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。開發了類型多樣，產品質量出色的InfraTec熱釋電紅外探測器。主要用于生產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構設計，設計多種標準型號，能夠提供適應各種應用的優化解決方案。在所有的產品中，您也可找到增強型單通道探測器，雙通道，三通道或者四通道的紅外探測器，低麥克風振動噪聲的探測器，集成了運算放大器的探測器，以及基于MEOEMS技術的可調波長的探測器等等。

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。隨著溫度的變化產生極化，即所謂的熱釋電效應，目前廣泛用于傳感器技術。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生表面電極。如果輻射量中斷，則會產生一個與極化方向相反的電荷。然而此類電荷非常小，所以在被晶體內部電阻中和之前，需由超低噪聲和超低漏電流的場效應管（JFET）或者運算放大器（OpAmp）將電荷轉換成信號電壓。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較好的信號。

InfraTec紅外熱釋電探測器優勢特點

-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

-很小的溫度系數以及長時間的信號穩定性

-低麥克風效應

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探測器的一種，不同于半導體探測器（如InGaAs, PbS, PbSe），InfraTec紅外探測器有一層高轉化率的黑化吸收層，并且有非常寬的光譜響應范圍，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，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以及長時間的信號穩定性。

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和微機械的組件。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、電學和光學組件一體的微系統。

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。空氣和固體振動對其有影響，通常稱為麥克風效應。InfraTec紅外傳感器的熱釋電芯片有取得知識產權的降低麥克風效應技術。所以在很多探測器中我們加入了這一設計，使得這一效應產生的干擾噪聲達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出來一定的競爭力。

InfraTec紅外熱釋電探測器應用

用于氣體傳感技術的熱釋電探測器

許多化學合成物由于分子構成形式不同，在紅外區間內會有基本振動模式，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，包括電子部件和機械部件，例如調制紅外光源，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部的，可以簡化氣體傳感器的開發過程。

火焰傳感技術用的熱釋電探測器

在火焰傳感技術中，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。

碳氫物質燃燒的火焰會產生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。

部分標準型號熱釋電探測器規格

這里找到所有InfraTec紅外熱釋電傳感器的標準產品，用于氣體分析，火焰探測和輻射量熱。TO18或者TO39填充氮氣密閉封裝。

-TO18和TO39封裝

-電壓模式或電流模式

-信號處理方式：JFET或運算放大器

-可選熱補償模式

-可選低麥克風效應，特殊芯片設計

以LIE-200型號為例簡單介紹以下標準型號的規格特點：

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

LIE-200 InfraTec紅外熱釋電探測器測試電路

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