Verschlusslose thermische Infrarot-Sensorarraysysteme mit kleiner Messunsicherheit

无快门热红外传感器阵列系统，测量不确定度小

基本信息

批准号：
212029120
负责人：
Professor Dr.-Ing. Gerald Gerlach
金额：
--
依托单位：
Institut für Festkörperelektronik (IFE)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/212029120?language=en
关键词：
Verschlusslose thermische Infrarot Sensorarraysysteme mit

项目摘要

Thermische Infrarot-(IR)Sensorarrays besitzen wegen der nicht erforderlichen Kühlung, ihres geringen Energiebedarfs und der dadurch möglichen geringen Baugröße gegenüber Quantensensoren große Vorteile und finden deshalb eine rasant zunehmende Verbreitung, z. B. in der Pyrometrie und in IR-Wärmebildgeräten. Ungekühlte Wärmebildgeräte verwenden in der Regel Mikrobolometerarrays als IR-Sensorarray. Um auch ohne aufwändige Maßnahmen zur Temperaturstabilisierung akzeptable Messunsicherheiten zu erreichen, wird der optische Kanal zyklisch verschlossen (Verschluss = Shutter) und eine Selbstkalibration durchgeführt. Das Shuttern erhöht jedoch den Energieverbrauch, steigert erheblich Größe und Preis solcher Sensorarraysysteme, erhöht die mechanische Störanfälligkeit und unterbricht den Messprozess.Das hier beschriebene Vorhaben widmet sich IR-Wärmebildkameras auf Bolometerbasis, die ohne Verschluss auskommen und trotzdem eine kleine Messunsicherheit aufweisen sollen. Dazu wird ein thermisches Modell des Systems Sensorarray/Sensorgehäuse/optischer Kanal entwickelt, das die Eigenstrahlung und optische Ungleichförmigkeitseffekte mit berücksichtigt, und das es erlaubt, räumliche und zeitliche Temperaturgradienten des Systems, die die Messunsicherheit bisher dominieren, einzubeziehen. Mit diesem Modell soll eine Online-Selbstkalibration ohne Shutter möglich sein. Die Funktionsweise der Korrektur soll experimentell evaluiert werden. Gegenwärtig betragen die radiometrischen Messunsicherheiten ±1 K oder mehr. Ziel ist die Reduktion der radiometrischen Messunsicherheiten auf wenige 0,1 K, so dass IR-Bolometerarrays auch für die messende Wärmebildtechnik verwendbar würden.

Thermische Infrarot-(IR)Sensorarrays besitzen wegen der nicht erforderlichen Kühlung, ihres geringen Energiebedarfs und der badurch möglichen geringen Baugröße gegenüber Quantensensoren große Vorteile und finden deshalb eine rasant zunehmende Verbreitung，z.《高温测量》和《IR-Wärmebildgeräten》。 Messunsicherheiten zu erreichen、wird der optische Kanal zyklisch verschlossen (Verschluss = Shutter) 和 eine Selbstkalibration durchgeführt。 erhöht die mechanische Störanfälligkeit und unterbricht den Messprozess。传感器阵列/传感器/优化系统的热敏模型、特征辐射和光学优化以及系统的温度梯度、温度梯度和温度梯度可以通过在线自动校准来评估快门的功能。 Messunsicherheiten auf wenige 0,1 K，所以dass IR-Bolometer阵列是为了传达Wärmebildtechnik verwendbar würden。