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薄膜熱釋電紅外探測器

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熱釋電紅外探測器,可以覆蓋1.3um-25um的紅外譜段,靈敏度高,頻率響應特性好,擁有14項磚利技術,性能優良。廣泛應用於氣體檢測分析、FTIR、人流計數等領域

薄膜熱釋電紅外探測器 的詳細介紹

 

英國Pyreos公司是一家專業的熱釋電紅外探測器生產廠商,其產品主要是各種規格的熱釋電傳感器,可以覆蓋1.3um-25um的紅外譜段,靈敏度高,頻率響應特性好,擁有14項磚利技術,性能優良。
 
探測器結構及性能介紹                                                            
 
Pyreos公司的紅外探測器是基於其獨有的薄膜熱釋電探測技術(Thin-Film Pyroelectric Technology),這項技術由德國西門子公司於上世紀九十年代初開發出來,曆經十餘年的研發和改進,2008年被Pyreos公司收購,並開始大批量生產基於該技術的紅外探測器。
 
熱釋電探測器的結構圖如下:
 薄膜熱釋電紅外探測器薄膜熱釋電紅外探測器
 探測器表麵實物圖                           探測器的結構圖
 
如上圖所示,薄膜熱釋電探測器主要用鋯鈦酸鉛鐵電薄膜(PZT film)作為光電轉換元件,其厚度僅為1um,構成一個微型的光電係統,其產生的電流通過兩個電極搜集起來。
 
這種探測器具有以下特點:

薄膜熱釋電探測器
帶給用戶的好處
靈敏度高,輻射靈敏度可到106 V/WD*可以達到>1×109,遠遠高於其他熱釋電傳感器
可用來檢測更為微弱的信號,提升產品的檔次,增強競爭力,降低生產成本
噪聲低且隨著溫度升高,噪聲依然可以維持在較低水平
提高用戶係統的信噪比,大幅降低溫度對係統的影響
頻率特性好,響應速度快,可達<5ms (200Hz)
提高用戶係統的響應速度
熔點高,約600,耐高溫
無需額外的恒溫係統及探測器保護裝置,大大提高產品在複雜環境下工作的穩定性
探測器的麵積可選的範圍很寬,從150um×150um3mm×2mm,封裝形式多樣化
用戶有更多選擇,係統設計更加靈活
光譜響應範圍從1.2um-20um
根據不同應用,客戶可選擇裝配有濾光片的探測器,用於氣體檢測或光譜分析應用中

 
紅外光譜                                                                        
 
目前市麵上存在兩種紅外光譜儀:分光紅外譜儀和傅立葉變換紅外譜儀(FT-IR)。針對這種應用,可以提供兩種探測器解決方案:
 
1.       線陣列型探測器+線性變化紅外濾光片(Linear Variable Filter)
目前可提供的標準的線陣探測器包括:128×1128×2512×1。紅外濾光片的波長範圍有近紅外1.3-3.2um和中遠紅外2-20um兩種,根據不同應用,選擇相應波長範圍的LVF濾光片,可直接得到光譜信息。
薄膜熱釋電紅外探測器 
                                   線陣列探測器
 
2.       單點探測器
此種探測器主要是針對FT-IR光譜儀。提供不同感光麵積的單點探測器,根據客戶需求,可選配適當的紅外濾光片,濾光片的波長範圍:2-20um
 
FT-IR光譜領域常用的DTGS探測器相比,產品具有以下特點:

薄膜熱釋電探測器
帶給用戶的好處
價格低, 各波段的輻射靈敏度相對DTGS探測器更平坦
降低用戶的成本的同時不降低性能,有效提高了性價比
固態的探測器,不需要額外加光窗
降低用戶係統複雜性
高居裏點(500),低顫噪聲(microphonics),性能穩定,受溫度上升的影響小,不需要額外加製冷
提高用戶係統的穩定性,降低係統複雜性
靈敏度D*1×108@500k,1000Hz;響應度可達到10,000V/W;頻率響應範圍到3.3kHz
很好的靈敏度
可在探測器前麵加Lens,以收集更多的光
提高信噪比
可更加客戶應用的要求,調整探測器的參數,以達到*佳的性能
係統性能進一步提升

薄膜熱釋電紅外探測器 
                                單點型FT-IR光譜儀專用探測器
 
氣體檢測                                                                        
 
目前,針對氣體檢測領域可以提供薄膜熱釋電傳感器,包括單通道、雙通道和四通道的氣體傳感器。由於這種探測器具有低功耗,探頭小巧,靈敏度高,性能穩定,頻率響應快等優勢,可廣泛應用於紅外氣體檢測領域,可用來也製作氣體分析儀(含便攜式),如檢測CO2COCH4H2S、碳氫化合物、氮氧化合物等。
 

感光麵
D*
Noise
Frequency
Responsivity
1mm×1mm
~3.5 x 108 cm√Hz/ W @10Hz
~ 0.4mV√Hz/W
1-30Hz
~150,000 V/ W @500K, 10Hz

 薄膜熱釋電紅外探測器      薄膜熱釋電紅外探測器
與其他產品(藍色)在溫度穩定性的對比         與其他產品(藍色)在工作頻率上的對比
 
CO2氣體檢測,帶有紅外濾光片雙通道探測器為例:

 
CO2通道
參考信號通道
Responsivity(500k,10Hz)
~10,000V/W
~10,000V/W
噪聲
~ 0.4mV√Hz/W
~ 0.4mV√Hz/W

 薄膜熱釋電紅外探測器薄膜熱釋電紅外探測器
薄膜熱釋電紅外探測器
                          Pyreos公司用於氣體分析紅外傳感器

火災預警,行為監控及客流量計數                                                 
 
可以提供陣列型探測器,如3×34×44×20等陣列,用於火災預警,客流量計數等領域。其係統結構如下:
薄膜熱釋電紅外探測器
 
                          火災預警係統結構示意圖
 薄膜熱釋電紅外探測器
                          人流量計數係統結構示意圖
 
與傳統的紅外發射、接受的方式相比,如果選擇合適焦距的紅外鏡頭,配合不同陣列的紅外探測器,不僅能夠直接捕捉到由被測物體發射的紅外信號(去掉了發射這一步驟),還能夠獲得包括空間位置等更詳細的信息,有助於後續的分析係統作出正確的判斷,降低誤判率。
薄膜熱釋電紅外探測器 
                                  用於火災預警的陣列型探測器
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