DE69018241T2

DE69018241T2 - Detektor für Fouriertransformation-Infrarotspektrometer.

Info

Publication number: DE69018241T2
Application number: DE69018241T
Authority: DE
Inventors: Osamu Yoshikawa
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2010-12-29
Also published as: EP0443284A3; EP0443284A2; US5081358A; EP0443284B1; CA2033401C; CA2033401A1; DE69018241D1; CN1054311A; CN1025367C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Detektor eines Fouriertransformations-Infrarotspektrometers (FTIR) und insbesondere auf einen Detektor, der einen pyroelektrischen Detektor verwendet.
Der herkömmliche pyroelektrische Detektor ist typischerweise ein pyroelektrischer Detektor von TGS (Triglycinsulfid), ein DTGS pyroelektrischer Detektor, bei welchem das Wasserstoffatom des TGS pyroelektrischen Detektors durch ein schweres Wasserstoffatom ersetzt ist, oder ein DLATGS pyroelektrischer Detektor, bei welchem L-Alanin mit dem DTGS pyroelektrischen Detektor dotiert ist. Diese pyroelektrischen Detektoren haben niedrige Curie-Temperaturen. Beispielsweise beträgt die Curie-Temperatur des TGS pyroelektrischen Detektors ungefähr 49ºC und die Curie-Temperaturen des DTGS und DIATGS pyroelektrischen Detektors betragen ungefähr 62ºC. Die Leistungszahlen der pyroelektrischen Detektoren hängen daher stark von der Temperatur ab.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel der Temperaturabhängigkeit der Leistungszahl bei dem pyroelektrischen Detektor. Die Daten der Fig. 11 sind anhand des DLATGS pyroelektrischen Detektors, hergestellt von British Philips unter der Handelsbezeichnung RPY 104, angegeben. In Fig. 11 stellt Rv die Empfindlichkeit, NEP Rauschäquivalentleistung (Noises Equivalent Power) dar und ist D* eine Leistungszahl, gegeben durch Rv und NEP, total, die einen Störabstand (S/N-Verhältnis) angibt. Die Daten der Leistungszahl sind auf der Grundlage des Werts bei 25ºC normiert. Wenn dieser DLATGS pyroelektrische Detektor verwendet wird, um der Stabilität auf der vertikalen Achse der Spektren Vorrang zu geben, ist es vorzuziehen, daß der Detektor im Bereich von ungefähr 30ºC - 35ºC verwendet wird, in dem die Empfindlichkeit Rv ziemlich konstant ist. Andererseits ist es, um mit maximalem S/N- Verhältnis zu messen, angebracht, daß er bei ungefähr 60ºC verwendet wird.
Da der pyroelektrisch Detektor eine starke Temperaturabhängigkeit der Leistungszahl zeigt, sollte ein Temperaturregelmechanismus vorgesehen sein, um die Temperatur des pyroelektrischen Detektors unabhängig davon konstant zu halten, ob er bei Raumtemperatur oder einer höhren Temperatur eingesetzt wird. Ein solcher Temperaturregelmechanismus weist ein thermoelektrisches Kühlelement, wie etwa ein Peltier-Element, nahe am pyroelektrischen Detektor auf. Die Temperaturregelung erfolgt beim herkömlichen pyroelektrischen Detektor ohne Synchronisierung mit dem Sammeln von Daten durch den pyroelektrischen Detektor. Die Eingangsimpedanz des pyroelektrischen Detektors liegt immerhin im Bereich von 10¹&sup0; X. Wenn die Spannungsversorgung für das thermoelektrische Kühlelement nahe am pyroelektrischen Detektor eingeschaltet oder abgeschaltet wird, beeinflußt das Strahlungsrauschen der elektromagnetischen Welle den pyroelektrischen Detektor, so daß das scheinbare S/N-Verhältnis des Nachweissignals leidet.
Unter dem Stand der Technik, der sich auf herkömliche pyroelektrische Detektoren bezieht, beschreibt Patent Abstracts of Japan, vol. 6, no. 8 (P-98) 19. Januar 1982 & JP-A-56 133 634 einen pyroelektrischen Detektor, der ein elektronisches Kühlelement zur Vermindung von dielektrischem Verlustrauschen aufweist.
