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Go Digital: Mit weniger Aufwand schneller am Ziel

PyrIQ – Digi­tale Detek­toren für die einfache System­in­te­gra­tion

Wir stellen vor: den digitalen Detektor mit variabler Signalverarbeitung, verbesserter elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) und für die einfache Systemintegration. Wie alle Detektoren von InfraTec basiert er auf dem einkristallinen Lithiumtantalat (LiTaO3) und findet in der Gas- und Flammensensorik Anwendung. Im Gegensatz zu anderen Materialien bietet LiTaO3 ohne zusätzliche Kühlung oder Temperaturstabilisierung eine hohe Empfindlichkeit und ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis.

PyrIQ digitale infrarote Sensorintelligenz, Bildnachweis: © Adobestock/tiefenwerft, iStock/gsshot
PyrIQ Infrarotdetektor
PyrIQ - Digitale Detektoren
Parameter

Typ

LIE, LIM: Standardausführung
LME, LMM: Detektoren mit reduzierter Mikrofonie
LRE, LRM: Detektoren mit mikromechanischem Rahmen
LRD, LID: Detektoren mit digitalem Interface

Gehäuse

TO18, TO46: 5,4 mm Durchmesser
TO5, TO39: 9,2 mm Durchmesser
TO8: 15,2 mm Durchmesser

Kanalzahl

Anzahl der Messkanäle

Öffnung (mm)

Größe der kreisförmigen oder rechteckigen Apertur, durch die Strahlung auf die sensitiven Elemente trifft.

Betriebsmodi

Spannungsbetrieb: Der pyroelektrisch erzeugte Strom wird über einem RC‐Glied in eine Spannung konvertiert und nachfolgend impedanzgewandelt.

Strombetrieb: Der pyroelektrische Strom wird durch einen OPV permanent kompensiert. Der dafür benötigte Strom erzeugt einen Spannungsabfall über einem RC‐Netzwerk im Rückkoppelzweig, welcher als Messsignal dient.

Verstärker

Integrierte Verstärkungselemente wie integrierte Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFET) für Detektoren im Spannungsbetrieb oder integrierte Operationsverstärker (OpAmp) für Detektoren im Strombetrieb.

Thermische Kompensation

Pyroelektrische Detektoren sind als thermische Detektoren für Temperaturänderungen empfindlich. Ändert sich die Umgebungstemperatur, beeinflusst dies das Messsignal und verschiebt den Arbeitspunkt. Eine thermische Kompensation reduziert diesen Effekt. Dazu erhält jedes pyroelektrische Element ein Blindelement, das unerwünschte Ströme kompensiert.

Reduzierte Mikrofonie

Patentierte mikromechanische Chipbefestigung (LowMicro) von InfraTec zur Senkung der Auswirkung des störenden Körperschalls.

Detektivität*

Als zentrale Kenngröße charakterisiert die spezifische Detektivität D* den Signal-Rausch-Abstand von Infrarotdetektoren.

Typ
Gehäuse
Kanalzahl
Öffnung (mm)
Betriebsart
Verstärker
Thermische Kompensation
Reduzierte Mikrofonie
Spezifische Detektivität*
Download weiterer Informationen
LRD-3824TO84

8,5 x 8,5

StrombetriebPyrIQ

2,4 ***

LRD-3824
LID-2322TO392

ø 6,0

StrombetriebPyrIQ

1,5 ***

LID-2322

* in 108 cm√Hz/W (500 K, 10 Hz, 1 Hz BW, 25°C, ohne Fenster)

** in 108 cm√Hz/W (500 K, 1 kHz, 1 Hz BW, 25°C, ohne Fenster)

*** bei Rfb = 128 GΩ, Cfb=200 fF

PyrIQ digitale Detektor Familie

Anwendungsgebiete

Geeignet ist der digitale Detektor insbesondere für die einfache Systemintegration in der Gasanalyse und Flammenerkennung. Durch den Einsatz des digitalen Detektors erhält der Anwender ein digitales Messsignal, das ausgelesen und sofort weiterverarbeitet werden kann.

