Der digitale Detektor für die einfache Systemintegration

Go Digital: Mit weniger Aufwand schneller am Ziel

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.

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.

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
InfraTec Sensor Division - digital detector
Mit InfraTec in Kontakt treten

Möchten Sie mehr erfahren?

Nicht selten sind Aufgabenstellungen mit besonderen Anforderungen verknüpft. Besprechen Sie gemeinsam mit unseren erfahrenen Ingenieuren Ihre konkrete Anwendung, erhalten Sie weiterführende technische Informationen oder lernen Sie unsere Zusatzdienstleistungen kennen.

Schweiz

InfraTec GmbH
Infrarotsensorik und Messtechnik
Gostritzer Str. 61 – 63
01217 DresdenDEUTSCHLAND

Digitale pyroelektrische Detektoren – Wo liegen die Vorteile?

Sensorik Glossar InfraTec - Digitale Detektoren Einfache Integration

Einfache Integration

Durch den integrierten ASIC, welcher bereits einen A/DWandler beinhaltet, entfallen aufwendige Signalverarbeitungsschritte und der Detektor kann ohne Anpassungen direkt an den Mikrocontroller angeschlossen werden. Dies ermöglicht eine schnelle sowie einfache Systemintegration. Dem Anwender werden die digitalen Messwerte mit einer Abtastrate von bis zu 1 kHz zur Verfügung gestellt, welche ohne zusätzliche Hardwarekomponenten über die I2C-Schnittstelle ausgelesen und direkt weiterverarbeitet werden können.

Sensorik Glossar InfraTec - Digitale Detektoren Improved EMC

Verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit

Die gesamte Signalwandlung des Detektors ist räumlich konzentriert und geschirmt, woraus eine höhere elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) resultiert. Der Detektor ist für externe elektromagnetische Strahlung deutlich weniger störanfällig. Der Detektor ist resistenter gegen elektromagnetische Einkopplungen, so dass anwenderseitig die EMV-Maßnahmen reduziert werden können.

Sensorik Glossar InfraTec - Digitale Detektoren Variable Signalverarbeitung

Variable Signal Processing

Die wichtigsten Eigenschaften zur Charakterisierung der Performance eines pyroelektrischen Detektors sind die frequenzabhängige Empfindlichkeit, Rauschdichte und Detektivität D*. Je nach Messsystem (Messaufbau) und -prinzip ergeben sich unterschiedliche Anforderungen für eine gut dimensionierte Signalverarbeitung. Der digitale Detektor bietet volle Flexibilität bei der Konfiguration der Detektorparameter, während der Entwicklung und auch im späteren Einsatz. Die Empfindlichkeit des digitalen Detektors kann in Abhängigkeit der auf den Detektor fallenden Strahlungsleistung flexibel eingestellt werden, um den sich anschließenden Eingangsspannungsbereich des A/D-Wandlers optimal auszunutzen. Rückkoppelwiderstand Rf und -kapazität Cf können für jeden spektralen Kanal des Detektors individuell eingestellt werden. Damit kann der Anwender die Performance von Empfindlichkeit und Stabilität bestmöglich den Forderungen der Applikation anpassen.

 

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
 
Analoge pyroelektrische Detektoren
 
DetektorserieLRD
 
LIE, LME, LIM, LMM, LRM
 
EigenschaftenDetektoren 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 TemperaturmessungJa
 
Ja (verfügbar für LRM)
 
Flexible Einstellung der FeedbackomponentenJa (Rf = 4 GΩ … 2 TΩ; Cf = 50 fF … 6,4 pF)
 
Nein
 
Anforderungen an geräteseitige SystemintegrationNiedrig
 
Hoch
 
Leistungsaufnahme (typisch)1 mW
 
0,1 mW
 
Signal-Rausch-Verhältnis+
 
Strombetrieb ++ / Spannungsbetrieb +++
 
Abtastrate (max.)1 kHz
 
Frei wählbar
 
Max. Modulationsfrequenz200 Hz
 
4 kHz
 
Versorgungsspannung1,8 … 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.

Detektorsuche

InfraTec bietet Ihnen fünf Produktgruppen mit rund 50 verschiedenen pyroelektrischen Detektoren. Wählen Sie Ihre passenden Infrarotdetektoren mit unserer detaillierten Detektorsuche.

Alle Standarddetektoren im Überblick
Sensor division InfraTec detectors overview