更易于系统集成的数字探测器
我们在此隆重地介绍：我们为更易于系统集成而开发的数字探测器，具有灵活可变的信号处理方式和更优异的电磁兼容性（EMC）。与所有InfraTec探测器一样，这款数字探测器使用钽酸锂材料（LiTaO
型号 | close 探测器可以利用的光谱通道数量。通道 | close 探测器型号和红外滤光片的描述。管壳 | close 红外辐射可通过探测器窗口的尺寸。通光孔 (mm) | close 电压模式 热释电电流最初通过 RC 网络转换为电压，然后转换为较低阻抗。 电流模式 热释电电流由运算放大器永久补偿。 此所需的电流会在反馈路径中的 RC 网络上产生压降，用作测量信号。 频率 | close 电压模式集成了结型场效应管（JFET）或者是电流模式集成了运算放大器（OpAmp）。 结型场效应管/运算放大器 | close 降低环境温度变化对热释电探测器的影响。获得更稳定的工作点。 热补偿 | close InfraTec 專利的微機械晶片配件 (LowMicro) 可減少干擾衝擊聲的影響。 低麦克风效应 | close 一个描述红外探测器表现参数的指标。与噪声等效功率（NEP）互为倒数。 探测率 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | TO8 | 8.5 x 8.5 | 电流模式 | PyrIQ | 2.4 *** | ||||
| 2 | TO39 | ø 6.0 | 电流模式 | PyrIQ | 1.5 *** |
* in 10
** in 10
*** bei R
数字探测器更易于系统集成，是气体分析和火焰探测的理想之选。通过数字探测器，反馈给用户的数字测量信号可以直接被读取并即刻进行分析处理。 对于高精度测量，特别是在气体分析领域，发射源与探测器的时钟同步是非常重要的。
数字热释电探测器中配置的时钟输入（pin）正好满足此需求，通过它可以指定系统时钟或者精确的采样时间，以此生成一个具有高精度采样率的时间信号。和模拟探测器技术相比，数字探测器的另一个特点是，“饱和后快速恢复”功能。这让数字探测器能因错误的运行条件（例如，极端的温度波动或者机械震动影响）而超出信号范围失效后，自动复位，重置输入端的模拟信号。 数字探测器能将需要分多个阶段过滤和放大的模拟信号直接转化成16位的数字信号。
所有的内部信号处理都是由一个专用集成电路（ASIC）完成，其中模拟信号前端的作用类似于一个典型的跨阻放大器。因此，反馈给用户的数字测量信号可以通过I²C接口被读取并立即进行处理。
用 数字接口启动探测器
这篇英文白皮书旨在介绍如何使用Arduino Uno这样的基础微控制器板运行数字探测器。您还可以学习如何对探测器进行配置和获取数据。
用PyrIQ®评估套件实现数字探测器灵活便捷的配置
无需额外的开发软件、固件和测试电路，InfraTec 的 PyrIQ® 评估套件可帮助客户对PyrIQ®数字探测器进行先行测试。利用相关的配置软件，可通过直观的图形用户界面，设置探测器和红外光源的参数。通过评估套件，可以灵活调整 PyrIQ® 探测器的各种设置选项，从而加快配置和开发过程。此外，该评估套件还能用于了解模拟热释电探测器的功能及其电子元件的作用。
用于数字探测器的新型评估套件 – 加快配置和开发过程，以验证或开发测试装置，确定测量需求所需的正确参数。
数字型探测器白皮书—为您的PyrIQ®探测器进行配置
本白皮书的目的是帮助您找到最符合您应用要求的PyrIQ探测器配置，并且是以“实际操作”的形式列举了PyrIQ®的所有参数的调试和潜在注意点。
模拟vs数字—如何选择探测器？