Daneben bezieht sich Patent Abstracts of Japan, vol 11, no. 293 (P-619) 22. September 1987 & JP-A-62 088 928 auf ein Gerät züm Heizen und Messen der Temperatur eines wärmeempfindlichen Elements, mit einer Regeleinheit zum Heizen des empfindlichen Elements zu der positiven Zeit eines Halbzyklusses der Wechselspannung, die die Regelschaltung versorgt, um so das dielektrische Verlustrauschen zu vermindern.

ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Detektors eines Fouriertransformations-Infrarotspektrometers, welches einen pyroelektrischen Detektor und einen Temperaturregelmechanismus zum Konstanthalten der Temperatur des pyroelektrischen Detektors derart aufweist, daß das S/N-Verhältnis des Nachweissignals auch dann nicht leidet, wenn die Spannungsversorgung für ein thermoelektrisches Kühlelement im Temperaturregelmechanismus eingeschaltet oder ausgeschaltet wird.
Zu diesem Zweck bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Detektor eines Fouriertransformations-Infrarotspektrometers enthaltend:
Pyroelektrische Detektormittel zur Erfassung von Pyroelektrizität,
thermoelektrische Heiz/Kühlmittel zum Kostanthalten der Temperatur der pyroelektrischen Detektormittel,
Temperatursensormittel zum Abfühlen der Temperatur der pyroelektrischen Detektormittel, und
Steuereinheitmittel, die mit den pyroelektrischen Detektormitteln, den thermoelektrischen Heiz/Kühlmitteln und den Temperatursensormitteln verbunden sind, wobei die Steuereinheitmittel so eingerichtet sind, daß sie die Spannungsversorgung für die thermoelektrischen Heiz/Kühlmittel in Synchronisation mit einem Umwandlungsende-Signal eines A/D- Wandlers für die Umwandlung eines Nachweissignals der pyroelektrischen Detektormittel in ein Digitalsignal in Synchronisation mit einem Interferenzsignal eines Kontrollinterferometer oder in Synchronisation mit einer Umkehr eines sich bewegenden Spiegels nach dem Aufnehmen einer Reihe von Interferogrammen ansprechend auf ein Nachweissignal der Temperatursensormittel ein- und ausschalten, wobei die Spannungsversorgung für die thermoelektrischen Heiz/Kühlmittel eingeschaltet und ausgeschaltet nur dann wird, wenn keine Daten von den pyroelektrischen Detektormitteln gesammelt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spannungsversorgung für das thermoelektrische Heiz/Kühlelement ein- und ausgeschaltet wird, durch entsprechende Steuerung des Arbeitens des Temperaturregelmechanismus keine Daten des pyroelektrischen Detektors gesammelt. Die Steuereinheit ist innerhalb des Temperaturreglers vorgesehen und steuert die Spannungsversorgung zum Temperaturregelmechanismus so, daß die Steuereinheit die Spannungsversorgung zum thermoelektrischen Heiz/Kühlelement nur dann ein- und ausschaltet, wenn keine Daten vom pyroelektrischen Detektor gesammelt werden.
Da die Spannungsversorgung für das thermoelektrische Heiz/Kühlelement synchron mit dem Umwandlungsende-Signal des A/D-Wandlers ein- und ausgeschaltet wird, kann das Einmischen eines möglichen Störsignals in das Nachweissignal, wobei das mögliche Störsignal mit dem Einschalten oder Ausschalten der Spannungsversorgung erzeugt wird, das S/N-Verhältnis der mit dem pyroelektrischen Detektor gesammelten Daten nicht beeinträchtigen, solange das gemischte Nachweissignal zu diesem Zeitpunkt nicht als Daten gesammelt wird.