Erfahren Sie mehr über die Gasana­lyse

Erfahren Sie mehr über die Infrarot-Flam­men­sen­sorik

Für eine hochpräzise Messung, vor allem in der Gasanalyse, ist eine Synchronisation von Strahler- und Detektortakt notwendig. Daher verfügt der neue Detektor über einen Clock-Eingang, mit dem diese Synchronisation auf einfache Weise ermöglicht wird. Dadurch kann ein Zeitsignal mit hochpräziser Abtastrate generiert werden. Eine weitere Besonderheit unseres digitalen Detektors ist die „Fast Recovery after Saturation“. Diese Funktion detektiert die Übersteuerung durch einen fehlerhaften Betriebszustand (beispielsweise durch extreme Temperaturschwankungen oder mechanische Einflüsse) und setzt die analoge Eingangsstufe automatisch zurück.

Der digitale Detektor wandelt das analoge Signal, welches mehrstufig einstellbar gefiltert und verstärkt werden kann, mit einer 16-Bit-Auflösung direkt in ein digitales Signal um. Die gesamte Signalverarbeitung erfolgt durch einen ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), wobei die analoge Eingangsstufe wie ein klassischer Transimpedanzverstärker agiert. Anwender erhalten somit ein digitales Messsignal, welches über eine I2C - Schnittstelle ausgelesen und sofort weiterverarbeitet werden kann.

InfraTec Sensorik - Blockschaltbild digitale Detektoren

Whitepaper digitaler Detektor – Erste Schritte bei der Integration

Dieses Whitepaper (Sprache: Englisch) soll zeigen, wie man den digitalen Detektor mit einem einfachen Mikrocontroller-Board wie dem Arduino Uno in Betrieb nimmt. Hier erfahren Sie wie Sie den Detektor konfigurieren und Daten abrufen können.

InfraTec Whitepaper Download PyriQ

PyrIQ® Evaluation Kit – Detektor-Konfiguration in wenigen Schritten

Das PyrIQ® Evaluation Kit von InfraTec unterstützt Kunden bei den ersten Tests der digitalen PyrIQ®-Detektoren, ohne die sonst erforderliche Entwicklung von Software, Firmware und Testschaltungen. Mit der dazugehörigen Software können die Detektor- und IR-Quellparameter über eine intuitive grafische Benutzeroberfläche eingestellt werden. Das Evaluation Kit ermöglicht eine einfache Nutzung der vielfältigen Einstellmöglichkeiten für PyrIQ®-Detektoren und beschleunigt dadurch die Konfiguration und den Entwicklungsprozess. Darüber hinaus eignet sich das Kit auch, um die Funktionsweise eines analogen pyroelektrischen Detektors sowie die Einflüsse seiner elektronischen Komponenten nachzuvollziehen.

InfraTec Evalutaion Kit Showcase

Evaluation KIT für digitale Detektoren: Ein schneller Testaufbau zur Validierung oder Entwicklung eines eigenen Testaufbaus und zur Bestimmung der richtigen Parameter für die Messaufgabe.

Digi­tale pyro­elek­tri­sche Detek­toren – Wo liegen die Vorteile?

Whitepaper digitaler Detektor – Konfig­ur­a­tion Ihres PyrIQ Detektors

Dieses Whitepaper (Sprache: Englisch) soll Ihnen helfen, eine geeignete PyrIQ-Konfiguration für Ihre Anwendung zu finden, indem es eine "Good Practice Praxis"-Strategie sowie die Auswirkungen und möglichen Nachteile aller verfügbaren PyrIQ-Parameter aufzeigt.

White Paper PyrIQ

Analog vs. Digital – Welcher Detektor für welche Anwen­dung?

