InfraTec红外热释电传感器

热释电探测器工作原理
由于InfraTec红外探测器的热释电晶体的单极轴特性，固其特有非对称性。随着温度的变化产生极化，即所谓的热释电效应，目前广泛用于传感器技术。热释电晶体需要制备的非常薄，并且在垂直于极轴的方向上镀上电极。在上层电极上还需要加吸收层（黑化层）。当这一吸收层接触到红外辐射后，热释电红外传感器的热释电芯片被加热并且产生表面电极。如果辐射量中断，则会产生一个与极化方向相反的电荷。然而此类电荷非常小，所以在被晶体内部电阻中和之前，需由超低噪声和超低漏电流的场效应管（JFET）或者运算放大器（OpAmp）将电荷转换成信号电压。热释电探测器即使在4K赫兹的时候也能表现出很高的信噪比。例如，在傅里叶红外光谱仪中，热电堆只能在几个赫兹下表现较好的信号。

InfraTec红外热释电探测器优势特点
-对2到14µm的电磁辐射探测灵敏
-具有非常高的居里温度620 °C
-很小的温度系数以及长时间的信号稳定性
-低麦克风效应
InfraTec红外热释电探测器是对红外光灵敏的光电部件，通常用于探测2 到14µm间的电磁辐射。热释电探测器作为热学探测器的一种，不同于半导体探测器（如InGaAs, PbS, PbSe），InfraTec红外探测器有一层高转化率的黑化吸收层，并且有非常宽的光谱响应范围，以及平均的灵敏度。在室温下，低于3微米的光谱范围，半导体探测器才比热释电探测器有更高的探测率。红外热释电传感器往往更受用户青睐。
热电堆探测器也可以使用在室温下，用于长波红外，InfraTec公司的热释电探测器比它有更快的响应，在没有信号放大的情况下就有更高的信号电压。热释电探测器*优的使用条件是2.5 到25微米，调制频率在0.5 到400Hz。
InfraTec热释电红外探测器使用了特殊的黑化吸收涂层，能够使用在非常广的光谱范围，并且具有长期稳定性。能够用于UV辐射的吸收（例如，193nm），也可以用于THz辐射的吸收，比如100微米到1mm。InfraTec公司的热释电红外探测器的接收芯片是单晶的钽酸锂。因为其具有非常高的居里温度620 °C，可以保证很小的温度系数以及长时间的信号稳定性。
除了热释电红外传感器的热释电芯片外，热释电红外探测器也包括了光学和微机械的组件。配备有双通道和四通道的分光探测器，集成CMOS放大器，是具有热学、电学和光学组件一体的微系统。
热释电是压电晶体子群的一个特征，所以热释电材料都具有压电特性。空气和固体振动对其有影响，通常称为麦克风效应。InfraTec红外传感器的热释电芯片有取得专利的降低麦克风效应技术。所以在很多探测器中我们加入了这一设计，使得这一效应产生的干扰噪声达到探测器基体噪声相等的级别。红外热释电传感器也因此展现出来一定的竞争力。


InfraTec红外热释电探测器应用
用于气体传感技术的热释电探测器
许多化学合成物由于分子构成形式不同，在红外区间内会有基本振动模式，并且吸收特征红外辐射。所以这种化合物会有特殊的吸收光谱。

气体分析探测器比如NDIR（非分光红外）气体分析仪，包括电子部件和机械部件，例如调制红外光源，气室和一个热释电探测器。*终信号值是由气体浓度体现出来的信号电压计算而来的。InfraTec红外传感器可以提供大量的红外窄带滤光片（NBP），能满足大部分的红外吸收特征气体的测量。滤光片是封装在热释电探测器内部的，可以简化气体传感器的开发过程。
火焰传感技术用的热释电探测器
在火焰传感技术中，火焰探测器中的热释电探测器可以探测到燃烧气体，液体和固体发出的辐射，并且通过红外光谱的特征曲线来辨别出他们。典型的有机物燃烧光谱，例如木头，天然气，油或者塑料都可以被检测出。利用两个不同的特征通道可以避免由于太阳光，或者其他光亮物（例如电弧等）的错误报警：
特征的火焰（对比与太阳光辐射）特征闪烁频率在1-5Hz。
碳氢物质燃烧的火焰会产生CO和CO2等气体。他们的红外特征光谱在4.0到4.8微米之间。如果需要得到非常大的信号，可以用宽的红外滤光片作为InfraTec红外探测器的窗口，其同时包括CO和CO2的吸收峰。


部分标准型号热释电探测器规格
这里找到所有InfraTec红外热释电传感器的标准产品，用于气体分析，火焰探测和辐射量热。TO18或者TO39填充氮气密闭封装。
-TO18和TO39封装
-电压模式或电流模式
-信号处理方式：JFET或运算放大器
-可选热补偿模式
-可选低麦克风效应，特殊芯片设计

以LIE-200型号为例简单介绍以下标准型号的规格特点：


LIE-200红外探测器工程图