Das Interferenzsignal eines Laser-Interferometers als Kontrollinterferometer wird als Auslösesignal für den A/D- Wandler verwendet. Daher kann in Synchronisation mit dem Interferenzsignal des Laser-Interferometers die Spannungsversorgung zum thermoelektrischen Heiz/Kühlelement ein- und ausgeschaltet werden, während die A/D-Umwandlung nicht durchgeführt wird. Es ist hier nicht erforderlich, den Zeitpunkt des Einschaltens und Ausschaltens der Spannungsversorgung exakt mit dem Ende der A/D-Umwandlung zusammenfallen zu lassen, da jedoch der Zeitpunkt des Einschaltens und Ausschaltens der Spannungsversorgung näher zum Ende der A/D- Umwandlung liegt, kann dies den nächsten A/D-Umwandlungsvorgang nicht beeinträchtigen.
Zu der Zeit, zu der der sich bewegende Spiegel gewendet wird, sind bereits eine Reihe von Interferogrammen gesammelt worden. Wenn der sich bewegende Spiegel umkehrt, werden daher keine Daten gesammelt. Daher kann zu diesem Zeitpunkt, auch wenn irgendein mögliches Störsignal in das Nachweissignal beim Einschalten oder Ausschalten der Spannungsversorgung für das thermoelektrische Heiz/Kühlelement gemischt wird, das S/N-Verhältnis der Daten nicht beeinträchtigt werden.
Die A/D-Umwandlung des Nachweissignals des pyroelektrischen Detektors wird mit einem kurzen Zyklus von ungefähr 100 bis 200 us durchgeführt, während der Drehzyklus des sich bewegenden Spiegels immerhin ungefähr 0,5 bis 2,0 Sekunden beträgt. Wenn die Spannungsversorgung für das thermoelektrische Heiz/Kühlelement in Synchronisation mit dem Beendigungssignal der A/D-Umwandlung oder dem Interferenzsignal des Laser-Interferometers eingeschaltet und ausgeschaltet wird, kann das Einschalten und Ausschalten der Spannungsversorgung mit einem kurzen Zyklus von ungefähr 100 bis 200 us wiederholt werden, um damit die Temperatur des pyroelektrischen Detektors genauer zu regeln.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der im folgenden gegebenen detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung und die vorliegende Erfindung daher nicht einschränkend angegeben sind, besser verstanden werden, in welchen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Detektors mit einem pyroelektrischen Detektor und einem Temperaturregler gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Detektors der Fig. 1 ist,
Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm des Temperaturreglers der bevorzugten Ausführungsform ist,
Fig. 4 ein Zeitdiagramm ist, welches das Arbeiten einer Temperaturregeleinheit in der bevorzugten Ausführungsform zeigt,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines weiteren Detektors mit einem weiteren pyroelektrischen Detektor und einem weiteren Temperaturregler gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 6 eine Vorderansicht des Detektors der Fig. 5 ist, Fig. 7 ein Schaltbild eines weiteren Temperaturreglers in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist,
Fig. 8 ein Diagramm ist, welches das Arbeiten eines Fensterkomparators im Schaltungsdiagramm der Fig. 7 zeigt,
Fig. 9 ein Graph ist, welcher Hysterese des Fensterkomparators zeigt,
Fig. 10 ein Schaltdiagramm eines Temperaturreglers mit einer Schutzschaltung ist, und