几十年来，模拟热释电探测器的投入使用已足以证明它的性能和价值，它可以灵活地集成到各种设备中，但这也对电子技术有很高的要求，以充分利用和发挥探测器的最佳性能。就系统集成所需的工作量而言，数字热释电探测器则具有明显的优势。虽然它的设计空间和范围受限，但已经集成到探测器中的功能，大大减少了系统集成所需的工作量。下表简要概述了其各自的优缺点：
| 数字型热释电探测器 | 模拟型热释电探测器 | |
| 探测器系列 | LRD, LID | LIE, LME, LIM, LMM, LRM |
| 特性 | 集成ASIC的探测器，跨阻放大器，16位A/D转换和信号调节 | 用户可自行进行系统集成（外部A/D转换器和接口） |
| 电磁兼容性(EMC) | ++ | + |
| 集成温度检测 | 是 |
是 (仅对LRM系列) |
| 反馈元件自由配置 | 是 (Rf = 2 GΩ … 1 TΩ; Cf = 50 fF … 6,4 pF) | 否 |
| 设备端的系统集成要求 | 低 | 高 |
| 功耗(典型值) | 1 mW | 0,1 mW |
| 信噪比 | + | 电流模式++ / 电压模式+++ |
| 采样率(最大值) | 1 kHz | 自由设计 |
| 最大调制频率 | 100 Hz | 4 kHz |
| 供电电压 | 1,8 … 3,6 V | 低于 ± 5 V |
你想了解更多吗?
我们的工程师将为您带来更多专业解答。
数字探测器广泛的应用范围
数字探测器与模拟信号输出的探测器一样，可用于气体分析和火焰探测。但当环境条件需要一个小巧且易于集成的探测器时，具有集 成数字化功能的数字探测器就是一个不错的选择。 因此，当涉及空气质量和空气品质的检测中，数字探测器就可以在空调和建筑技术领域发挥作用。因为空气中二氧化碳的浓度与空气的监测有很大关联，房间空气中的二氧化碳含量就可以被作为建筑和房间的按需通风控制的标准。二氧化碳含量的测量是根据非分光红外测量技术原理进行的。为此，对应的红外滤光片就被集成在探测器中，以便进行准确且可重复的测量。这能保证房间在任何时候都有良好的空气质量。其优点之一是探测器的小巧性，这是整个信号都会被进行预处理整合的结果。另一个优点是数字输出信号对来自移动电话网络、蓝牙或无线网络产生的信号干扰低敏感。 在火焰探测时，热释电探测器检测的光谱范围是有机物质燃烧的特征，如木材、天然气、汽油和各种塑料等。火焰探测器被广泛应用于工业防火和早期火灾探测，还能承受较恶劣的环境条件。由于数字探测器的有很好的抗干扰性，这会大大降低由电磁干扰源引起的误报警风险。
数字探测器更多应用领域：
农业领域，例如：用于监测温室中的气体 和植物研究项目
用于检测爆炸性气体的气体探测器，例 如：用于采矿或钻井平台的气体监测
工业过程中气体分析，例如：用于检测工 业工厂的废气
关于PyrIQ®数字探测器的常见问题
PyrIQ® 探测器是数字式热释电红外传感器，其将传感元件、信号调理与模数转换集成于一体。测量信号通过 I²C 接口进行数字输出，并可由微控制器直接进行后续处理。
系统集成简便
由于集成了信号处理与模数转换功能，数字探测器可直接连接至微控制器。通过微控制器，用户能够针对各个通道单独调整模拟前端及后续信号处理流程，从而优化灵敏度与信噪比。
灵活配置
数字探测器参数既可在开发阶段进行调整，也可在运行过程中灵活配置。
优化的电磁兼容性（EMV）
数字输 出信号对外部干扰的敏感度更低。
直接可用的数字信号
内部放大与滤波后的信号以 16 位分辨率进行数字输出，可供直接进行后续处理。
饱和后快速恢复（Fast Recovery after Saturation）
能够自动检测探测器饱和状态，并迅速重置输入级。
