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薄膜热释电红外探测器

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热释电红外探测器,可以覆盖1.3um-25um的红外谱段,灵敏度高,频率响应特性好,拥有14项专利技术,性能优良。广泛应用于气体检测分析、FTIR、人流计数等领域

薄膜热释电红外探测器 的详细介绍

 

英国Pyreos公司是一家专业的热释电红外探测器生产厂商,其产品主要是各种规格的热释电传感器,可以覆盖1.3um-25um的红外谱段,灵敏度高,频率响应特性好,拥有14项专利技术,性能优良。
 
探测器结构及性能介绍                                                            
 
Pyreos公司的红外探测器是基于其独有的薄膜热释电探测技术(Thin-Film Pyroelectric Technology),这项技术由德国西门子公司于上世纪九十年代初开发出来,历经十余年的研发和改进,2008年被Pyreos公司收购,并开始大批量生产基于该技术的红外探测器。
 
热释电探测器的结构图如下:
 薄膜热释电红外探测器薄膜热释电红外探测器
 探测器表面实物图                           探测器的结构图
 
如上图所示,薄膜热释电探测器主要用锆钛酸铅铁电薄膜(PZT film)作为光电转换元件,其厚度仅为1um,构成一个微型的光电系统,其产生的电流通过两个电极搜集起来。
 
这种探测器具有以下特点:

薄膜热释电探测器
带给用户的好处
灵敏度高,辐射灵敏度可到106 V/WD*可以达到>1×109,远远高于其他热释电传感器
可用来检测更为微弱的信号,提升产品的档次,增强竞争力,降低生产成本
噪声低且随着温度升高,噪声依然可以维持在较低水平
提高用户系统的信噪比,大幅降低温度对系统的影响
频率特性好,响应速度快,可达<5ms (200Hz)
提高用户系统的响应速度
熔点高,约600,耐高温
无需额外的恒温系统及探测器保护装置,大大提高产品在复杂环境下工作的稳定性
探测器的面积可选的范围很宽,从150um×150um3mm×2mm,封装形式多样化
用户有更多选择,系统设计更加灵活
光谱响应范围从1.2um-20um
根据不同应用,客户可选择装配有滤光片的探测器,用于气体检测或光谱分析应用中

 
红外光谱                                                                        
 
目前市面上存在两种红外光谱仪:分光红外谱仪和傅立叶变换红外谱仪(FT-IR)。针对这种应用,可以提供两种探测器解决方案:
 
1.       线阵列型探测器+线性变化红外滤光片(Linear Variable Filter)
目前可提供的标准的线阵探测器包括:128×1128×2512×1。红外滤光片的波长范围有近红外1.3-3.2um和中远红外2-20um两种,根据不同应用,选择相应波长范围的LVF滤光片,可直接得到光谱信息。
薄膜热释电红外探测器 
                                   线阵列探测器
 
2.       单点探测器
此种探测器主要是针对FT-IR光谱仪。提供不同感光面积的单点探测器,根据客户需求,可选配适当的红外滤光片,滤光片的波长范围:2-20um
 
FT-IR光谱领域常用的DTGS探测器相比,产品具有以下特点:

薄膜热释电探测器
带给用户的好处
价格低, 各波段的辐射灵敏度相对DTGS探测器更平坦
降低用户的成本的同时不降低性能,有效提高了性价比
固态的探测器,不需要额外加光窗
降低用户系统复杂性
高居里点(500),低颤噪声(microphonics),性能稳定,受温度上升的影响小,不需要额外加制冷
提高用户系统的稳定性,降低系统复杂性
灵敏度D*1×108@500k,1000Hz;响应度可达到10,000V/W;频率响应范围到3.3kHz
很好的灵敏度
可在探测器前面加Lens,以收集更多的光
提高信噪比
可更加客户应用的要求,调整探测器的参数,以达到**的性能
系统性能进一步提升

薄膜热释电红外探测器 
                                单点型FT-IR光谱仪专用探测器
 
气体检测                                                                        
 
目前,针对气体检测领域可以提供薄膜热释电传感器,包括单通道、双通道和四通道的气体传感器。由于这种探测器具有低功耗,探头小巧,灵敏度高,性能稳定,频率响应快等优势,可广泛应用于红外气体检测领域,可用来也制作气体分析仪(含便携式),如检测CO2COCH4H2S、碳氢化合物、氮氧化合物等。
 

感光面
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

 薄膜热释电红外探测器      薄膜热释电红外探测器
与其他产品(蓝色)在温度稳定性的对比         与其他产品(蓝色)在工作频率上的对比
 
CO2气体检测,带有红外滤光片双通道探测器为例:

 
CO2通道
参考信号通道
Responsivity(500k,10Hz)
~10,000V/W
~10,000V/W
噪声
~ 0.4mV√Hz/W
~ 0.4mV√Hz/W

 薄膜热释电红外探测器薄膜热释电红外探测器
薄膜热释电红外探测器
                          Pyreos公司用于气体分析红外传感器

火灾预警,行为监控及客流量计数                                                 
 
可以提供阵列型探测器,如3×34×44×20等阵列,用于火灾预警,客流量计数等领域。其系统结构如下:
薄膜热释电红外探测器
 
                          火灾预警系统结构示意图
 薄膜热释电红外探测器
                          人流量计数系统结构示意图
 
与传统的红外发射、接受的方式相比,如果选择合适焦距的红外镜头,配合不同阵列的红外探测器,不仅能够直接捕捉到由被测物体发射的红外信号(去掉了发射这一步骤),还能够获得包括空间位置等更详细的信息,有助于后续的分析系统作出正确的判断,降低误判率。
薄膜热释电红外探测器 
                                  用于火灾预警的阵列型探测器
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