Logo LabSensNano
Skip Navigation Links
Intor LabSensNano

Snímací modul hyperspektrální kamery založený na řádkovém detektoru

Publikováno : 2019
Autoři: doc. Ing. Jaromír Hubálek, Ph.D. , prof. Ing. Pavel Neužil, Dr., DSc. , doc. Ing. Jan Pekárek, Ph.D. , Ing. Roman ProkopPh.D.

Klíčová slova:
mikrobolometr, termovize, THz záření, uhlíkové nanotrubice

Popis:

Snímací modul hyperspektrální kamery je založen na řádkovém snímači, který obsahuje mikrobolometrické membrány překryté vrstvou uhlíkových nanotrubic (Carbon NanoTubes), které zajišťují absorpci dopadajícího záření blízkou 100 % v širokém spektrálním pásmu. Tyto bolometry tvoří řádek o 100 mikrobolometrech (membránách) a 10 referenčních. Modul dále obsahuje vyčítací obvod v integrované podobě, který je zde zapojen 10x a tvoří tak 10 kanálů. Detektor i vyčítací obvod je propojen tak, aby čas pro snímání ze všech mikrobolometrů byl co nejkratší a zároveň samozahřívání referenčních bolometrů nemělo negativní vliv na přesnost. Obvod snímá signály postupně z každého desátého bolometru a jednoho referenčního. Tímto je v řádu jednotek až desítek ms k dispozici na výstupu 10 hodnot z deseti bolometrů. Toto se opakuje pro další desítku s další referencí, dokud není přečteno všech 100 bolometrů. Pro automatické čtení všech 100 snímačů je nutná externí řídící logika.

Technické řešení je schematicky znázorněno na obrázcích 1 až 5, kde obr. 1 zobrazuje uspořádání optického snímacího modulu v podobě MEMS (mikro-elektronicko-mechanického systému), obr. 2 systémové schéma ROIC s 10 kanály, obr. 3 rozložení ROIC ukazující jednotlivé části, obr. 4 uspořádání propojovacího čipu s volnými místy pro snímací čip a vyčítací čip a obr. 5 uspořádání snímacího modulu v kovovém pouzdře a detail snímacího modulu.

 

Obr. 1 Design MEMS

 

Obr.2 Systémové schéma ROIC s 10 kanály

Obr. 3 Layout ROIC ukazující jednotlivé části

Obr.4 Design propojovacího čipu s volnými místy pro snímací čip a vyčítací čip

 

Obr. 5 Snímací modul v kovovém pouzdře a detail snímacího modulu

Parametry:

Počet mikrobolometrických membrán: 100 měřicích a 10 referenčních

Počet padů: 32 (včetně dvou na peltierův článek)

Plocha MEMS čipu: 27 mm2

Plocha čipu vyčítacího obvodu: 15,13 mm2

Technologie vyčítacího obvodu: AMIS I2T100, napájecí napětí 5 V

Předpokládaný rozsah měřené změny teploty bolometru: 1 mK – 256 mK

Projekty:

VI20152019043

 

Zpět...





Logo VUT