DE4018134A1 - Sensor mit einer ir-detektoranordnung - Google Patents
Sensor mit einer ir-detektoranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einer in einem Dewar-Ge
fäß hinter dessen Abschlußfenster vorgesehenen IR-Detektoranord
nung, einer Breitbandoptik und mindestens einem in deren konver
genten Strahlengang angeordneten Transmissionsfilter.
Bestimmte IR-Sensoren, z. B. FLIR-Geräte, arbeiten im allgemei
nen in einem einzigen, relativen schmalen Spektralbereich, bei
FLIR-Geräten z. B. im Bereich von 8 bis 12 µm. In manchen Fällen
wird es aber als zweckmäßig angesehen, solche Geräte auch für
einen erweiterten Einsatzzweck nutzen zu können. Es ist daher
wünschenswert, einen IR-Sensor für mehrere Spektralbereiche
verwenden zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sensor
der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei möglichst ge
ringem Aufwand für mindestens zwei Spektralbereiche nutzbar
ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Sensor der eingangs genannten Art
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die IR-Detektoranord
nung aus einem einzigen Detektor oder Detektorarray mit einem
spektralen Empfindlichkeitsbereich bis zu einer Grenzwellen
länge von etwa 12 µm besteht, daß das Dewar-Abschlußfenster als
Filter ausgebildet und für zwei verschiedene Spektralbereiche
durchlässig ist, und daß mindestens zwei weitere, als Inter
ferenzfilter ausgelegte einzelne Transmissionsfilter vorgesehen
sind, die jeweils nur für einen der beiden verschiedenen Spek
tralbereiche oder für einen Teilbereich dieser Spektralbereiche
durchlässig und je nach Bedarf wahlweise in den Strahlengang
einwechselbar sind.
Damit ist ein optronischer Sensor für mindestens zwei Spektral
bereiche bei Verwendung nur einer einzigen IR-Detektoranordnung
geschaffen. Die Verwendung einer einzigen IR-Detektoranordnung
mit einem hinreichend großen spektralen Empfindlichkeitsbereich
und der Einsatz von optischen Filtern mit verschiedenen Charak
teristiken ermöglicht beliebige Kombinationen von Spektralbe
reichen, in denen der Sensor empfindlich ist. Auf diese Weise
ist der Sensor bei möglichst geringem Aufwand - eine einzige
IR-Detektoranordnung, ein Dewar-Abschlußfenster als Filter und
weitere, je nach Bedarf einwechselbare Einzelfilter - für
mehrere Spektralbereiche nutzbar. Man erhält so mit weniger
Aufwand als bei bisher üblichen Lösungen ein höheres Nutzsignal
und damit mehr Informationen über eine Szene.
Wenn bei einem erfindungsgemäßen Sensor nur ein Dewar-Abschluß
fenster als alleiniges Filter verwendet wird, das für zwei ver
schiedene Spektralbereiche durchlässig ist, erhält man einen
Sensor, der diese beiden Spektralbereiche erfaßt. Zweckmäßiger
weise sind dies die Bereiche mit einer Wellenlänge von 3 bis
5 µm und von 8 bis 12 µm, also die Bereiche dieser beiden
IR-Fenster der Atmosphäre. In diesem Fall wird von den beiden
vorgesehenen Transmissionsfiltern keines verwendet.
Wenn bei einem erfindungsgemäßen Sensor zwei weitere, als In
terferenzfilter ausgelegte einzelne Transmissionsfilter dieser
Spektralbereiche verwendet und je nach Bedarf wahlweise in den
Strahlengang eingewechselt werden, so ist der Sensor entweder
nur in dem einen oder nur in dem anderen Bereich, z. B. also nur
im Bereich von 3 bis 5 µm oder nur im Bereich von 8 bis 12 µm,
empfindlich. Der Sensor ist damit bei Einwechslung eines
Einzelfilters mit einer Transmission von 8 bis 12 µm in den
Strahlengang für ein FLIR-Gerät einsetzbar und bei Auswechslung
dieses Einzelfilters gegen ein Einzelfilter mit einer Transmis
sion von 3 bis 5 µm z. B. zur Hot-Spot-Entdeckung nutzbar. In
dem ersten Einsatzfall werden also z. B. Abgase unterdrückt,
während in dem zweiten Einsatzfall gerade die Abgase entdeckt
werden sollen.
