этот импульс обрабатывается по определенному алгоритму: сначала повышается его помехоустойчивость (избирательность), затем формируется сигнал тревожного извещения. По проводам или беспроводной связи после усиления сигнал поступает на соответствующий пульт охраны, например, контрольную панель автостоянки.

Принцип действия

Принцип действия инфракрасного датчика основывается на явлении пироэлектрики. Основой датчиков является пироэлемент – искусственно синтезированный кристалл. По свойствам он аналогичен природным кварцу или турмалину, но обладает большей пироэлектрической чувствительностью, позволяющей на большем расстоянии визировать инфракрасное свечение. Выступая в роли приемника квантов ИК излучения, элемент реагирует на тепловое (инфракрасное) излучение с длиной волны 0,74-2000 мкм. На металлических обкладках конденсатора, между которыми помещен сам кристалл, возникает электрический потенциал. Он прикладывается к участку затвор – исток встроенного в датчик полевого транзистора, запускающего работу электрической цепи.

Применение

ИК датчики составляют около 50% работающих сенсоров движения в мире. В быту высокочувствительный компонент используются в системах сигнализации. В комбинации с акустическими, ультразвуковыми и оптическими аналогами инфракрасный сенсор задействован в системах пожаротушения и охраны.

Радиационные термометры

Радиационный термометр (пирометр) – бесконтактный датчик температуры, действие которого основывается на зависимости температуры от количества передаваемой мощности теплового электромагнитного излучения. Они способны на расстоянии мерять температуру от -50ºС до +3000 ºС. В различных сферах деятельности применяют пирометры с показателем визирования 1:5 – 1:200.

Анализаторы влажности

В одном распространенном способе измерения влажности используется облучение инфракрасным светом с длиной волн 1,1–2,7 мкм, которые поглощаются влажным объектом, и эталонными частотами. Отраженные излучения детектируются и сравниваются (анализируются). Полученное значение соотношения определяет процент влажности сыпучего вещества или твердотельного предмета. Современный инфракрасный анализатор влажности определяет содержание влаги с точностью от 0,1 до 0,01%.

Газовые анализаторы

Инфракрасные датчики применяются в промышленности в качестве газоанализаторов, также контролируют утечку бытового газа в доме/на даче и определяют содержание вредных веществ в выхлопе автомобилей. Контроль содержания метана в помещении, концентрации CO и CO2 в выхлопном газе с погрешностью ≤10% заключается в отслеживании способности проверяемого газа поглощать/снижать интенсивность ИК излучения при прохождении в измерительной камере с образцом.

ИК-приемники

В отличие от стандартного ИК детектора, инфракрасный приемник не только принимает, но и производит цифровое преобразование инфракрасного сигнала. Образующиеся в приемнике импульсы фиксированной частоты определенной длительности защищают устройство от ложных срабатываний. Это особенно актуально в местах с высоким фоновым излучением и помех со стороны бытовых приборов в инфракрасном диапазоне.

Преимущества и недостатки

ИK датчики обладают рядом преимуществ, обеспечивших повсеместное использование этого вида:

  • избирательность по отношению к контролируемому объекту;
  • надежность канала передачи информации и неприхотливость в процессе эксплуатации;
  • способность современных моделей передавать тревожный сигнал самыми различным получателям: на панель охраны, компьютер, мобильный телефон через GSM модуль с SIM картой;
  • возможность наращивать систему за счет подключения дополнительных датчиков.

К недостаткам инфракрасных датчиков следует отнести:

  • игнорирование охранными датчиками человека, облаченного в плотную, не пропускающую наружу тепло, одежду;
  • возможность глушения радиосигнала 315 и 433 МГц беспроводных датчиков системами подавления.

Критерии выбора

При выборе ИК датчиков покупателей интересует внешний вид, эргономичность и оперативность срабатывания современных моделей. Существуют свойства товарных позиций, на которые покупателям следует в первую очередь обратить внимание.

Устойчивость к атмосферным осадкам

Атмосферные осадки могут негативно влиять на функционирование чувствительной электроники. Наилучшим способом защиты от дождя, снега и града считается размещение прибора в корпусе с высокой степенью пылевлагозащищенности IP66.

Доступные виды источников питания

В комплект поставки устройства обычно входит аккумуляторная батарея или аксессуары для подключения к источнику питания. Это может быть шлейф с разъемами, сетевой адаптер.

Возможность подключения к центральной системе сигнализации

Инфракрасные сигнальные датчики адаптированы для взаимодействия с различными контрольно-приемными панелями. В ряде модификаций предусмотрена подача тестовых сигналов на центральный блок и сигналов о разряде батареи.

Возможность настройки чувствительности

Датчики с регулируемой настройкой чувствительности имеют преимущество перед моделями без такой регулировки. Настройка производится поворотом колесика регулятора из положения max (high или +) в сторону отметки min (low или -).

Параметр настраивается таким образом, чтобы устройство не реагировало на мелких животных, но срабатывало при обнаружении человека.

Возможность скрытой установки

Существуют охранные датчики скрытой установки, встраиваемые в потолок или стену. Корпус устройства утапливается в заранее подготовленное отверстие, снаружи видна только оптика пироэлектрического элемента, осуществляющая круговое обнаружение.

Сферы применения

Высокотехнологичные устройства в равной степени востребованы в промышленности и на транспорте в качестве элементов контроля. Особое место датчикам отводится в охранных системах и системах жизнеобеспечения типа «умный дом».

Охранные системы

Охранные датчики считаются своего рода «чувствительными рецепторами» систем охранной сигнализации. Они помогают обнаружить преступника в помещении или на контролируемой территории, формируют и передают сигнал тревоги на пульт, извещая о необходимости принятия мер реагирования.

Системы «умного дома»

Обычно инфракрасным датчикам, интегрированным в систему «умный дом», отводится роль важнейшего компонента системы интеллектуального включения/выключения света (сенсора присутствия). С его помощью включаются светильники в помещениях дома или уличные фонари при появлении теплокровного объекта.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации устройства производитель прописывает в руководстве по эксплуатации. В составе сопроводительной документацией оно передается покупателю при покупке товарной позиции.