Analoge pyroelektrische Detektoren haben sich jahrzehntelang bewährt. Die Einbindung in das Gerätedesign kann flexibel gestaltet werden, erfordert aber ein hohes Maß an elektronischem Können. Das Leistungsvermögen der Detektoren kann umfassend ausgenutzt werden. Betrachtet man den Aufwand für die Systemintegration, haben digitale pyroelektrische Detektoren klare Vorteile. Die bereits in den Detektor integrierten Funktionen schränken zwar den Gestaltungsspielraum ein, reduzieren aber deutlich den Aufwand in der Systemintegration. Die folgende Tabelle bietet nochmal einen schnellen Überblick zu Vor- und Nachteilen:

Digitale pyroelektrische Detektoren AAnaloge pyroelektrische Detektoren
Detektorserie LRD, LID LIE, LME, LIM, LMM, LRM
Eigenschaften Detektoren mit intergriertem ASIC für Transimpedanzverstärkung, 16 Bit A/D-Wandlung und Signalkonditionierung Größtmögliche anwenderseitige Flexibilität bei Systemintegration (freie Wahl bei externem A/D-Wandler und Schnittstelle)
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ++ +
Integrierte Temperaturmessung Ja Ja (verfügbar für LRM)
Flexible Einstellung der Feedbackomponenten Yes (Rf = 2 GΩ … 1 TΩ; Cf = 50 fF … 6.4 pF) Nein
Anforderungen an geräteseitige Systemintegration Niedrig Hoch
Leistungsaufnahme (typisch) 1 mW 0,1 mW
Signal-Rausch-Verhältnis + Strombetrieb ++ / Spannungsbetrieb +++
Abtastrate (max.) 1 kHz Frei wählbar
Max. Modulationsfrequenz 100 Hz 4 kHz
Versorgungsspannung 1,8 … 3,6 V Bis ± 5 V

Down­load Flyer

Laden Sie den Flyer über die digitalen Detektoren herunter und erfahren Sie mehr über die Möglichkeiten, die ein digitaler Detektor bietet.

Gasanalyse von Umweltgasen Bildnachweis © istock/fizkes

Viel­fäl­tige Einsatz­ge­biete für PyrIQ-Detek­toren

Digitale Detektoren sind für den Einsatz in der Gasanalyse und der Flammensensorik genauso geeignet, wie Detektoren mit analogem Signalausgang. Doch gerade, wenn die Umgebungsbedingungen einen kompakten und einfach zu integrierenden Detektor erfordern, ist ein Detektor mit integrierter Digitalisierung eine gute Wahl. So eignet sich die digitale Version unter anderem für den Bereich der Klima- und Gebäudetechnik, wenn es um die Messung der Luftgüte und -qualität geht. Da diese gut mit der in der Luft befindlichen Kohlendioxid-Konzentration korreliert, nutzt man den CO2-Gehalt der Raumluft zur bedarfsgesteuerten Lüftungssteuerung in Gebäuden und Räumen. Die Messung des CO2-Gehaltes erfolgt nach dem Prinzip der nicht-dispersiven Infrarotmesstechnik. Hierzu werden geeignete IR-Filter in den Detektor integriert, um eine genaue und reproduzierbare Messung vornehmen zu können. Dadurch wird zu jeder Zeit eine gute Luftqualität gewährleistet. Von Vorteil ist dabei die Kompaktheit des Detektors, welche sich durch die Integration der gesamten Signalvorverarbeitung ergibt. Ein weiteres Plus ist die geringe Störempfindlichkeit des digitalen Ausgangssignales, verursacht durch Mobilfunknetze, Bluetooth oder WLAN. In der Flammensensorik erfassen pyroelektrische Detektoren Spektralbereiche, welche für brennende, organische Substanzen wie Holz, Erdgas, Benzin bzw. verschiedene Kunststoffe charakteristisch sind. Flammensensoren kommen auf den Gebieten des industriellen Brandschutzes und der Brandfrüherkennung zur Anwendung und halten auch widrigsten Umgebungsbedingungen Stand. Auf Grund der geringen Störempfindlichkeit des digitalen Detektors wird das Risiko von Fehlalarmen durch elektromagnetische Störquellen deutlich reduziert.

