PYROMID®-Mehrkanaldetektoren

Miniaturisierte Detektoren für Gasanalyse und Flammendetektion

Unter der Marke PYROMID® werden zwei verschiedene Produktgruppen vereint: LRM-Detektoren mit kompakter Stapelbauweise sowie Strahlteiler-Detektoren mit internen Strahlteilern.

Eigenschaften PYROMID®-Mehrkanaldetektoren von InfraTec

  • Mehrkanaldetektoren mit bis zu acht Kanälen
  • Integrierter Strahlteiler oder mikromechanischer Rahmen
  • Einfache Integration in Messgeräte
  • Für den Einsatz bei Gasanalyse und Flammendetektion

Wie funktioniert ein pyroelektrischer Detektor?

Pyroelektrische Materialien sind spezielle Kristalle mit nur einer polaren Achse und ohne Symmetriezentrum. Bei Temperaturveränderungen ändert sich deshalb ihre Polarisation. Diesen pyroelektrischen Effekt nutzt die Sensortechnik. Dazu wird ein dünner pyroelektrischer Kristall senkrecht zur polaren Achse mit Elektroden beschichtet. Auf der oberen Elektrode des Kristalls ist eine absorbierende Schwarzschicht aufgebracht. Trifft Infrarotstrahlung auf diese Schicht, erwärmt sich der pyroelektrische Kristall und Oberflächenladungen entstehen. Wird die Strahlung abgeschaltet, entstehen Ladungen umgekehrter Polarität. Die Ladungen sind jedoch sehr gering. Bevor sie durch den endlichen Innenwiderstand des Kristalls wieder ausgeglichen werden können, wandeln Feldeffekttransistoren oder Operationsverstärker die Ladungen in eine Signalspannung um.

PYROMID® Mehrkanaldetektoren von InfraTec - Einkanaler

LRM-Detektoren

Miniaturisierte Mehrkanaldetektoren mit kompakter Stapelbauweise

Spitzentechnologie auf engstem Raum

LRM-Detektoren von InfraTec, eine Serie von miniaturisierten Mehrkanaldetektoren, bieten ein extrem großes Field of View (FOV) in Kombination mit einem kompakten Design und attraktiven Preisen. Bereits der Blick auf ihr Äußeres offenbart eine erste Besonderheit. In der Kappe befindet sich ein robustes Zentralfenster, z.B. aus Silizium. Es bietet einen sicheren Schutz gegen Umwelteinflüsse wie eindringende Feuchtigkeit. Optional verlötet mit dem Gehäuse ermöglicht dieses Zentralfenster eine hermetische Abdichtung.

Innovative modulare Stapelbauweise

Die Kanalfilter finden sich im Inneren der Detektoren wieder. Dort sind sie abgeschirmt von mechanischem Stress oder anderen Belastungen rauer Umgebung – aber vor allem näher an den pyroelektrischen Elementen. Die reduzierte Entfernung und das in die Detektorkappen integrierte Zentralfenster sind zwei der Faktoren, die ein weites Sichtfeld sicherstellen. Gleichzeitig sind alle Elemente im Inneren der Detektoren dicht beieinander angeordnet. Auf die pyroelektrischen Elemente trifft somit mehr Strahlung, wodurch ein stärkeres Signal erzeugt wird. Da zudem das optische Übersprechen der einzelnen Kanäle sehr effektiv unterdrückt wird, erweist sich die gesamte Detektorreihe als äußerst leistungsfähig. Die kompakte, miniaturisierte Konstruktion ermöglicht bei unveränderter Gehäusegröße die Anzahl der Kanäle zu erhöhen. Genauso kann die gleiche Anzahl an Kanälen in wesentlich kleineren Gehäusen integriert werden.

LRM-Detektoren auf einen Blick

  • Sortiment von Zwei- und Vierkanaldetektoren
  • Strom- oder Spannungsbetrieb möglich
  • Extrem großes FOV sorgt für hohes Leistungsvermögen
  • TO46, TO39 und TO8 Gehäuse erhältlich
  • Robustes Zentralfenster zum Schutz vor Feuchtigkeit
  • Optionale vollständige hermetische Abdichtung
  • Thermische Kompensation verfügbar 
PYROMID® Mehrkanaldetektoren von InfraTec
PYROMID®-Mehrkanaldetektoren von InfraTec

Produktübersicht – LRM-Detektoren

Detektor
 
LRM-202
 
LRM-254
 
LRM-284
 
LRM-244
 
Gehäuse inkl. Pin-Anzahl  TO46-4TO39-8TO39-8TO8-12
Anzahl der Messkanäle2444
Sensorelement (mm2)/ Kanal1,2 × 0,81,4 × 1,41,4 × 1,42,0 × 2,0
Field of View (FOV)54°70°70°90°
Detektivität*4,04,74,56,0
Thermische KompensationJaJaJaJa
Spannungsbetrieb (VM)/ Strombetrieb (CM)VMVMCMCM


* (500 K, 10 Hz, 1 Hz, 25 °C, ohne Fenster) / 10 E + 8 cm Hz1/2 / W

Kompakte pyroelektrische Detektoren auf der Basis mikromechanisch gefertigter Chipträger

Planare Mehrkanaldetektoren von InfraTec

Ein miniaturisierter Mehrkanaldetektor unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht von einem Mehrkanaldetektor mit konventionellerer Konstruktion. Beispielsweise verfügt er über besondere Chipträger. Welchen Einfluss solche Faktoren auf die Leistungsfähigkeit dieser speziellen Detektoren haben, wird in diesem Fachartikel anschaulich aufgezeigt.