Приборы ИК-диапазона

Общие сведения

Инфракрасный (ИК) диапазон — это диапазон излучения электромагнитных волн от 0.78 до 1000 мкм.

ИК поддиапазоны:

  • Ближний ИК (англ. near IR, сокращённо NIR ): 0.78 — 1 мкм;
  • Коротковолновый ИК (англ. short wavelength IR, сокращённо SWIR ): 1 — 3 мкм;
  • Средневолновый ИК (англ. medium wavelength IR, сокращённо MWIR ): 3 — 6 мкм;
  • Длинноволновый ИК (англ. long wavelength IR, сокращённо LWIR ): 6 — 15 мкм;
  • Сверхдлиннволновый ИК (англ. very long wavelength IR, сокращённо VLWIR ): 15 — 1000 мкм.

Инфракрасный спектральный диапазон 0,78 — 3 мкм применяется в ВОЛС (сокр. от волоконно-оптическая линия связи), приборах внешнего наблюдения за объектами и аппаратуре для проведения химического анализа. В свою очередь все длины волн начиная с 2 мкм и заканчивая 5 мкм используются в пирометрах, и газовых анализаторах, контролирующих уровень загрязнения в конкретной среде. Интервал 3 — 5 мкм более подходит для систем, регистрирующих изображения объектов, с высокой собственной температурой или же в применениях где требование к контрасту предъявляются выше чем к чувствительности. Очень популярный для спецприменений спектральный диапазон 8 — 15 мкм в основном используется там, где необходимо увидеть и распознать любые объекты, находящиеся в тумане.

Все ИК-приборы разрабатываются в соответствии с графиком пропускания ИК излучения, который приведён ниже.

Существует два типа ИК детекторов:

    • Фотонные. Чувствительные элементы состоят из полупроводников различных типов, а так же могут включать в свою структуру различные металлы, принцип их работы основан на поглощении фотонов носителями заряда, в результате чего изменяются электрические параметры чувствительной области, а именно: изменение сопротивления, возникновение разности потенциалов, фототока и др. Данные изменения могут быть зарегистрированы измеряющими схемами, сформированными на подложке, где расположен сам сенсор. Сенсоры обладают высокой чувствительностью и высокой скоростью отклика.
  • Тепловые. ИК излучение поглощается чувствительной областью сенсора, нагревая её до некоторой температуры, что приводит к изменению физических параметров. Данные отклонения которые могут быть зарегистрированы измеряющими схемами, выполненными непосредственно на одной подложке с фоточувствительной областью. Описанные выше типы датчиков имеют высокую инерционность, значительное время отклика и относительно низкую чувствительность, в сравнении с фотонными детекторами.

По типу используемого полупроводника датчики разделяются на:

  • Собственный (нелегированный полупроводник с равной концентрацией дырок и элеткронов).
  • Примесный (легированный полупроводник n- или p-типа).

Основным материалом всех фоточувствительных сенсоров является кремний или германий, которые могут быть легированы различными примесями бора, мышьяка, галлия и др. Примесный фоточувствительный датчик схож с собственным детектором, с той лишь разницей что носители с донорных и акцепторных уровней могут перемещаться в зону проводимости преодолевая более низкий энергетический барьер, вследствие чего данный детектор может работать с более короткими длинами волн, чем собственный.

Типы конструкций детекторов:

Фотовольтаический. Под воздействием ИК излучения в электронно-дырочном переходе возникает фотовольтаический эффект: фотоны с энергией, превышающей ширину запрещённой зоны, поглощаются электронами, в результате чего они занимают места в зоне проводимости, способствуя тем самым возникновению фототока. Детектор может быть выполнен на основе как примесного так и собственного полупроводника.

Читайте также  Устройство, регулировка и ремонт блоков радиоканалов телевизионных тюнеров

Фоторезистивный. Чувствительным элементом сенсора является полупроводник, принцип работы данного датчика основан на эффекте изменения сопротивления проводящего материала под воздействием ИК излучения. Свободные носители заряда, генерируемые фотонами в чувствительной области, приводят к уменьшению её сопротивления. Сенсор может быть выполнен на основе как примесного так и собственного полупроводника.

Фотоэмиссионный, он же «детектор на свободных носителях» или на барьере Шоттки.; Чтобы избавиться от необходимости глубокого охлаждения примесных полупроводников, и в некоторых случаях достичь чувствительности в более длинноволновом диапазоне, существует третий тип детекторов, называемых фотоэмиссионными. В датчиках данного типа металлическая или металло-кремниевая структура покрывает примесный кремний. Свободный электрон, который образуется в результате взаимодействия с фотоном, попадает из проводника в кремний. Преимуществом такого детектора является отсутствие зависимости отклика от характеристик полупроводника.

Фотодетектор на квантовой яме. Принцип действия схож с примесными детекторами, в которых примеси используются для изменения структуры запрещённой зоны. Но в данном типе детектора примеси сконцентрированы в микроскопических областях где ширина запрещенной зоны значительно сужена. Образованная таким образом «яма» называется квантовой. Регистрация фотонов происходит, за счет поглощения и образования зарядов в квантовой яме, которые затем вытягиваются полем в другую область. Такой детектор намного чувствительнее по сравнению с другими типами, так как целая квантовая яма — это не отдельный атом примеси, а от десяти до ста атомов на единице площади. Благодаря этому можно говорить о достаточно высокой эффективной площади поглощения.

Термопары. Основным элементом данного устройства является контактная пара двух металлов с различной работой выхода, в результате чего на границе возникает разность потенциалов. Это напряжение пропорционально температуре контакта.

Пироэлектрические детекторы изготовлены с использованием пироэлектрических материалов и принцип работы которых основан на возникновении заряда в пироэлектрике при прохождении через него теплового потока.

Микробалочные детекторы. Состоит из микробалки и проводящего основания, которые выполняют роль обкладок конденсатора, микробалка сформирована из двух плотно соединённых металлических частей, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. При нагреве балка изгибается и изменяет ёмкость структуры.

Болометры (Терморезисторы) состоят из терморезистивного материала, в основе принципа работы данного сенсора поглощение ИК излучения материалом чувствительного элемента, что приводит к увеличению его температуры, что в свою очередь вызывает изменение электрического сопротивления. Есть два пути снятия информации: измерение тока, протекающего в чувствительной области, при постоянном напряжении и измерение напряжения при постоянном токе.