Weitere Einsatz­mög­lich­keiten für den digi­talen Detektor:

  • Agrarindustrie, z. B. für die Überwachung der Atmosphäre in Gewächshäusern und bei Forschungsprojekten an Pflanzen

  • Gaswarngeräte für explosive Gase, z. B. für den Bergbau oder Bohrplattformen

  • Prozessgasanalyse, beispielsweise zur Messung von Abgasen in Industrieanlagen

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. 

Wählen Sie Ihre passenden Infrarotdetektoren mit unserer detaillierten Detektorsuche.

InfraTec Detektoren im Überblick

Weitere pyroelektrischen Detektoren von InfraTec

Einkanaldetektoren von InfraTec

Einkanaldetektoren

Einkanal-Detektoren für die Gasanalyse, Flammendetektion und Radiometrie.

  • TO18 oder TO39 Gehäuse

  • Thermische Kompensation

  • JFET oder CMOS OPV

PYROMID®‐Mehrkanalkanaldetektoren

PYROMID®-Mehrkanaldetektoren

Auswahl zwischen verschiedenen PYROMID®-Detektoren

  • Zwei-, Vier- und Achtkanaldetektoren für die Gasanalyse und Flammendetektion

  • Individuell konfigurierbar, z. B. mit Option für JFET, Operationsverstärker, integriertem Strahlteiler, etc.

Planare Mehrkanaldetektoren von InfraTec

Planare Mehrkanaldetektoren

Auswahl zwischen verschiedenen planaren Mehrkanaldetektoren

  • Zwei, drei oder vier spektrale Kanäle in einem Gehäuse

  • Individuell konfigurierbar, z. B. mit Option für JFET, Operationsverstärker etc.

Spezialdetektoren von InfraTec

Spezi­al­de­tek­toren

Einkanaldetektoren für analytische Instrumente und Spektroskopie

  • Besonders hohe Detektivität

  • Schnelles Ansprechen

  • Metallschwarzschicht

Mehr erfahren über pyroelektrische Infrarotdetektoren von InfraTec

Ein Infrarotdetektor (auch IR-Detektor) ist ein optoelektronisches Bauelement und stellt das Herzstück von Gasanalysatoren, Flammensensoren, Geräten der Spektralanalytik sowie der berührungslosen Temperaturmessung dar. 

InfraTec Glossar - Infrarotsensor

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. 

InfraTec Detektoren im Überblick

Infrarotdetektor – IR-Detektor

Der Infrarotdetektor (auch IR-Detektor) ist ein optoelektronisches Bauelement und stellt das Herzstück von Gasanalysatoren, Flammensensoren, Geräten der Spektralanalytik sowie der berührungslosen Temperaturmessung dar. 

InfraTec Detektorhandbuch - Handhabungsempfehlungen

Infrarot-Sensorik

Sensorik ist eine technische Wissenschaft, welche die Gewinnung von Messwerten mittels Messfühlern, sogenannten Sensoren, und deren Umwandlung in elektrische oder optische Ausgangssignale zur effektiven Weiterverarbeitung beschreibt. Sensoren enthalten neben dem Messwertgeber zur Umwandlung der physikalischen oder chemischen Eingangssignale häufig noch eine Signalvorverarbeitung für ein störsicheres teilweise standardisiertes Interface zur nachfolgenden Geräteelektronik inklusive Stromversorgung.

InfraTec Glossar - Infrarotsensor

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. 

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Der Infrarotdetektor (auch IR-Detektor) ist ein optoelektronisches Bauelement und stellt das Herzstück von Gasanalysatoren, Flammensensoren, Geräten der Spektralanalytik sowie der berührungslosen Temperaturmessung dar. 

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Sensorik ist eine technische Wissenschaft, welche die Gewinnung von Messwerten mittels Messfühlern, sogenannten Sensoren, und deren Umwandlung in elektrische oder optische Ausgangssignale zur effektiven Weiterverarbeitung beschreibt. Sensoren enthalten neben dem Messwertgeber zur Umwandlung der physikalischen oder chemischen Eingangssignale häufig noch eine Signalvorverarbeitung für ein störsicheres teilweise standardisiertes Interface zur nachfolgenden Geräteelektronik inklusive Stromversorgung.