Bei einem erfindungsgemäßen Sensor ist es auch möglich, drei
weitere einzelne Transmissionsfilter zu verwenden, von denen
das erste Filter von 3 bis 4,2 µm, das zweite Filter von 4,4
bis 5 µm und das dritte Filter von 8 bis 12 µm durchlässig ist.
In diesem Fall ist der Sensor - genau betrachtet - in drei
Spektralbereichen empfindlich, wobei der Bereich von 4,2 bis
4,4 µm, in dem die Transmission der Atmosphäre praktisch Null
ist, ausgefiltert wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Sensors wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Sensors, in
Fig. 2 ist die spektrale Empfindlichkeit einer IR-Detektor
anordnung dargestellt, die
Fig. 3 bis 5 zeigen die Transmissionskurven der vorgesehenen
Filter, und in den
Fig. 6 bis 8 sind die möglichen Spektralbereiche dargestellt,
in denen der Sensor beispielsweise empfindlich sein
könnte.
Der Sensor nach Fig. 1 besteht aus einem Dewar-Gefäß 1, hinter
dessen als erstes und feststehendes Filter ausgebildetem Ab
schlußfenster 2 an der Stirnseite eines Kühlfingers 3 eine
IR-Detektoranordnung 4 vorgesehen ist, ferner aus einer Breit
bandoptik LD und zwei in deren Strahlengang einwechselbaren
weiteren Transmissionsfiltern 5 und 6. Im Falle der Verwendung
in einem FLIR-Gerät ist noch ein Breitbandteleskop 7 und ein
zwischen diesem und der Breitbandoptik LD angeordneter, hier
gestrichelt eingezeichneter Scanner 8 vorgesehen.
Die IR-Detektoranordnung 4 besteht aus einem einzigen Detektor,
z. B. aus einem CMT-Detektor, oder aus einem einzigen Detektor
array aus solchen IR-Detektoren und hat, wie aus Fig. 2 hervor
geht, einen spektralen Empfindlichkeitsbereich bis zu einer
Grenzwellenlänge von etwa 12 µm. Die IR-Detektoranordnung hat
damit für verschiedene Einsatzzwecke, wie z. B. als FLIR-Sensor
oder zur Hot-Spot-Entdeckung, einen hinreichend großen spektra
len Empfindlichkeitsbereich. Die nicht gewünschten Spektralbe
reiche werden durch Verwendung geeigneter optischer Filter her
ausgefiltert und gelangen somit nicht zu der IR-Detektoranord
nung. Das erste Filter ist von dem Dewar-Abschlußfenster 2
gebildet. Die in Fig. 3 zu sehende Transmissionskurve dieses
Filters zeigt, daß das Dewar-Abschlußfenster 2 nur für zwei
Spektralbereiche, nämlich im Bereich von 3 bis 5 µm und im
Bereich oberhalb von 8 µm bis zur Grenzwellenlänge von 12 µm,
durchlässig ist. Die beiden weiteren, als Interferenzfilter
ausgelegten einzelnen Transmissionsfilter 5 und 6 sind jeweils
nur für einen dieser beiden verschiedenen Spektralbereiche
durchlässig. Wie Fig. 4 zeigt, ist das erste der beiden wei
teren Filter, z. B. das Filter 5, nur im Bereich von 3 bis 5 µm
durchlässig, während nach Fig. 5 dann das zweite der beiden
weiteren Filter, nämlich das Filter 6, nur im Bereich oberhalb
von 8 µm bis zur Grenzwellenlänge von 12 µm durchlässig ist.