Основные параметры

Чувствительность — отношение изменения электрической величины на выходе приёмника излучения, вызванного падающим на него излучением, к количественной характеристике этого излучения. В/лк-с.

Интегральная чувствительность — чувствительность к немонохроматическому излучению заданного спектрального состава. Измеряется в А/лм.

Спектральная чувствительность — зависимость чувствительности от длины волны излучения.

Обнаружительная способность — величина обратная величние минимального потока излучения, который вызывает на выходе сигнал, равный собственному шуму. Она обратно пропорциональна квадратному корню из площади примёмника излучения. Измеряется в 1/Вт.

Удельная обнаружительная способность — Обнаружительная способность умноженная на корень квадратный из произведения полосы частот в 1 Гц и площадь в 1 см 2 . Измеряется в см*Гц 1/2 /Вт.

Время отклика — время, необходимое для установления сигнала на выходе, соответствующего входному воздействию. Измеряется в миллисекундах.

Рабочая температура — максимальная температура сенсора и окружающей среды, при которой сенсор имеет возможность правильно выполнять свои функции. Измеряется в °C.

Схема защита для аккумулятора от разряда

Сегодня вы узнаете как сделать простое устройство защиты аккумуляторов от разряда, оно способно работать на больших токах и его можно применить для самоделок с использованием аккумуляторов или установить её в автомобиль и оно будет отключать фары, если вы вдруг забыли их выключить.

  • защита
  • разряд
  • защита аккумулятора

5 интересных схем для начинающих радиолюбителей

Доброго времени суток! Если вы только познаете увлекательный мир радиоэлектроники, то советую обратить внимание на эту подборку из пяти схем для начинающего радиолюбителя! Схемы не сложные, поэтому собрать их не составит особого труда, в конце поста есть видео, в котором подробно рассказывается о каждой схеме, для чего нужна, принцип работы, а так же другая полезная информация. Надеюсь вам понравится!

  • радиолюбитель
  • схема

Рация на трёх транзисторах: схема и конструкция

Это схема коротковолновой радиостанции содержит в своем составе всего три транзистора. Самая простая рация для повторения начинающими радиолюбителями. Конструкция была взятая из старенького журнала, но актуальности своей ни капли не потеряла. Единственное, что устарело, так это радио компоненты, которые необходимо заменить на современные аналоги, в результате характеристики радиопереговорного устройства улучшатся.

Простая схема миллиомметра

Занимаясь недавно отладкой своей схемы, я обнаружил короткое замыкание слоя питания на землю. Миллиомметра или тестера с эквивалентными возможностями для поиска коротких замыканий у меня не было. Поэтому я вошел в Интернет, чтобы найти описание простого миллиомметра. Я нашел ответ в технической документации производителя, в который излагались основы

  • миллиомметр
  • омметр

Маломощный генератор прямоугольных импульсов

Во многих аудио, автомобильных и измерительных приложениях требуются недорогие, но высокостабильные и точные генераторы прямоугольных импульсов, способные отдавать в нагрузку достаточный ток. Интерес к дешевым способам реализации высококачественных приложений имеется всегда. Изображенная на Рисунке 1 схема состоит из бюджетного сдвоенного операционного усилителя (ОУ) с дополнительной функцией отключения и нескольких пассивных компонентов.

  • генератор
  • генератор импульсов
  • импульсы прямоугольной формы

Тестер для проверки блокировочных конденсаторов

Блокировочные конденсаторы применяются в большинстве схем, но при плохих импульсных характеристиках эффект их использования может совсем не соответствовать ожидаемому. Очень немного статей, если таковые вообще существуют, затрагивают тему измерения импульсных характеристик блокировочных конденсаторов. На Рисунке 1 показана схема, предназначенная для таких измерений. Она в течение примерно 1 мс заряжает проверяемый

  • тестер
  • проверка конденсаторов
  • тестер конденсаторов
  • конденсатор

Схема, объединяющая функции смесителя и усилителя

Во многих приложениях последовательность цепей преобразователя частоты состоит из буфера, желательно с некоторым дополнительным усилением по напряжению, смесителя, и элементов фильтрации. Вместо использования усилителя перед входом смесителя вы можете просто объединить функции смесителя и усилителя в одном приборе. В предлагаемой недорогой схеме используется усилитель, имеющий вход запрета. Когда прямоугольные импульсы гетеродина управляют выводом запрета, эти импульсы перемножается с входным сигналом, в результате чего происходит преобразование частоты.

  • схема
  • усилитель
  • смеситель

Оптический датчик, не требующий тонкой настройки

Коэффициенты передачи тока оптических датчиков одного типа могут различаться в 16 раз из-за разброса параметров светодиодов, фототранзисторов, оптического пути, а также из-за влияния температуры. В схемах со связью по постоянному току столь большой разброс затрудняет выбор резисторов. Вы должны подобрать такое сопротивление выходного резистора, чтобы не допустить насыщения выходного каскада, но, в то же время, низкие значения резисторов при низких коэффициентах передачи не обеспечивают достаточного размаха выходного напряжения. Обычно для

  • ддатчик
  • оптический датчик

Простая «прозвонка»

Устройство предназначено для оценки проводимости электрических цепей, дорожек печатных плат «на слух». Чем выше проводимость цепи, тем выше тон звукового сигнала. В приведенной схеме ток через проверяемую цепь не может быть более 30 мкА, так что она безопасна для любых элементов. Ток потребления при разомкнутых щупах – те же 30 мкА, и выключатель не нужен, так как ток саморазряда батареи находится в том же диапазоне. Громкость, в небольших пределах, регулируется номиналом резистора R2 (от 0 до 1 кОм). Следует помнить, что при увеличении громкости увеличивается и ток потребления при замкнутых щупах.

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

В этой статье представлена схема, в которой для визуальной светодиодной индикации разряда батареи использован маломощный КМОП компаратор. Светодиод управляется выходом LBO DC/DC преобразователя на низкой частоте и с низким коэффициентом заполнения. Схема практически не забирает от батареи дополнительного тока, что могло бы привести к необратимому повреждению батареи и, безусловно, внесло бы вклад в загрязнение окружающей среды. Кроме того, эта схема помогает сохранять энергию батареи путем отключения компаратора между циклами измерений. Для определения коэффициента заполнения и пороговых уровней компаратора приведены расчетные формулы и выполнен анализ схемы.

