[发明专利]维护辐射热测量计型检测器矩阵的方法

说明书

本发明涉及维护辐射热测量计型检测器阵列的方法。本发明还涉及适合于实施所述维护方法的包括辐射热测量计型检测器阵列的电磁辐射测量装置。 

辐射热测量计型检测器用于测量由辐射场景产生的红外、可见或紫外辐射能量。所述检测器可布置在阵列中，例如一般被称作“FPA”的焦平面阵列。例如，在文献WO 2006/100662和WO 2006/100663中描述了这样的FPA辐射热测量计型检测器阵列。 

惠斯通电桥(Wheatstone bridge)结构或差分(differential)结构也通常用于辐射热测量计型检测器阵列中。具体来说，在文献FR 2 846 666的图1中表示这样的结构。相对于包括所述阵列的测量装置的内部环境温度的变化，其使得降低由检测器供应的测量结果的敏感性成为可能。 

此外，对电磁辐射敏感的每一个辐射热测量计型检测器的元件是电阻性元件，其中电阻在检测器接收到辐射时会发生变化。此变化产生辐射测量。在常规实践中，对辐射敏感的电阻性元件由氧化钒(vanadium oxide，VOx)或非晶硅(amorphous silicon)制成。 

然而，辐射热测量计型检测器阵列仍对环境温度变化高度敏感。 

此外，因为每一个检测器在阵列中具有不同的位置，所以不同的检测器接收到的辐射也不同，通过不同检测器之间不相同的方式，其易于修改每一检测器的特征及其测量中的操作参数。此外，对于例如电阻和其响应敏感性等个别检测器性质，初始变化在制造阵列的过程中存在于检测器之间。这些初始变化还造成当所述阵列接收到均匀的辐射能量时在相同阵列中的检测器的各自响应之间的变化。 

换句话说，相同的辐射易于被测得具有不同的值，其取决于用于其测量 的检测器在阵列中的位置。 

出于此原因，已知通过针对每一检测器补偿初始偏移和增益变化来校正相同阵列中的辐射热测量计型检测器之间的偏差。 

为此目的，借助于在预定和恒定温度下进行的初步测量来确定每一个辐射热测量计型检测器的特征，例如初始偏移和其增益。分别针对阵列中的检测器的增益和初始偏移，可推导出两个查找表(lookup tables)。这些查找表使得可能补偿每一检测器的初始偏移和增益，且由在已检测到辐射后施加于由检测器产生的检测结果的校正组成。 

然而，为了使以相同阵列的所有检测器获得的测量准确且一致，有必要定期地至少更新初始偏移校正查找表，一般每两分钟到三分钟。这可通过将阵列中的所有检测器暴露于均匀图像来执行。此操作通常使用遮光器来执行，所述遮光器相对于测量装置均匀地遮蔽外部辐射场景。 

但是，本申请人已察觉到，即使频繁地或定期地更新用于阵列中的检测器的初始偏移和/或增益校正查找表，此也消除不了由于由某些辐射热测量计型检测器经历的过度暴露而引起的延续。此过度暴露可能由于阵列的至少某些检测器暴露于密集和/或长期的辐射流。此流导致已接收所述流的检测器的特征的长期损伤。此过度暴露可好比是具有延续效应的闪光。举例来说，将既定执行夜间测量的辐射热测量计型检测器暴露于阳光数秒产生了过度暴露延续。此延续可持续数天，或数周，且可通过辐射热测量计的对辐射敏感的电阻性元件的材料的损伤来解释。当此敏感材料相对于其实际物理化学条件一般处于非稳定均衡状态时，此损伤尤其是可能的。阵列的某些检测器的敏感材料的损伤产生后续测量结果的偏移。这些偏移看似为叠加在由后续暴露而产生的图像上的过度暴露的“幻影”图像。 

因此，特别有必要提出用于重新调整已经受辐射过度暴露的辐射热测量计型检测器的状态以便恢复阵列中的所有检测器的响应均匀性的方法。 

为此目的，已提出通过使用微型辐射热测量计阵列下方的珀耳贴元件 (Peltier element)对所述阵列的检测器进行加热来复位所述检测器。因此，阵列的所有检测器被加热到相同温度，且可以相同方式一起冷却。以此方式，可消除在阵列的某些检测器中出现的过度暴露延续。此加热表示在使用检测器阵列进行辐射测量的时期之外使用的维护方法。 

图4表示可应用所述维护方法的电磁辐射测量装置。所述装置包括外壳3，其被气密密封且其内部保持处于真空。印刷电路5布置在外壳3内的衬底4上。电路5包括形成辐射热测量计型检测器的电阻器。这些电阻器对电磁辐射F敏感且经由封闭外壳3的透明窗口6而被暴露。珀耳贴元件7也定位在衬底4下方，用于加热对辐射敏感的电阻器。