德國InfraTec的數(shù)字探測器

InfraTec數(shù)字型紅外探測器，易于系統(tǒng)集成

InfraTec為更易于系統(tǒng)集成而開發(fā)的數(shù)字探測器，也是紅外熱釋電探測器，具有靈活可變的信號處理方式和更優(yōu)異的電磁兼容性（EMC）。與所有InfraTec探測器一樣，這款數(shù)字探測器使用鉭酸鋰材料（LiTaO3單晶），可用于氣體分析和火焰探測技術(shù)。與其他材料相比，LiTaO3具有高靈敏度和良好的信噪比等特征，在使用過程中無需額外制冷，并具有較高的恒溫性。

數(shù)字探測器更多應(yīng)用領(lǐng)域

-農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，例如: 用于監(jiān)測溫室中的氣體和植物研究項(xiàng)目

-用于檢測爆炸性氣體的氣體探測器，例如: 用于采礦或鉆井平臺的氣體監(jiān)測

-工業(yè)過程中氣體分析，例如：用于檢測工業(yè)工廠的廢氣

數(shù)字探測器與模擬信號輸出的探測器一樣，可用于氣體分析和火焰探測。但當(dāng)環(huán)境條件需要一個小巧且易于集成的探測器時(shí)，具有集成數(shù)字化功能的數(shù)字探測器就是一個不錯的選擇。 因此，當(dāng)涉及空氣質(zhì)量和空氣品質(zhì)的檢測中，數(shù)字探測器就可以在空調(diào)和建筑技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮作用。因?yàn)榭諝庵卸趸嫉臐舛扰c空氣的監(jiān)測有很大關(guān)聯(lián)，房間空氣中的二氧化碳含量就可以被作為建筑和房間的按需通風(fēng)控制的標(biāo)準(zhǔn)。二氧化碳含量的測量是根據(jù)非分光紅外測量技術(shù)原理進(jìn)行的。為此，對應(yīng)的紅外濾光片就被集成在探測器中，以便進(jìn)行準(zhǔn)確且可重復(fù)的測量。這能保證房間在任何時(shí)候都有良好的空氣質(zhì)量。其優(yōu)點(diǎn)之一是探測器的小巧性，這是整個信號都會被進(jìn)行預(yù)處理整合的結(jié)果。另一個優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字輸出信號對來自移動網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙或無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的信號干擾低敏感。 在火焰探測時(shí)，熱釋電探測器檢測的光譜范圍是有機(jī)物質(zhì)燃燒的特征，如木材、天然氣、汽油和各種塑料等。火焰探測器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)防火和早期火災(zāi)探測，還能承受較惡劣的環(huán)境條件。由于數(shù)字探測器的有很好的抗干擾性，這會大大降低由電磁干擾源引起的誤報(bào)警風(fēng)險(xiǎn)。

數(shù)字探測器更易于系統(tǒng)集成，是氣體分析和火焰探測的理想之選。通過數(shù)字探測器，反饋給用戶的數(shù)字測量信號可以直接被讀取并即刻進(jìn)行分析處理。對于高精度測量，特別是在氣體分析領(lǐng)域，發(fā)射源與探測器的時(shí)鐘同步是非常重要的。

數(shù)字熱釋電探測器中配置的時(shí)鐘輸入（pin）正好滿足此需求，通過它可以制定系統(tǒng)時(shí)鐘或者精確的采樣時(shí)間，以此生成一個具有高精度采樣率的時(shí)間信號。和模擬探測器技術(shù)相比，數(shù)字探測器的另一個特點(diǎn)是，“飽和后快速恢復(fù)"功能。這讓數(shù)字探測器能因錯誤的運(yùn)行條件（例如，劇烈溫度波動或者機(jī)械震動影響）而超出信號范圍失效后，自動復(fù)位，重置輸入端的模擬信號。 數(shù)字探測器能將需要分多個階段過濾和放大的模擬信號直接轉(zhuǎn)化成16位的數(shù)字信號。

所有的內(nèi)部信號處理都是由一個專用集成電路（ASIC）完成，其中模擬信號前端的作用類似于一個典型的跨阻放大器。因此，反饋給用戶的數(shù)字測量信號可以通過I2C接口被讀取并立即進(jìn)行處理。

InfraTec數(shù)字型紅外探測器的優(yōu)勢

集成快捷

專用集成電路（ASIC）帶有A/D轉(zhuǎn)換器，避免了復(fù)雜的信號處理過程，無需調(diào)整，探測器可直接連接微控制器，實(shí)現(xiàn)快速便捷的系統(tǒng)集成。用戶可以得到采樣率高達(dá)1kHz的數(shù)字測量數(shù)值，通過I2C接口可立即讀取并直接對其進(jìn)行處理，無需額外的輔助硬件。

電磁抗干擾優(yōu)化

數(shù)字型紅外熱釋電探測器的信號轉(zhuǎn)換在空間上集中且受屏蔽保護(hù)，因此大大提升了探測器的電磁兼容性 （EMC）。探測器抵抗電磁干擾的性能更強(qiáng)，因此也能減輕用戶為處理EMC而需要采取的措施。

靈活可變的信號處理

在所有對紅外熱釋電傳感器的性能描述中，頻變靈敏度，噪聲密度和探測率D*是其最重要的特征。根據(jù)不同的探測系統(tǒng)（探測設(shè)置）和探測原理，對探測范圍內(nèi)信號的處理方式也有不同的要求。無論是在開發(fā)過程中還是后期投入使用中，數(shù)字探測器都能充分提供其靈活的配置。根據(jù)探測器接收的輻射功率的不同，數(shù)字探測器可以自由調(diào)節(jié)其靈敏度，以優(yōu)化利用A/D轉(zhuǎn)換器的后續(xù)電壓輸入范圍。反饋電阻Rf和反饋電容Cf能針對探測器的每個光譜通道進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)。這也讓用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用要求，對探測器的靈敏度和穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最佳適配。

高性能

將需要分多個階段過濾和放大的模擬信號直接轉(zhuǎn)換為16位的數(shù)字信號。

數(shù)字型和模擬型熱釋電探測器的對比

幾十年來，模擬熱釋電探測器的投入使用已足以證明它的性能和價(jià)值，它可以靈活地集成到各種設(shè)備中，但這也對電子技術(shù)有很高的要求，以充分利用和發(fā)揮探測器的最佳性能。就系統(tǒng)集成所需的工作量而言，數(shù)字熱釋電探測器則具有明顯的優(yōu)勢。雖然它的設(shè)計(jì)空間和范圍受限，但已經(jīng)集成到探測器中的功能，大大減少了系統(tǒng)集成所需的工作量。下表簡要概述了其各自的優(yōu)缺點(diǎn)：

德國InfraTec的數(shù)字探測器