  • индикатор
  • разряд батареи
  • индикатор разряда

Простой источник коротких импульсов не уступает дорогостоящему лабораторному оборудованию

Источники импульсов с крутыми фронтами, имитирующие ступенчатую функцию, часто оказываются полезными при выполнении тех или иных лабораторных измерений. Например, если крутизна фронтов имеет порядок 1…2 нс, можно оценить время нарастания сигнала в кабеле RG-58/U или любом другом, взяв отрезок длиной всего 3…6 м. Рабочая лошадка многих лабораторий – вездесущий генератор импульсов HP8012B – не дотягивает до 5 нс, что недостаточно быстро для решения подобной задачи. Между тем, времена нарастания и спада выходных сигналов драйверов затворов некоторых контроллеров импульсных регуляторов могут быть менее 2 нс, что делает эти устройства потенциально идеальными источниками импульсов.

  • источник импульсов
  • генератор
  • генератор импульсов

Датчик ударов на пьезоэлементе

Дополненный простой системой крепления и несколькими спаянными «на весу» компонентами, пьезоэлемент может детектировать механические удары. Собственно датчик состоит из керамического пьезоэлемента и тонкого латунного диска. Такого рода сборка раньше использовалась во многих телефонных аппаратах в качестве источника вызывного сигнала или в наручных часах с будильником.

  • датчик
  • датчик удара

Малопотребляющий усилитель для наушников

Новое семейство операционных усилителей (ОУ) отличается лучшим в отрасли соотношением быстродействия и потребляемого тока. Семейство rail-to-rail по входу и выходу ОУ LTC6261/LTC6262/LTC6263 (одиночный, сдвоенный и счетверенный) обеспечивает усиление сигналов в полосе 30 МГц при токе потребления всего 240 мкА и максимальном напряжении смещения 400 мкВ. В сочетании с диапазоном напряжений питания от 1.8 В до 5.25 В, эти ОУ позволяют создавать приложения с бескомпромиссными характеристиками при низком напряжении питания и минимальном потреблении мощности.

  • усилитель
  • наушники
  • усилитель для наушников

Аналоговая паяльная станция. А нужна ли ЦПС?

В [1] описана цифровая паяльная станция (ЦПС) на микроконтроллере (МК) ATtiny13A. На завершающем этапе возник вопрос, как применить в конструкции неиспользуемый второй ОУ. Если он уже есть, надо подыскать ему работу.

Включение нагрева паяльника индицируется точкой на дисплее, а управление силовым ключом осуществляется через порт. Было решено, чтобы вместо порта МК нагревом управляла сама точка. Светится – ключ на полевом транзисторе открыт, погасла – паяльник остывает. Нумерация элементов в схеме, реализующей эту функцию (Рисунок 1), продолжает нумерацию основной схемы.

Современные охлаждаемые фотоприемные устройства ИК-диапазона

Динамика рынка до и после пандемии.

В данной статье рассмотрены некоторые свойства и характеристики наиболее широко применяемых охлаждаемых матричных фотоприемных устройств для инфракрасных камер 1 , а также возможные перспективы развития рынка в «постпандемическую» эпоху.

В последние годы темпы развития тепловизионной техники новых поколений заметно ускорились. Устройства с использованием тепловизоров позволяют осуществлять наблюдение в условиях плохой видимости, обнаруживать людей с повышенной температурой в толпе и др. (рис. 1). По «допандемическому» прогнозу фирмы Maxtech International (США), рынок гражданских и военных ИК-систем, составляющий в 2017 г. 10,5 млрд долларов, в 2023 г. превысит 17 млрд долларов. Из-за пандемии, вероятно, следует пересмотреть эти прогнозы в сторону увеличения, а после ее окончания вполне может быть, что эпидемиологическая угроза займет в общественном сознании такое же место, какое заняла террористическая после терактов в Нью-Йорке в 2001 г. Нельзя исключать и появление в аэропортах биометрического контроля в дополнение к существующим протоколам авиационной безопасности, а также новых правил пересечения пограничных пунктов и др.

Читайте также  Подключение 4-разрядного led индикатора всего к 4 портам микроконтроллера

1 В настоящем обзоре использованы материалы XXV Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения (Москва, «НПО «Орион»), 2018 г.

Рис. 1. Области использования тепловидения (Yole Development, 2018 г.)

Как работают ИК-детекторы?

Инфракрасные камеры воссоздают образ теплого объекта по сигналам от первичных преобразователей – датчиков теплового излучения. Инфракрасная энергия от объектов сцены фокусируется посредством оптики на ИК-детектор, информация от него передается на электронику для обработки изображения, которое транслируется на стандартный видеоэкран.

Современные датчики имеют подложку, на которой размещен массив детекторов, представляющих собой пиксели. Подложка также включает в себя интегральную схему, обычно называемую Read Out Integrated Circuit (ROIC), которая электрически соединяется с детектирующими элементами (рис. 2). Интеграция таких схем с разными типами детекторов позволила создавать матричные ИК – ФПУ (МФПУ), которые могут насчитывать до 108 ИК-детекторов, что соответствует числу чувствительных рецепторов в глазе человека (

Рис. 2. Конструкция модуля с охлаждаемым МФПУ: а) фоточувствительная матрица, гибридизированная со считывающей матрицей ROIC; б)МФПУ в корпусе; в) гибридный фотоприемный узел с МКС

В настоящее время на повестке дня стоит разработка МФПУ 2-го и 3-го поколений.

Ко 2-му поколению относятся МФПУ смотрящего типа с числом элементов до 106 (мегапиксель). 3-е поколение МФПУ характеризуется расширенными возможностями, например работой при повышенных температурах и др. К 3-му поколению относятся и МФПУ мегапиксельных форматов с уменьшенным шагом элементов.

Преимущества охлаждаемых МФПУ

Тепловизионные приборы можно разделить на два класса:

  1. более эффективные – на фотонных (охлаждаемых и неохлаждаемых) детекторах;
  2. менее чувствительные – на тепловых (неохлаждаемых) детекторах (микроболометрах).

