I fondamenti di un rivelatore piroelettrico

I sensori piroelettrici sono fondamentalmente rilevatori termici e utilizzano l'effetto piroelettrico per rilevare anche i minimi cambiamenti nella temperatura di un corpo. Le fluttuazioni di temperatura fanno cambiare la carica sulla superficie dei cristalli piroelettrici, producendo un segnale elettrico corrispondente. Questo gradiente di temperatura può essere creato dall'assorbimento della luce o da una miriade di altre cose.

Sono disponibili molti materiali piroelettrici diversi, ma solo tre sono comunemente usati nei rivelatori piroelettrici. Questi tre sono DLaTGS, LiTaO3 e PZT. I materiali citati hanno proprietà specifiche che li rendono adatti all'uso nei rivelatori piroelettrici. Per confrontare i materiali per quanto riguarda la loro idoneità fondamentale per i rivelatori piroelettrici, si otterrebbero risultati migliori quando li analizziamo utilizzando il parametro coefficiente piroelettrico resistenza AC specifica/capacità termica specifica costante dielettrica. Utilizzando queste metriche, DLaTGS e LiTaO3 ottengono i migliori risultati, il che li rende più adatti, proprio come accennato in precedenza.

DLaTGS ha il livello di prestazioni più alto, che è di circa 2×109 a 10 Hz. L'uso di questo materiale è diffuso nella tecnologia di misura IR in laboratorio, specialmente nelle applicazioni FTIR di routine. D'altra parte, LiTaO3 è per lo più riservato alle applicazioni industriali a causa del suo comportamento termico. PZT è utilizzato principalmente nei prodotti di consumo.

Proprietà

Come accennato in precedenza, i tre materiali piroelettrici più utilizzati hanno alcune proprietà in comune. Queste proprietà sono ciò che li rende adatti all'uso nei rivelatori piroelettrici.

. Coefficiente piroelettrico

Questa è una cifra che viene utilizzata per determinare la capacità del materiale di produrre corrente dalla radiazione IR. Maggiore è la radiazione prodotta dal materiale, meglio quel particolare materiale è adatto per essere utilizzato in un sensore piroelettrico. Pertanto, maggiore è il coefficiente piroelettrico del materiale, maggiori sono le possibilità che quel materiale venga utilizzato in un rivelatore.

. Costante di dielettricità

Questa cifra viene utilizzata per determinare la capacità e quindi influisce sul rumore prodotto. Nel funzionamento in tensione, maggiore è la capacità, minore è il rumore. Per questo motivo, è necessario un materiale che abbia una costante dielettrica maggiore per ridurre il rumore prodotto.

. Capacità termica specifica

La capacità termica specifica viene utilizzata per determinare l'aumento di temperatura nel cristallo in conseguenza della quantità di radiazione assorbita. Una bassa capacità termica specifica indica un maggiore aumento della temperatura e quindi un segnale migliore. Dovresti quindi puntare a materiali che mostrano una capacità termica specifica inferiore. Più basso è, meglio è.

. Resistenza AC specifica

Di solito è accoppiato a perdite dielettriche che, a loro volta, producono una sorta di rumore Johnson. I dielettrici puri normalmente non producono alcun rumore, quindi è sempre meglio optare per il tipo puro. Inoltre, minore è la resistenza AC, meglio è, quindi dovresti cercare un materiale che abbia una resistenza AC inferiore.

Le modalità di funzionamento dei rivelatori piroelettrici

Il cristallo IR è modulato come fonte di alimentazione alloggiata in una lattina TO con componenti elettronici aggiuntivi e capacità parallela. Di conseguenza, ci sono due modalità di funzionamento di base dei pirorivelatori: modalità di tensione e modalità di corrente.

. Modalità di tensione

La modalità di tensione basata su JFET è stata ampiamente utilizzata per molto tempo ormai. Tuttavia, viene fornito con alcuni demeriti, che possono essere molto terribili per la mano inesperta. È quindi consigliato solo ad utenti esperti. Tale svantaggio è che produce un segnale relativamente basso su un offset fortemente dipendente dalla temperatura. Ciò nonostante, questa modalità di funzionamento presenta alcuni vantaggi propri. Il principale è che il valore più alto per D* può essere ottenuto con il design più semplice, che è di circa 0,5×109 a 10 Hz. Un altro vantaggio significativo è che l'amplificazione è flessibile.

. Modalità corrente

In questa modalità, viene prodotto un segnale alto su un offset basso con dipendenza dalla temperatura relativamente bassa. Per questo motivo, non ha necessariamente bisogno di mani esperte, a differenza della modalità voltaggio. Tuttavia, se riscontri problemi, puoi chiedere assistenza a qualcuno che lo conosce. Per la modalità corrente, gli OPV devono mostrare solo un basso consumo di energia elettrica. Con questa versione, i principianti possono sviluppare più rapidamente e con successo il loro prodotto. La bassa impedenza di uscita porta a ulteriori vantaggi EMC.

Dove trovare i tuoi rilevatori piroelettrici

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. Esperienza

Come accennato, l'azienda è in attività da molto tempo ormai, e questo ha permesso loro di acquisire un sacco di preziosa esperienza. Grazie a questa esperienza, sono stati in grado di imparare molte cose sui prodotti che realizzano e anche su come migliorare ciò che già hanno. Inoltre, con un team esperto si ottengono prodotti di qualità perché ogni membro di quel team ha imparato molto nel corso della propria carriera e può utilizzare tale conoscenza per soddisfare le esigenze dei clienti.

. Varietà

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