Infrarotsensor – IR-Sensor
Ein Infrarotsensor (IR-Sensor) ist ein strahlungsempfindliches optoelektronisches Bauelement, dessen spektrale Empfindlichkeit im infraroten Wellenlängenbereich 780 nm … 50 µm liegt. Breite Anwendung haben IR-Sensoren in Bewegungsmeldern gefunden, die in der Haustechnik zum Einschalten von Lampen oder in Alarmanlagen zur Erkennung unliebsamer Gäste verwendet werden. Dabei erfassen die Sensorelemente in einem definierten Winkelbereich die sich durch die Bewegung von Personen zeitlich und räumlich ändernde Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) derselben. Solche infraroten Sensoren müssen nur relativ geringen Anforderungen entsprechen und sind low-cost-Massenartikel. InfraTec liefert keine solchen Produkte, InfraTec entwickelt, produziert und vertreibt pyroelektrische Detektoren.
Typen von Infrarotsensoren und deren Besonderheiten
Der pyroelektrische IR-Sensor nutzt einen Wellenlängenbereich von 2 bis 14 µm. InfraTec verwendet spezielle Absorptionsschichten, so dass die Infrarotsensoren sogar als großflächige langzeitstabile Empfänger für UV-Strahlung (z. B. 193 nm) aber auch für THz-Strahlung im Bereich 100 µm … 1 mm arbeiten können.
Weitere Infrarotsensoren sind Golay-Zelle, Bolometer und Thermopiles, die ebenfalls zu den thermischen IR-Sensoren gehören. In einer Golay-Zelle wird die Druckänderung eines Gasvolumens, in einem Bolometer die Temperaturänderung eines Festkörpers ausgewertet. Thermopiles stellen im Prinzip eine Reihenschaltung von Thermoelementen mit Absorptionsschicht dar und nutzen den Seebeck-Effekt. Den inneren Photoeffekt nutzen Photodioden. Dabei erzeugen Strahlungsquanten im Innern eines Halbleiters Ladungsträgerpaare. Bei Photowiderständen ändert sich durch die Bestrahlung der elektrische Widerstand.
Anwendung von Infrarotsensoren
Infrarotsensoren von InfraTec finden Verwendung in Gaswarngeräten, Gasanalysatoren, der medizinischen Gasmesstechnik, in Flammendetektoren und bei der berührungslosen Präzisionstemperaturmessung. Diese Geräte nutzen die Intensitätsmessung der Infrarotstrahlung in definierten Spektralbereichen.
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Einsatz in niedrigen und hohen Temperaturbereichen
Je nach physikalischem Grundprinzip kann ein IR-Sensor in einem weiten Temperaturbereich ohne Kühlung arbeiten (sogenannter thermischer Infrarotsensor) oder muss zur Erzielung eines guten Signal-Rausch-Verhältnisses (Detektivität) gekühlt bzw. zumindest thermisch stabilisiert werden (Halbleiterwiderstand oder Halbleiterdiode).
Ein pyroelektrischer Infrarotsensor von InfraTec kann prinzipiell im Temperaturbereich von - 55 bis + 200 °C arbeiten. Das pyroelektrische Sensorelement aus Lithiumtantalat (LiTaO3) besitzt eine Curie-Temperatur von über 600 °C, die auch wesentlich höhere Betriebstemperaturen ermöglichen würde. Die temperaturbegrenzenden Elemente eines pyroelektrischen Infrarotsensors sind das Infrarotfenster bzw. Infrarotfilter sowie die integrierte extrem rausch- und leckstromarme Vorverstärkertechnik.
Detektorsuche
InfraTec bietet Ihnen fünf Produktgruppen mit rund 50 verschiedenen pyroelektrischen Detektoren. Zum Spektrum gehören dabei Detektoren mit reduzierter Mikrofonie und integriertem Operationsverstärker sowie digitale Detektoren.
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