Существенным недостатком ИК-фотонных детекторов является необходимость криогенного охлаждения. Оно нужно для предотвращения тепловой генерации носителей заряда, которая является источником шумов, ограничивающих параметры приемников излучения.

Типичная конструкция современного охлаждаемого фотоприемного узла показана на рис. 2. Гибридный фотоприемный узел, включающий в себя матрицу фоточувствительных элементов, состыкованную с кремниевой интегральной схемой считывания, смонтирован в вакуумный корпус. Охлаждение МФПУ обеспечивается микрокриогенной системой охлаждения (МКС), интегрированной с корпусом МФПУ и работающей по циклу Стирлинга.

Сегмент охлаждаемых МФПУ демонстрирует быстрый рост, связанный с внедрением новых технологий создания приемников и более эффективных систем охлаждения.

Самые используемые материалы

Основой МФПУ являются полупроводниковые фоточувствительные материалы, роль которых все более возрастает. Основные материалы, используемые для создания фотонных приемников:

  • тройное полупроводниковое соединение кадмий-ртуть-теллур (HgCdTe) для спектральных диапазонов 1–2,5/3–5/8–14 мкм;
  • двойное полупроводниковое соединение антимонида индия (InSb) для спектрального диапазона 3–5 мкм;
  • тройное полупроводниковое соединение индий-галлий-арсенид (InGaAs) для спектрального диапазона 0,4–2,3 мкм;
  • структуры с квантовыми ямами (QWIP) для спектральных диапазонов 3–5/8-14 мкм.

Рис. 3. Относительные доли продаж фотонных МФПУ на разных материалах (Maxtech International)

Для высокочувствительных и дальнодействующих тепловизионных приборов применяются МФПУ, изготовленные из кадмий-ртуть-теллура (КРТ) и антимонида индия (InSb). В настоящее время производится примерно равное количество на основе как КРТ, так и InSb (рис. 3), и это сооношение будет сохраняться (рис. 4).

Рис. 4. Прогноз производства МФПУ на КРТ и InSb (оценки Maxtech International и авторов)

Переход на новый формат

Формат МФПУ 640х512 элементов при шаге 15 мкм является основным и, по-видимому, по соотношению «цена/качество» на ближайшие 5–10 лет он таковым и останется. Ведущими фирмами – разработчиками МФПУ в качестве коммерчески доступного достигнут мегапиксельный формат 1280х1024 элементов. В настоящее время цены на такие матрицы довольно высоки и не позволяют разработчикам аппаратуры осуществить массовый переход на него. Однако уже к 2025 г. такой переход произойдет. За рубежом в направлении разработки и производства изделий фотоэлектроники работает большое число компаний, среди которых AIM Infrared Modules (Германия), BAE Systems (США), Brandywine Photonics (США), CalSensors (США), EGIDE USA (США), China Germanium (Китай), FLIR Systems (США), SCD (Израиль), Raytheon Vision Systems (США), RICOR (Израиль), Selex ES (Великобритания), Thales Cryogenics (Франция), Lynred (Франция), Spectrolab (США) и др.

Ситуация в России

Разработкой фотоприемных устройств различного назначения в России занимается ряд предприятий, сосредоточенных в АО «Швабе», АО «Росэлектроника» и Российской академии наук, а также частные организации. Основными поставщиками являются АО «НПО «Орион» и АО «МЗ Сапфир», входящие в АО «Швабе», и частное предприятие АО «ОКБ «Астрон».

АО «НПО «Орион» разрабатывает и производит охлаждаемые и неохлаждаемые фотоприемники. АО «МЗ «Сапфир» выпускает охлаждаемые и неохлаждаемые МФПУ на основе Si, Ge, InSb, CdHgTe. АО «НИИ «Полюс» развивает неохлаждаемые МФПУ на основе InGaAs и производство фоточувствительных полупроводниковых структур.

Предприятия АО «Росэлектроника» специализируются на разработке и производстве матриц видимого диапазона на основе кремния, охлаждаемых МФПУ на основе квантовых ям, барьера Шотки из силицида платины и охлаждаемых ФПУ на основе примесного кремния (АО «НПП «Пульсар», АО «ЦНИИ «Электрон», АО «ЦНИИ «Циклон», АО «НПП «Восток»).

Институт физики полупроводников Сибирского отделения РАН развивает полупроводниковое материаловедение и МФПУ на основе CdHgTe, InAs, микроболометров и квантовых ям.

Таблица 1. Примеры дизайна фотоэлектрических узлов с МКС

АО «ОКБ «Астрон» (г. Лыткарино) разрабатывает и производит тепловизионные приборы гражданского назначения на основе неохлаждаемых МФПУ собственного производства, а также охлаждаемых МФПУ на основе CdHgTe совместно с ИФП СО РАН. АО «НПО «Орион» приступило к серийному выпуску МФПУ средневолнового диапазона, а АО «ОКБ «Астрон» – к серийному выпуску матричного фотоприемного модуля в длинноволновом диапазоне на основе охлаждаемой матрицы КРТ/Si (производства ИФП СО РАН) и собственной микрохолодильной системы «Астрон-МКС500». Система работает по замкнутому обратному термогазодинамическому регенеративному циклу Стирлинга с внутренней регенерацией тепла, в качестве рабочего тела используется сверхчистый газообразный гелий. Достигнутые результаты близки по своим показателям к мировому уровню.

Охлаждаемые МФПУ для спектрального диапазона 3–5 мкм

МФПУ, представленные в сравнительной табл. 2, выпускаются серийно ведущими мировыми производителями в России и наиболее широко представлены на мировом рынке. Основной формат – 640х512 пксл, осуществляется переход на 1280х1024 пксл. Материалы – InSb, КРТ, InAsSb.

Таблица 2. Матричные ФПУ различных мировых производителей для диапазона 3–5 мкм

Охлаждаемые МФПУ для спектрального диапазона 8–12 мкм

МФПУ, представленные в табл. 3, также выпускаются серийно ведущими производителями и широко представлены на мировом рынке. Основные форматы – 320х256, 384х288 и 640×512 пкс, разработаны образцы мегапиксельных МФПУ. Материалы – КРТ, QWIP

Таблица 3. МФПУ для спектрального диапазона 8–12 мкм

Ключевые тенденции развития

Учитывая, что инфракрасная фотоэлектроника является капиталоемким направлением, требующим заметных вложений при переходе к новым поколениям приборов, необходима тщательность при оценке перспектив развития фотоэлектроники и выработке долгосрочной стратегии, а также при формировании тесной кооперации участников разработок, как государственных, так и частных.