Strahlteiler-Detektoren

Präzise und stabile Messungen für Langzeitanwendungen

Unkonventionelle Lösung für präzise Messungen

Strahlteiler-Detektoren eignen sich perfekt für Messaufgaben, die hochgenaue und stabile Messergebnisse erfordern. Diese Mehrkanaldetektoren sind mit nur einer einzigen optischen Öffnung ausgestattet. Sie enthalten im Inneren eine Anordnung von Mikrospiegeloberflächen, die als interner Strahlteiler arbeiten. Durch das spezielle optische Konzept trifft der Großteil der ankommenden Strahlung senkrecht auf die pyroelektrischen Elemente. Dies ermöglicht insbesondere für die NDIR-Gasanalyse ausgesprochen exakte Ergebnisse. Zur Lösung solcher Messaufgaben genügt eine Gasküvette mit einem effektiven Durchmesser von nur 2,5 mm. Neben einem beschleunigten Gasaustausch ergibt sich damit ein nur sehr kleines notwendiges Volumen an Messgas. Mit dem Detektor ausgestattete Messgeräte können entsprechend kleiner sein. Das dauerhaft stabile Signalverhältnis zwischen den einzelnen Kanälen gewährleistet ein hohes Maß an Messgenauigkeit.

Reflektionsstrahlteiler – einzigartig effektiv

Die verwendeten Strahlteiler zählen alle zu den Reflektionsstrahlteilern. Sie bestehen aus hochreflektierenden, vergoldeten Mikrostrukturen. Die Teilung des Strahls in zwei oder vier Kanäle erfolgt ausschließlich innerhalb des Detektors.

Die durch die Aperturöffnung des Detektors eintretende Strahlung wird auf der Grundlage der Architektur der innovativen Mikrostruktur innerhalb des Detektors in mehrere Strahlungsbündel gleicher Intensität aber unterschiedlicher Richtungen getrennt. Jedes der Bündel trifft auf ein entsprechendes pyroelektrisches Sensorelement mit einem vorgeschalteten optischen Filter.

Mechanische Ausdehnungen im optischen System des Messgerätes, Alterungseffekte oder eventuelle Verschmutzungen im optischen Pfad wirken bereits vor der Strahlteilung und beeinflussen damit alle Kanäle in gleicher Weise. Dadurch werden Unterschiede zwischen den Messkanälen und der notwendige Strahlquerschnitt minimiert. Die Mikrostrukturen variieren je nach Detektortyp. In Vierkanaldetektoren ähneln diese vierseitigen Mikropyramiden, während es sich bei Zweikanaldetektoren um V-förmige Pyramiden handelt.

Vorteile von Strahlteiler-Detektoren

  • Mehrkanaldetektoren mit einer einzigen Aperturöffnung
  • Konstant zuverlässige Messergebnisse durch ein dauerhaft stabiles Signalverhältnis zwischen den einzelnen Kanälen
  • Einfache konstruktive Lösungen ermöglichen exakt gleiche reflektierte Intensitäten der einzelnen Strahlungsbündel
  • Sehr geringe Messgasvolumina erforderlich
  • Kleine Gaszellen ermöglichen eine einfache Integration in Messgeräte 
PYROMID® Mehrkanaldetektoren von InfraTec - Beamsplitter Grafik
PYROMID®-Mehrkanaldetektoren von InfraTec

Produktübersicht – Strahlteiler-Detektoren

Detektor
 
LIM-032
 
LIM-011
 
LIM-054
 
Gehäuse inkl. Pin-Anzahl  TO39-4TO8-12TO8-8
Anzahl der Messkanäle244
Sensorelement (mm2)/ Kanal2,2 × 1,32,2 × 1,32,2 × 1,3
Field of View (FOV)14°14°14°
Detektivität*2,90,80,42
Thermische KompensationNeinNeinNein
Spannungsbetrieb (VM)/ Strombetrieb (CM)VMVMCM


* (500 K, 10 Hz, 1 Hz, 25 °C, ohne Fenster) / 10 E + 8 cm Hz1/2 / W

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Infrarotsensorik und Messtechnik
Gostritzer Str. 61 – 63
01217 DresdenDEUTSCHLAND

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