德國InfraTec熱釋電探測器

InfraTec，高性能，低噪聲2到14µm熱釋電探測器

德國的InfraTec公司，專注熱釋電紅外傳感器的研究生產(chǎn)。開發(fā)了類型多樣，產(chǎn)品質(zhì)量出色的InfraTec熱釋電紅外探測器。主要用于生產(chǎn)各種用于高精度的氣體分析探測器，高性能的火情、火焰探測器。InfraTec紅外探測器采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計多種標(biāo)準(zhǔn)型號，能夠提供適應(yīng)各種應(yīng)用的優(yōu)化解決方案。在所有的產(chǎn)品中，您也可找到增強(qiáng)型單通道探測器，雙通道，三通道或者四通道的紅外探測器，低麥克風(fēng)振動噪聲的探測器，集成了運(yùn)算放大器的探測器，以及基于MEOEMS技術(shù)的可調(diào)波長的探測器等等。

熱釋電探測器工作原理

由于InfraTec紅外探測器的熱釋電晶體的單極軸特性，固其特殊的非對稱性。隨著溫度的變化產(chǎn)生極化，即所謂的熱釋電效應(yīng)，目前廣泛用于傳感器技術(shù)。熱釋電晶體需要制備的非常薄，并且在垂直于極軸的方向上鍍上電極。在上層電極上還需要加吸收層（黑化層）。當(dāng)這一吸收層接觸到紅外輻射后，熱釋電紅外傳感器的熱釋電芯片被加熱并且產(chǎn)生表面電極。如果輻射量中斷，則會產(chǎn)生一個與極化方向相反的電荷。然而此類電荷非常小，所以在被晶體內(nèi)部電阻中和之前，需由超低噪聲和超低漏電流的場效應(yīng)管（JFET）或者運(yùn)算放大器（OpAmp）將電荷轉(zhuǎn)換成信號電壓。熱釋電探測器即使在4K赫茲的時候也能表現(xiàn)出很高的信噪比。例如，在傅里葉紅外光譜儀中，熱電堆只能在幾個赫茲下表現(xiàn)較好的信號。

InfraTec紅外熱釋電探測器優(yōu)勢特點(diǎn)

-對2到14µm的電磁輻射探測靈敏

-具有非常高的居里溫度620 °C

-很小的溫度系數(shù)以及長時間的信號穩(wěn)定性

-低麥克風(fēng)效應(yīng)

InfraTec紅外熱釋電探測器是對紅外光靈敏的光電部件，通常用于探測2 到14µm間的電磁輻射。熱釋電探測器作為熱學(xué)探測器的一種，不同于半導(dǎo)體探測器（如InGaAs, PbS, PbSe），InfraTec紅外探測器有一層高轉(zhuǎn)化率的黑化吸收層，并且有非常寬的光譜響應(yīng)范圍，以及平均的靈敏度。在室溫下，低于3微米的光譜范圍，半導(dǎo)體探測器才比熱釋電探測器有更高的探測率。紅外熱釋電傳感器往往更受用戶青睞。

熱電堆探測器也可以使用在室溫下，用于長波紅外，InfraTec公司的熱釋電探測器比它有更快的響應(yīng)，在沒有信號放大的情況下就有更高的信號電壓。熱釋電探測器的使用條件是2.5 到25微米，調(diào)制頻率在0.5 到400Hz。

InfraTec熱釋電紅外探測器使用了特殊的黑化吸收涂層，能夠使用在非常廣的光譜范圍，并且具有長期穩(wěn)定性。能夠用于UV輻射的吸收（例如，193nm），也可以用于THz輻射的吸收，比如100微米到1mm。InfraTec公司的熱釋電紅外探測器的接收芯片是單晶的鉭酸鋰。因為其具有非常高的居里溫度620 °C，可以保證很小的溫度系數(shù)以及長時間的信號穩(wěn)定性。

除了熱釋電紅外傳感器的熱釋電芯片外，熱釋電紅外探測器也包括了光學(xué)和微機(jī)械的組件。配備有雙通道和四通道的分光探測器，集成CMOS放大器，是具有熱學(xué)、電學(xué)和光學(xué)組件一體的微系統(tǒng)。

熱釋電是壓電晶體子群的一個特征，所以熱釋電材料都具有壓電特性?？諝夂凸腆w振動對其有影響，通常稱為麥克風(fēng)效應(yīng)。InfraTec紅外傳感器的熱釋電芯片有取得知識產(chǎn)權(quán)的降低麥克風(fēng)效應(yīng)技術(shù)。所以在很多探測器中我們加入了這一設(shè)計，使得這一效應(yīng)產(chǎn)生的干擾噪聲達(dá)到探測器基體噪聲相等的級別。紅外熱釋電傳感器也因此展現(xiàn)出來一定的競爭力。

InfraTec紅外熱釋電探測器應(yīng)用

用于氣體傳感技術(shù)的熱釋電探測器

許多化學(xué)合成物由于分子構(gòu)成形式不同，在紅外區(qū)間內(nèi)會有基本振動模式，并且吸收特征紅外輻射。所以這種化合物會有特殊的吸收光譜。

氣體分析探測器比如NDIR（非分光紅外）氣體分析儀，包括電子部件和機(jī)械部件，例如調(diào)制紅外光源，氣室和一個熱釋電探測器。最終信號值是由氣體濃度體現(xiàn)出來的信號電壓計算而來的。InfraTec紅外傳感器可以提供大量的紅外窄帶濾光片（NBP），能滿足大部分的紅外吸收特征氣體的測量。濾光片是封裝在熱釋電探測器內(nèi)部的，可以簡化氣體傳感器的開發(fā)過程。

火焰?zhèn)鞲屑夹g(shù)用的熱釋電探測器

在火焰?zhèn)鞲屑夹g(shù)中，火焰探測器中的熱釋電探測器可以探測到燃燒氣體，液體和固體發(fā)出的輻射，并且通過紅外光譜的特征曲線來辨別出他們。典型的有機(jī)物燃燒光譜，例如木頭，天然氣，油或者塑料都可以被檢測出。利用兩個不同的特征通道可以避免由于太陽光，或者其他光亮物（例如電弧等）的錯誤報警：

特征的火焰（對比與太陽光輻射）特征閃爍頻率在1-5Hz。

碳?xì)湮镔|(zhì)燃燒的火焰會產(chǎn)生CO和CO2等氣體。他們的紅外特征光譜在4.0到4.8微米之間。如果需要得到非常大的信號，可以用寬的紅外濾光片作為InfraTec紅外探測器的窗口，其同時包括CO和CO2的吸收峰。

部分標(biāo)準(zhǔn)型號熱釋電探測器規(guī)格

這里找到所有InfraTec紅外熱釋電傳感器的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，用于氣體分析，火焰探測和輻射量熱。TO18或者TO39填充氮?dú)饷荛]封裝。

-TO18和TO39封裝

-電壓模式或電流模式

-信號處理方式：JFET或運(yùn)算放大器

-可選熱補(bǔ)償模式

-可選低麥克風(fēng)效應(yīng)，特殊芯片設(shè)計

以LIE-200型號為例簡單介紹以下標(biāo)準(zhǔn)型號的規(guī)格特點(diǎn)：

LIE-200紅外探測器工程圖

LIE-200紅外傳感器引腳配置

LIE-200熱釋電探測器頻率響應(yīng)

LIE-200 InfraTec紅外熱釋電探測器測試電路

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