В последнее десятилетие в фотоэлектронике инфракрасного диапазона наметился целый ряд новых направлений и тенденций, связанных с повышением разрешающей способности систем, усовершенствованием методов регистрации сверхслабых оптических сигналов, созданием быстродействующих и многоспектральных систем, формированием инфракрасных 3D-изображений и др.:

  • переход на полный мегапиксельный формат 1024х1280 элементов с одновременным уменьшением шага элементов, создание сверхкрупноформатных матриц;
  • повышение функциональных возможностей МФПУ (3D, лавинное усиление и т.д.);
  • создание двух- и многоспектральных МФПУ;
  • расширение применений МФПУ коротковолнового ИК-диапазона;
  • введение цифровой предобработки в БИС считывания;
  • создание сверхдлинноволновых МФПУ с граничной длиной волны более 14 мкм;
  • поиск новых принципов детектирования ИК-излучения и новых фоточувствительных материалов (графен, другие 2D-структуры и т.д.).

Расширение перспектив

Таким образом, за последнее время передовые образцы МФПУ становятся все более доступными гражданским потребителям. Это значительно расширяет перспективы совершенствования и создания новых инфракрасных оптико-электронных систем, а также поддерживает устойчивый рост объема рынка. Представляется, что, несмотря на общее замедление мировой экономики из-за пандемии коронавируса, сектор ИК-фотоприемных устройств пострадает меньше прочих. Также, весьма вероятно, рынок испытает дополнительный импульс развития в среднесрочной перспективе.

Владимир Попов
Генеральный директор АО «ОКБ «Астрон»

Аркадий Наумов
Инженер-аналитик АО «ОКБ «Астрон»

Датчики и сенсоры онлайн журнал

Практика использования, теоретические основы и современные тенденции

ДЕТЕКТОРЫ ИК-ИЗЛУЧЕНИЙ

Поглощенное тепло приводит к повышению температуры мембраны, которая, в свою очередь, нагревает газ, заключенный в камере. Газ расширяется и его давление увеличивается. Увеличение внутрикамерного давления приводит к деформации нижней мембраны. Изменение кривизны зеркальной поверхности мембраны оказывает влияние на направление отраженного луча света, который теперь попадает на другое место чуствительной зоны датчика положения. Величина отклонения положения отраженного луча зависит от степени деформации мембраны и, следовательно, от интенсивности поглощенного излучения. Такие датчики могут изготавливаться по технологии производства микросистем Степень деформации мембраны иногда измеряется и другими методами, к примеру, при помощи интерферометра Фабри-Перо.

Детекторы излучений на основе термоэлементов

Термоэлементы относятся к классу пассивных ИК детекторов. Их принцип действия аналогичен принципу термопар. Фактически, термоэлемент представляет собой несколько последовательно соединенных термопар. Первоначально такая конструкция была предложена Джоулем для увеличения выходного сигнала термоэлектрических сенсоров. Он соединил последовательно несколько термопар и термически объединил их горячие спаи. Современные термоэлементы имеют совсем другую конструкцию. Теперь их основное предназначение — тепловое детектирование излучений среднего и дальнего ИК диапазонов спектра.

На рис. 14.20А отображена схема детектора на основе термоэлемента. Такой датчик состоит из рамы, обладающей сравнительно большой тепловой массой, на той сформированы «холодные* спаи. Эта рама присоединена либо к термостату с известной температурой, либо к эталонному датчику температуры. На раме крепится тонкая мембрана, обладающая низкой теплоемкостью и теплопроводностью, на поверхности той располагаются «горячие» спаи. Названия горячих и холодных спаев являются историческими, напоминающими о том, что термоэлементы произошли от термопар. На самом деле в таких детекторах места соединений редко бывают горячими или холодными.

Рис. 14.20. Термоэлемент для детектирования теплового излучения’ А — схема с эталонным датчиком температуры (х и у являются разными материалами), Б — микродатчик излучений на основе термоэлемента (отметим, что здесь полупроводниковый эталонный датчик температуры сформирован на раме, на которую нанесены холодные спаи, а горячие спаи с нанесенным на них поглощающим покрытием расположены в центре мембраны), В — детектор в корпусе ТО-5

Принцип действия сенсоров на основе термоэлементов ничем не отличается от принципа любого пассивного ИК детектора. ИК излучение поглощается или испускается мембраной. При этом происходит изменение ее температуры. Тепловые ИК детекторы первоначально использовались для определения ИК излучений среднего и дальнего ИК диапазонов и для проведения бесконтактных температурных измерений, которые в течение последних 60 лет стали называться пирометрическими. Это название произошло от греческого слова риг, обозначающего огонь. Соответствующие термометры получили название пирометров. В настоящее время бесконтактные методы измерения температуры используются очень широко: от определения минусовых температур до детектирования температуры различных пламен. Поэтому такие методы получили название радиационной термометрии.

Читайте также  Устройство отображения аудио спектра

Типовые ИК бесконтактные датчики температуры состоят из следующих частей:

1. чувственного элемента, реагирующего на электромагнитные излучения ИК диапазона. Основными требованиями, предъявляемыми к нему, являются: быстродействие, воспроизводимость, высокая чувствительность и хорошая долговременная стабильность.

2. Опорной конструкции, поддерживающей чувствительный элемент и обеспечивающей доступ к нему излучения. Конструкция должна обладать низкой теплопроводностью для снижения тепловых потерь.

3. Корпуса, защищающего чувствительный элемент от воздействия окружающей среды. Корпус должен быть герметичным. Его часто заполняют сухим воздухом или инертным газом (аргоном или азотом)

4. Защитного окошка, прозрачного для излучения исследуемого диапазона длин волн. На поверхность окна часто наносят специальное покрытие с целью улучшения его пропускающей способности для волн определенной длины и фильтрации излучений нежелательного диапазона спектра.

