Graviner Mk7 53835-K272油霧探頭簡介

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熱探測器與非制冷焦平面陣列

熱型探測器接收紅外輻射后, 輻射能引起靈敏元溫度變化而產生信號, 對不同波長輻射能量的響應是相同的, 即對波長無選擇性, 在室溫工作, 常用有熱電偶、熱電堆、熱敏電阻、熱電探測器等, 與光子型探測器相比, 其靈敏度低、響應時間偏長。通常認為響應時間比較快的熱電探測器,其響應時間也在毫秒量級, 探測率為108 量級。因此分立式熱型器件無法用于掃描成像, 只有熱電攝像管可以成像應用。非制冷紅外焦平面陣列的出現(xiàn), 改變了這種狀況, 使熱型探測器可以用于凝視成像。

長期以來, 人們一直探索在不制冷條件下工作的IRFPA。以熱型探測器為基礎發(fā)展而來的非制冷焦平面陣列, 由于其結構簡單、使用方便而受到重視。面陣凝視焦平面陣列用于紅外成像時, 不需光機掃描, 在一幀時間內器件對景物輻射積分, 然后以電掃描的方式, 從各元件取出信號, 由于電采樣時間可以很短, 整個幀時間幾乎都是探測器的響應時間(積分時間), 可達幾十毫秒, 可以有效地利用積分時間長的優(yōu)勢, 使信號增強, 在此時間內還可多次采樣。而M ×N元凝視成像使器件信噪比大為提高理論上信噪比可以提高(M ×N)1 /2 , 這就給原來性能較低、響應較慢的熱探測器提供了可以做成凝視焦平面陣列用于成像在一般場合應用的可能。用可以和電視兼容的每秒25 幀成像為例, 每幀時間為40ms, 對于時間常數為毫秒級的熱型探測器來說,凝視成像要求的時間常數已不成問題。

非制冷紅外焦平面陣列目前已達640 ×480 元, 應用最多的是160 ×120元、320 ×240元器件。其功能材料主要有:測輻射熱計型的無定型硅(a - S i)、氧化釩(VOx)和熱電型的鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鍶鋇(BST)、鉭酸鈧鉛(PST)等。目前非制冷焦平面熱像儀的NETD可達0. 1℃, 能滿足一般工業(yè)需要和部分中低端需要。 [3]

光子探測器及其焦平面陣列

紅外光子探測器一般由半導體材料制成, 光子直接激發(fā)光敏材料的束縛電子成導電電子, 滿足一定能量的光子才能產生激發(fā)作用, 因此光敏材料的禁帶寬度或雜質能級決定了其響應波長, 稱響應對波長有選擇性。針對應用的三個大氣透過窗口, 發(fā)展了1 ～ 3μm的短波紅外(SWIR)、3 ～ 5μm的中波紅外(MWIR)和8 ～ 14μm 的長波紅外(LWIR)探測器。光子探測器靈敏度高, 響應快, 但大多在低溫工作, 需要制冷。

焦平面陣列是新型紅外器件, 有些分立式探測器(如光導型探測器)不適宜焦平面結構;而另一些器件, 作為分立型器件使用時, 性能無優(yōu)勢, 基本不用, 但由于其材料均勻性好、便于大規(guī)模集成和便于與硅信號處理電路集成而出現(xiàn)在焦平面的行列中。

Graviner 格拉維內國家：德國

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