Diese beiden Filter 5 und 6 können - wie in Fig. 1 durch Pfeile
9 und 10 angedeutet ist - je nach Bedarf wahlweise in den
konvergenten Strahlengang der Breitbandoptik LD eingewechselt
werden. Ein erfindungsgemäßer Sensor ist dann in den schraf
fierten Spektralbereichen nach den Fig. 6 bis 8 empfindlich,
d. h. bei Verwendung nur eines Filters in Form des Dewar-Ab
schlußfensters 2 in den Spektralbereichen von 3 bis 5 µm und
von 8 bis 12 µm, bei Verwendung des Dewar-Abschlußfensters 2
und des Filters 5 nur im Spektralbereich von 3 bis 5 µm und bei
Verwendung des Dewar-Abschlußfensters 2 und des Filters 6 nur
im Spektralbereich von 8 bis 12 µm. Auf diese Weise ist unter
Verwendung einer einzigen IR-Detektoranordnung ein Sensor für
zwei Spektralbereiche gebildet.
Claims (5)
1. Sensor mit einer in einem Dewar-Gefäß hinter dessen Ab
schlußfenster vorgesehenen IR-Detektoranordnung, einer Breit
bandoptik und mindestens einem in deren konvergenten Strahlen
gang angeordneten Transmissionsfilter,
dadurch gekennzeichnet, daß die
IR-Detektoranordnung (4) aus einem einzigen Detektor oder
Detektorarray mit einem spektralen Empfindlichkeitsbereich bis
zu einer Grenzwellenlänge von etwa 12 µm besteht, daß das
Dewar-Abschlußfenster (2) als Filter ausgebildet und für
zwei verschiedene Spektralbereiche durchlässig ist, und daß
mindestens zwei weitere, als Interferenzfilter ausgelegte
einzelne Transmissionsfilter (5, 6) vorgesehen sind, die jeweils
nur für einen der beiden verschiedenen Spektralbereiche oder
für einen Teilbereich dieser Spektralbereiche durchlässig und
je nach Bedarf wahlweise in den Strahlengang einwechselbar
sind.
2. Sensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
verschiedenen Spektralbereiche die Bereiche mit einer
Wellenlänge von 3 bis 5 µm und von 8 bis 12 µm sind.
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch die Verwendung von drei
weiteren, einzelnen Transmissionsfiltern, von denen das erste
Filter von 3 bis 4,2 µm, das zweite Filter von 4,4 bis 5 µm
und das dritte Filter von 8 bis 12 µm durchlässig ist.
4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch die Verwendung eines
Breitbandteleskops (7) und eines zwischen diesem und der
Breitbandoptik (LD) angeordneten Scanners (8).
5. Sensor nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch die Verwendung in einem
FLIR-Gerät.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904018134 DE4018134A1 (de) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Sensor mit einer ir-detektoranordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904018134 DE4018134A1 (de) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Sensor mit einer ir-detektoranordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4018134A1 true DE4018134A1 (de) | 1991-12-12 |
Family
ID=6407896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904018134 Withdrawn DE4018134A1 (de) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Sensor mit einer ir-detektoranordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4018134A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29800213U1 (de) | 1998-01-09 | 1998-03-05 | Jeske, Uwe, 73635 Rudersberg | Vorrichtung zum Kalibrieren und zur Kalibrierkontrolle für Photometer-Prozeßmeßtechnik |
-
1990
- 1990-06-06 DE DE19904018134 patent/DE4018134A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29800213U1 (de) | 1998-01-09 | 1998-03-05 | Jeske, Uwe, 73635 Rudersberg | Vorrichtung zum Kalibrieren und zur Kalibrierkontrolle für Photometer-Prozeßmeßtechnik |
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Legal Events
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