В областях, лежащих ниже среднего ИК диапазона спектра, чувствительность тепловых детекторов гораздо ниже, чем у квантовых сенсоров. Их принцип действия основан на превращении теплового излучения в тепло с последующим преобразованием уровня тепла или теплового потока в электрический сигнал, для чего применяются традиционные методы тепловых измерений. Для детектирования теплового излучения подходит практически любой датчик температуры. Однако из уравнения (3.133) главы 3 видно, что поток ИК волн, поглощенный тепловым детектором, пропорционален геометрическому фактору А, который при равномерном пространственном распределении излучения равен площади чувственного элемента датчика. к примеру, если датчик тепловых излучений, обладающий идеальной поглощающей способностью и площадью чувственного элемента 5 мм2, находящийся при температуре 25°С, поместить внутрь камеры с температурой 100°С, он получит мощность излучения, равную 3.25 мВт. Температура датчика будет расти до тех пор, пока не наступит состояние теплового равновесия между ним и окружающей средой. Как быстро это произойдет, зависит, главным образом, от теплоемкости датчика. рекомендуется отметить, что на практике температура чувственного элемента никогда не становится равной температуре исследуемого объекта. Реальный датчик, в отличие от идеального, обладает далеко не идеальным теплообменом с источником тепла. Хотя между объектом и чувствительным элементом происходит теплопередача за счет радиационного излучения, значительная часть тепла уходит на прогрев опорной конструкции, проводов, гравитационную конвекцию и через паразитные излучения. Поэтому равновесная температура будет находиться где-то между температурой объекта и исходной температурой теплового детектора.

Все тепловые детекторы излучений можно разделить на два класса: пассивные ИК (ПИК) и активные ИК (АПК) детекторы. Пассивные датчики поглощают входящее излучение и превращают его в тепло, в то время как активные детекторы вырабатывают тепло при помощи специальных схем возбуждения.

Рис. 14.19. Детектор излучений среднего и дальнего ИК диапазонов на основе ячейки Голея

Ячейки Голея являются широкополосными детекторами ИК излучений. Они обладают очень высокой чувствительностью, но также довольно хрупкой конструкцией. Принцип действия ячеек Голея основан на детектировании теплового расширения газа, заключенного в замкнутом объеме. Поэтому такие датчики иногда называются термопневматическими детекторами. На рис. 14.19 отображена схема детектора излучений, реализованного на базе ячейки Голея, состоящей из замкнутой камеры с двумя мембранами: верхней и нижней. На верхнюю мембрану наносится слой, поглощающий тепло, а поверхность нижней мембраны делается зеркальной (к примеру, покрывается А1).

Источник света направлен на зеркальную поверхность. Падающий луч света отражается от поверхности и попадает на детектор положения. На верхнюю мембрану действует исследуемое ИК излучение, поглощаемое ее покрытием. Поскольку на мембране расположены горячие спаи, разность температур между ними и холодными спаями приводит к возникновению термоэлектрического напряжения. Температура мембраны зависит от ее теплоемкости, теплопроводности и мош-ности ИК излучения.

Для получения термоэлементов с высокой чувствительностью и низким уровнем шума спаи должны изготавливаться из материалов, обладающих высоким термоэлектрическим коэффициентом а, низкой теплопроводностью и низким объемным удельным сопротивлением. При этом термоэлектрические коэффициенты пар соединений должны иметь противоположные знаки. К сожалению, большинство металлов, обладающих низким удельным электрическим сопротивлением (золото, медь, серебро), имеют очень низкие термоэлектрические коэффициенты. У металлов с более высоким удельным сопротивлением (висмут и сурьма) термоэлектрические коэффициенты гораздо выше, поэтому именно они и используются чаще других при производстве термоэлементов. Легирование этих металлов Se и Те позволяет увеличить термоэлектрический коэффициент до 230 мкВ/К [5].

Методы изготовления термоэлементов со спаями из металлов могут быть разными, но все они основаны на технологии вакуумного напыления с использованием масок для формирования слоев из термоэлектрических материалов. Количество спаев варьируется от 20 до нескольких сотен. На «горячие» спаи часто наносится абсорбционный слой для улучшения поглощения ИК излучения. Напри -мер, они могут быть зачернены при помощи органических красителей.

Термоэлементы являются устройствами, работающими на постояннм токе, выходной сигнал которых достаточно хорошо отслеживает температуру «горячего» спая. Термоэлемент можно представить в виде источника напряжения, управляемого тепловым потоком, соединенного последовательно с резистором фиксированного номинала. Датчик размещается в герметичном металлическом корпусе с прочным прозрачным окном (из кремния, германия или селенида цинка) (рис. 14.20В). Выходное напряжение датчика пропорционально попадающему на него излучению. Диапазон рабочих частот детектора, в основном, зависит от теплоемкости и теплопроводности мембраны, определяющих тепловую постоянную времени. Датчики на основе термоэлементов обладают довольно низким уровнем шума, который соответствует тепловому шуму эквивалентного сопротивления детектора (т.е. порядка 20. 50 кОм). В таблице 14.3 приведены параметры типовых сенсоров этого вида.

Выходной сигнал сенсоров на основе термоэлементов зависит от разности температур источника теплового излучения и чувствительной поверхности. Поэтому передаточная функция термоэлемента является трехмерной поверхностью, форма той определяется законом Стефана-Больцмана.

В настоящее время висмут и сурьма часто заменяются на кремний. Кремниевые термоэлементы обладают большей эффективностью и надежностью [6]. В Приложении приведены термоэлектрические коэффициенты указанных элементов. Как видно из соответствующей таблицы, указанные коэффициенты для

кристаллического и поликристаллического кремния имеют очень большие значения, тогда как их объемные удельные сопротивления довольно низкие. Достоинство кремниевых термоэлементов — это возможность применять для их изготовления стандартные технологии производства ИС, что позволяет значительно снижать стоимость таких устройств. При помощи введения определенных примесей можно регулировать величину удельного сопротивления и термоэлектрического коэффициента. Однако изменение удельного сопротивления происходит гораздо быстрее, чем меняется термоэлектрический коэффициент. Поэтому для оптимизации соотношения высокая чувствительность — низкий уровень шума необходимо очень аккуратно подбирать концентрацию легирующих компонентов.