模拟热释电探测器久经考验，为电路设计提供了极大的灵活性。然而，其集成对电子技术专长有着较高的要求。
相比之下，数字 PyrIQ® 探测器由于将核心功能内置于探测器之中，从而大幅减轻了集成工作量，使开发过程变得更加简便、迅捷。
两者在技术上的主要区别在于信号处理方式：
模拟探测器通常集成了阻抗转换功能（例如使用 JFET 或运算放大器），并提供模拟输出信号。
PyrIQ® 数字探测器则采用集成的 ASIC（专用集成电路），负责完成放大、滤波和数字化处理。
与数字 PyrIQ® 探测器相比，模拟探测器若搭配高度专业化的元件与优化的信号处理，可实现略高一些的探测率（D*）。
典型应用领域包括：
火焰探测
气体分析
PyrIQ®数字探测器特别适用于那些要求结构紧凑、开发工作量低、数字集成简便的应用。此外，由于各通道参数均可独立编程，PyrIQ® 探测器也非常适合工况（或环境条件）多变的应用场景。
最佳配置在很大程度上取决于具体的应用。 您可以参考《PyrIQ®数字探测器白皮书》，其中提供了详细的参数设置说明。
例如，模拟前端中的反馈电阻对探测器性能有显著影响。在 PyrIQ® 系列探测器中，该电阻可完全由用户自由配置，从而能够自主决定并优化探测器的灵敏度与响应速度：
较大的反馈电阻 / 例如 128 GΩ
信噪比 +++
响应时间 +
温度稳定性 +
较小的反馈电阻 / 例如 4 GΩ
信噪比 +
响应时间 +++
温度稳定性 +++
与简单的后级放大不同，改变反馈电阻是一种行之有效的措施，能够在灵敏度（探测率）与响应速度之间找到最佳平衡。简单的后级放大只会对探测器的噪声和信号进行同等比例的放大，而不会改变探测率（D*）。
当然。 在初步测试中可使用评估套件。该评估套件可帮助客户对 PyrIQ® 数字探测器进行首次测试，而无需开发通常所需的软件、固件和测试电路。配套软件通过直观的图形用户界面，支持设置探测器和红外光源参数。我们的评估套件提供了一种简便的 方式来使用 PyrIQ®数字探测器的多种设置选项，从而加快了配置和开发过程。
相关文档可通过填写InfraTec官方网站上的申请表索取。
无法进行 I²C 通信
可能原因： 总线电容过高（例如导线过长）；或者 Power-Down 引脚未接地。
解决方法：
缩短导线长度或调整总线速度；
将 Power-Down 引脚连接至地（GND）。
响应通道错误
ASIC 通道与光学通道不一定一一对应。
解决方法：
查阅数据手册核对通道映射关系。
状态寄存器中的 OVW 位被置位。
可能原因： 若数据读取不及时，ASIC 将会覆盖旧数据并置位 OVW 位（Overwritten）。
解决方法：
使用基于中断的读取方式，或者对时钟信号进行计数以实现同步读取。
PyrIQ® 数字探测器采用 I²C 接口，支持高达 1 MHz（快速模式加强版，FM+）的时钟频率。该接口应用极其广泛，仅需两根信号线（SDA 和 SCL），即可轻松实现多个传感器在同一总线上的挂载与集成。
PyrIQ®数字探测器的供电电压范围为 1.75 至 3.6 V。正常工作时的功耗在 70 至 200 µA 之间，具体取决于所使用的ASIC 通道数量。
需要注意的是：
供电电压必须稳定且低噪，因为电源噪声会直接影响测量质量。
上电后需要预留一个短暂的稳定时间，之后方可读取有效的测量值。
是的，PyrIQ® 探测器同时符合 REACH 和 RoHS 标准。
探测器搜索
InfraTec 提供不同的产品系列，包括约 50 种标准热释电探测器。我们的产品范围还包括采用缩小麦克风技术和集成运算放大器的探测器以及数字探测器。
请在我们详细的探测器搜索帮助下选择适合您的红外探测器。
