Funktionsprinzip Des Sensors - DIAS PYROVIEW Bedienungsanleitung

Kapitel 2 Beschreibung 11
Φ
mit Strahlungsfluss , Strahldichte L, Flächenelemente dA, Abstand r.
Ist dabei die Strahldichte auf der gesamten Strahlerfläche in alle Richtungen gleich, so
gilt das Lambertsche Kosinusgesetz:
Φ
2
d
ϕ
1 ~ cos
1
⋅ Ω
dA d
1 1
Ω
mit Raumwinkel .
Aus diesen beiden Gesetzen lässt sich u.a. ableiten, dass eine entfernungsunabhängige
quantitative Messung der ausgesandten Strahlung (ohne Berücksichtigung der
Transmissionsverluste) und damit die berührungslose Temperaturbestimmung indirekt
möglich ist.

Funktionsprinzip des Sensors

Die Infrarot-2D-Kamera PYROVIEW (außer PYROVIEW 320N und 640N) enthält ein
ungekühltes thermisches 2D-Array mit Mikrobolometerelementen
(640 × 480 Pixel: PYROVIEW 640; 384 × 288 Pixel: PYROVIEW 380;
320 × 240 Pixel: PYROVIEW 320; 160 × 120 Pixel: PYROVIEW 160).
Bei Mikrobolometer-Arrays ändert sich auf Grund der durch die Bestrahlung
hervorgerufenen Temperaturänderung der empfindlichen Elemente deren Widerstand.
Das folgende Bild zeigt einen realisierten 2D-Aufbau /5/. Auf mit Methoden der
Oberflächenmikromechanik hergestellten Brückenstrukturen befindet sich eine
Widerstandsschicht aus amorphem Silicium (a-Si) oder Vanadiumoxid (VO ). Den
x
einzelnen empfindlichen Elementen ist jeweils eine angepasste Eingangsstufe auf dem
darunter befindlichen CMOS-Ausleseschaltkreis zugeordnet. Dieser Ausleseschaltkreis
realisiert auch das Multiplexen der Signale der einzelnen Pixel.
Mikrobolometer-Arrays besitzen insbesondere im Spektralbereich 8 µm bis 14 µm ein
sehr gutes thermisches und räumliches Auflösungsvermögen. Ein Betrieb in anderen
Spektralbereichen ist möglich.