Таблица 14.3. Типовые параметры термоэлементов

Инфракрасные детекторы и матрицы

Инфракрасные датчики и матрицы PYROSENS — это чувствительные датчики для применения в спектроскопии, газовом анализе, технике безопасности и бесконтактном измерении температуры.

Инфракрасные датчики используют в промышленности для определения физических или химических свойств, таких как температура, влажность, концентрации газа или яркость.

DIAS Infrared более 25 лет занимается исследованиями, разработкой и производством высококачественных пироэлектрических инфракрасных датчиков.

Что отличает инфракрасные датчики DIAS?

  • Чрезвычайно высокая удельная чувствительность D* 10 9 см Гц 1/2 Вт -1 , отношение сигнал / шум выше среднего для инфракрасных датчиков
  • Использование очень тонких сенсорных чипов LiTaO 3 (высокая чувствительность обнаружения)
  • Современная технология ионно-лучевого травления
  • Большое разнообразие модификаций
  • Индивидуальные решения с хорошим соотношением цены и качества
  • Реализация малых и больших количеств инфракрасных датчиков для конкретного применения.
  • Инфракрасные датчики и матрицы специально разработаны для использования при бесконтактном измерении температуры и излучения, газового анализа и спектроскопии.

Большой ассортимент различных пироэлектрических инфракрасных датчиков и линейных матриц

  • Пироэлектрические одноэлементные датчики
  • Пироэлектрические многоканальные датчики
  • Пироэлектрические линейные массивы

Для разработки и производства индивидуальных инфракрасных датчиков , пожалуйста, свяжитесь с нами .

Применение одноканальных и многоканальных инфракрасных датчиков

  • Измерение концентрации газа, например, для медицинской техники (анестезирующие газы, контроль дыхательного газа), обнаружение утечек, технология измерения окружающей среды (качество воздуха, выхлопные газы)
  • Измерение жидких компонентов в медицине (например, кровь и моча / мочевина), технологии пищевых продуктов, экологические технологии (например, масла, сточные воды)
  • Обнаружение пламени
  • Измерение температуры (пирометрия)
  • Лазерная калибровка
  • Умный Дом
  • Техника безопасности
  • Движение

Применение пироэлектрических матриц в промышленности и исследованиях

  • Спектроскопия полного внутреннего отражения (ATR) и в недеспергигрующих инфракрасных анализаторах (NDIR)
  • Анализ газа (например, медицинская диагностика, анестезирующие газы, промышленные газы, качество воздуха, строительные услуги)
  • Анализ жидкости (например, кровь, другие медицинские жидкости, нефтехимия, пища)
  • Анализ твердых веществ (например, порошок, взрывчатые вещества, кожа, пища)
  • Измерение температурных профилей (например, инфракрасная камера DIAS PYROLINE, применяемая в сталелитейной и стекольной промышленности, в ленточных процессах или мониторинге движения)
  • Лазерная калибровка и измерение профиля

Обзоры прессы и статьи

Пироэлектрические одно- и многоканальные датчики PYROSENS

Пироэлектрические инфракрасные датчики могут детектировать излучение в очень широком диапазоне длин волн от примерно 100 нм (УФ) до более 1 мм (терагерцевые волны) благодаря принципу физического воздействия и без охлаждения . Серия одноканальных и многоканальных датчиков PYROSENS оптимизирована для спектрального диапазона от 1,5 до 30 мкм. В зависимости от типа, датчики PYROSENS оснащены различными согласованными поглотителями во всем диапазоне и почти всеми фильтрами излучения, имеющимися на рынке, с толщиной от 0,4 мм до 1,5 мм.

В зависимости от предпочтений клиента возможна работа с напряжением со встроенным jFET и сопротивлением затвора с высоким сопротивлением в цепи повторителя источника, а также работа по току со встроенным операционным усилителем и резистором / конденсатором обратной связи. Для большинства типов датчиков предлагается вариант с термокомпенсацией . Выбор соответствующего типа датчика упрощается для пользователя широким диапазоном возможных областей датчика. Диапазон значений для одноэлементного датчика составляет от 0,2 мм² до 64 мм².

Чипы сенсора LiTaO 3 частично утончаются в процессе сложного ионно-лучевого травления до 5 микрон, а затем снабжаются оптимизированными для различных применений тонкими абсорбирующими слоями . Это делает их особенно подходящими для использования в высокочувствительных газовых спектрометрах NDIR.

Подробнее о наших одноканальных и многоканальных датчиках можно узнать здесь:

  • Пироэлектрические одноканальные
    и многоканальные датчики
  • Пироэлектрические одноканальные и многоканальные датчики

Пироэлектрические линейные матрицы PYROSENS

Для бесконтактного измерения температуры и инфракрасной спектрометрии специально разработан пироэлектрическая линейная матрица , содержащая литий танталат 128, 256 или 510 чувствительных элементов (пикселей). Эти матрицы были специально разработаны для измерения очень малых потоков излучения. Линейные матрицы, разделяющие участки между пикселями и дополнительными металлическими отсеками, могут быть собраны вместе с линейным градиентным фильтром (LVF) и представляют собой очень компактные и высокоразмерные сенсорные системы с высоким разрешением, которые работают либо в конфигурации передачика, либо в системе полного внутреннего отражения (ATR).

Подробнее о наших пироэлектрических матрицах можно узнать здесь:

  • Пироэлектрические линейные матрицы
  • Обзор типов пироэлектрических матриц для измерений
  • Обзор типов пироэлектрических матриц для спектрометрии
  • Обзор типов пироэлектрических матриц со спектрально однородной максимальной чувствительностью для применений в спектрометрах

Оценочный комплект: интерфейс инфракрасного датчика и лабораторного программного обеспечения

Для всех линейных матриц PYROSENS доступен оценочный комплект, который позволяет пользователю легко управлять этими матрицами через порт USB компьютера с операционной системой Windows. Конечно, помимо синхронизации с другими компонентами, например, для модуляции излучения и выбора скорости считывания в диапазоне от 1 до 30 строк в секунду, программное обеспечение также позволяет сохранять измеренные данные для последующего анализа.

Узнайте больше об оценочном комплекте здесь.