Pyroelektrische Ein- und Mehrelementsensoren PYROSENS mit hoher Nachweisempfindlichkeit

Die pyroelektrischen Infrarot(IR)-Sensoren der Typenreihe PYROSENS von DIAS Infrared bewähren sich seit vielen Jahren in Geräten der Gasanalytik, Spektroskopie, Strahlungs- und Temperaturmesstechnik. Als pyroelektrisches Material wird Lithiumtantalat verwendet, das sehr hohe Signal/Rausch-Verhältnisse beziehungsweise spezifische Detektivitäten sowie eine ausgezeichnete Temperatur- und Langzeitstabilität der Sensoreigenschaften ermöglicht. Mit großen Werten der spezifischen Detektivität D* lassen sich hohe Nachweisempfindlichkeiten der IR-Messgeräte realisieren, also beispielsweise sehr geringe Gaskonzentrationen messen. D*-Werte von über 10⁹ cmHz^1/2W^-1 werden von pyroelektrischen Sensoren der Typenreihe PYROSENS erreicht. Das ist weit mehr als mit IR-Sensoren auf der Basis von pyroelektrischen Keramiken (Bulk- oder Dünnschichtmaterialien).

Ein- und Mehrkanalsensoren PYROSENS beinhalten 1 bis 4 Sensorelemente mit verschiedenen wählbaren Elementflächen und optionaler thermischer Kompensation. Besonders hohe D*-Werte werden mit sehr dünnen, ionenstrahlgeätzten Sensorelementen erreicht. Das spektrale Verhalten kann durch die Sensor-Filterfenster sowie unterschiedliche Absorber- und Schwarzschichten auf den Sensorelementen optimal an die Anwendung angepasst werden. Die Sensoren beinhalten die sensorelementnahe Elektronik, die den Spannungs- oder Strombetrieb ermöglicht.

Je nach Elementgröße und –Anzahl befinden sich die Sensoren in Hermetik-Metall-Rundgehäusen TO18, TO39 oder TO8 mit Kappendurchmessern von 4,7 mm, 8,1 mm oder 14 mm. Für eine besonders platzsparende Sensormontage wurden jetzt erste Typen im SMD-Gehäuse (5,0 mm x 5,0 mm) entwickelt.

Innerhalb der PYROSENS-Typenreihe sind  auch pyroelektrische lineare Arrays mit 128, 256 oder 510 Elementen (Elementmittenabstand 100 µm, 50 µm bzw. 25 µm) erhältlich. Mit ionenstrahlgeätzten dünnen Lithiumtantalat-Chips, die zwischen den einzelnen Sensorelementen thermisch isolierende Schlitze besitzen und mit zusätzlichen Absorberschichten versehen sind, werden NEP-Werte bis zu 0,08 nW erreicht. Diese jetzt verfügbaren sehr geringen Werte ermöglichen neue Lösungen für kompakte Spektroskopie-Baugruppen.

Die PYROSENS-Infrarotsensoren werden ab 10. Mai 2022 auf der Sensor+Test (Messe Nürnberg, Stand 1-135, Halle 1) vorgestellt.

Nähere Informationen:

• Überblick über die pyroelektrischen Infrarotsensoren und Arrays PYROSENS
• Mehr Informationen und technische Details zu den pyroelektrischen Ein- und Mehrkanalsensoren
• Mehr Informationen und technische Details zu den pyroelektrischen linearen Arrays
• Beispiele in der NDIR-Gasanalyse und IR-Spektroskopie

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