Fig. 11 ein Graph ist, der die Temperaturabhängigkeit einer Leistungszahl beim pyroelektrischen Detektor zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Detektors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 eine Vorderansicht des Detektors. Ein Abschirmungsgehäuse 2 ist unter Verwendung mehrerer Schrauben zusammengesetzt. Ein Vorverstärker 4 ist innerhalb des Abschirmgehäuses 2 zur Verstärkung von Nachweissignalen eines DLATGS pyroelektrischen Detektors 8 enthalten. Eine Kühlbasis 6 aus Kupfer ist an der Vorderseite des Abschirmungsgehäuses 2 angeordnet. Zwischen dem Abschirmungsgehäuse 2 und der Kühlbasis 6 ist zur thermischen Isolierung derselben Isolationsmaterial zwischengelegt. Der DLATGS pyroelektrische Detektor 8 ist an der Kühlbasis 6 angebracht und ein Heiz-Peltierelement 10 und ein Kühl-Peltierelement 12 sind ebenfalls an der Kühlbasis 6 angebracht, so daß der pyroelektrische Detektor 8 und die Peltier-Elemente 10 und 12 thermisch gekoppelt sind. Um die mit den Peltier-Elementen 10 und 12 erzeugte Wärme so klein wie möglich zu halten, liegen vorzugsweise die Peltier-Elemente 10 und 12 benachbart zum pyroelektrischen Detektor 8. Ein Temperatursensor 14 ist an der Kühlbasis 6 zum Feststellen der Temperatur der Kühlbasis 6 angebracht. Ein Strahler 16 liegt nahe zu beiden Peltier-Elementen 10 und 12. Ein Temperaturregelmechanismus enthält eine Kühlbasis 6, die Peltier-Elemente 10 und 12, den Temperatursensor 14 und den Strahler 16. Ein Temperatursteuerfeld 18 enthält einen Temperaturregler zur Steuerung der Spannungszufuhr zu den Peltier-Elementen 10 und 12. Das Steuerfeld 18 ist in der Nähe der Peltier-Elemente 10 und 12 angeordnet und an der Vorderseite des Abschirmungsgehäuses 2 angeordnet. Einige Verbinder 20 sind an der Vorderseite des Abschirmungsgehäuses 2 zum Zuführen der Spannungsversorgung oder Ausgabe von Signalen vorgesehen. Um das Abschirmungsgehäuse 2 und einen Träger für das Fouriertransformations-Infrarotspektrometer (FTIR) elektrisch zu isolieren, ist das Abschirmungsgehäuse 2 auf eine Bakelit-Platte 20 geschraubt, so daß es am Träger über die Bakelit-Platte 22 befestigt ist.
Fig. 3 zeigt einen Teil des auf dem Temperatursteuerfeld 18 angebrachten Temperaturreglers. Ein Verstärker 24 ist zur Verstärkung des Nachweissignals des Temperatursensors 14 vorgesehen. Ein Komparator 26 spricht auf das so verstärkte Nachweissignal an und vergleicht es mit einer Referenzspannung Vr, die gemäß der eingestellten Temperatur ausgewählt ist. Abhängig von der Größe des Nachweissignals gegenüber der Referenzspannung Vr gibt der Komparator 26 ein Signal A für das Heiz-Peltierelement 10 und ein weiteres Signal B für das Kühl-Peltierelement 12 aus. Wenn die festgestellte Temperatur niedriger als die eingestellte Temperatur ist, wird das Signal A ausgegeben. Wenn die festgestellte Temperatur höher als die eingestellte Temperatur ist, wird das Signal B ausgegeben. Eine Regeleinheit 28 spricht auf die Signale A und B zur Regelung der Temperatur an. Ferner spricht die Regeleinheit 28 auf das Ende-der-Umwandlung-Signal (eoc) eines A/D-Wandlers, der das Analogsignal des Nachweissignals aus dem pyroelektrischen Detektor 8 in das Digitalsignal umwandelt, an und gibt ein Signal aus, das das Einschalten und Abschalten der Spannungsversorgung zu den Peltier-Elementen 10 und 12 synchron mit dem "eoc"-Signal freigibt. Ein Ansteuertransistor 30 ist zum Ansteuern des Heiz-Peltierelements 10 vorgesehen. Ein weiterer Ansteuertransistor 32 ist zur Ansteuerung des Kühl-Peltierelements 12 vorgesehen. Die Signale zur Ansteuerung der Peltierelemente 10 und 12 aus der Regeleinheit 28 werden auf die Basis eines jeden der Ansteuertransistoren 30 und 32 über einen Widerstand gegeben.
Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm, welches das Arbeiten der Steuereinheit 28 der Fig. 3 veranschaulicht. Die Peltier- Elemente 10 und 12 werden Ein/Aus-gesteuert. Das Nachweisausgangssignal des Temperatursensors 14 wird mit der Sollspannung Vr verglichen, so daß der Komparator 26 die Signale A und B für die Eingabe in die Regeleinheit 28 ausgibt. Wenn das "eoc"-Signal auf die A/D-Umwandlung angewendet wird, so beginnt die A/D-Umwandlung mit dem Anstieg des "eoc"-Signals und endet am Abfall des "eoc"-Signals. Wenn das A-Signal auf niedrigem Pegel beim Abfallen des "eoc"-Signals ist, gibt die Regeleinheit 28 ein Signal zum Einschalten des Ansteuertransistors 30, der das Heiz-Peltierelement 10 ansteuert, aus. Wenn das B-Signal auf niedrigem Pegel beim Abfall des "eoc"-Signals ist, gibt die Regeleinheit 28 ein weiteres Signal zum Einschalten des Ansteuertransistors 32, der das Kühl-Peltierelement 12 ansteuert, aus.
Wenn der DLATGS pyroelektrische Detektor als pyroelektrischer Detektor 8 verwendet wird und er auf 60ºC eingestellt ist, um auf eine Weise nachzuweisen, die ein hohes S/N-Verhältnis liefert, muß die Temperatur präzise geregelt werden. PID-Regelung ist für diesen Zweck geeignet. Im Hinblick auf die Erkennung eines Temperaturfehlers ist es vorzuziehen, daß die Zeit vom Beginn der Spannungszufuhr zu den Peltier-Elementen 10 und 12 bis zur Abschaltung der Spannungszufuhr so kurz wie möglich ist. In einem solchen Fall wird das "eoc"-Signal der A/D-Umwandlung wie im bevorzugten Beispiel vorzugsweise verwendet, oder das Interferenzsignal eines Laser-Interferometers oder das Wenden eines sich bewegenden Spiegels nach dem Sammeln einer Folge von Interferogrammen wird bevorzugt verwendet. Das Peltier-Element liefert eine unterschiedliche Richtung der Bewegung von Wärme, abhängig von der Polarisation der angelegten Spannung. Daher kann ein einzelnes Peltier-Element eine konstante Temperatur nahe Raumtemperatur regeln.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher ein einzelnes Peltier-Element zum Wärmen und Kühlen des Detektors verwendet wird. Der Vorverstärker 4 ist im Abschirmungsgehäuse 2 zur Verstärkung des Nachweissignals des pyroelektrischen Detektors 8 vorgesehen. An der Vorderseite des Abschirmungsgehäuses 2 ist der pyroelektrische Detektor 8, wie etwa das DLATGS-System, vorgesehen und mit einem einzelnen Peltier-Element 11 über die Kühlbasis 6 verbunden. Der Temperatursensor 14 ist benachbart zum Peltier-Element 11 zur Feststellung der Temperatur der Kühlbasis 6 angebracht. Ein Metall 13 ist vorgesehen, um zur Abstrahlung der Wärme des Peltier-Elements 11 zu dienen. Das Temperatursteuerfeld 18 enthält den Temperaturregler zur Steuerung der Spannungszufuhr zum Peltier-Element 11. Die Bakelit-Platte 22 und der Verbinder 22 sind vorgesehen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dient das einzelne Peltier-Element zum Heizen und Kühlen des Detektors in Verbindung mit einem Temperaturregler, der die in Fig. 7 gezeigte Schaltung hat, wobei der Temperaturregler an dem Temperatursteuerfeld 18 angebracht ist.
Gemäß Fig. 7 ist ein Komparator 37A vorgesehen, der das Peltier-Element zwingt, den Detektor zu heizen, während ein weiterer Komparator 368 vorgesehen ist, um das Peltier-Element zu zwingen, den Detektor zu kühlen. Das Signal des Temperatursensors 14 wird dem Komparator 36A und auch dem Komparator 368 nach Reduzierung auf eine bestimmte Spannung eingegeben. Eine Referenzspannung Vr wird zur Bildung eines Fensterkomparators 34 über eine Zener-Diode auf die Komparatoren 36A und 368 gegeben. Das Signal des Temperatursensors 14 liefert eine Spannung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur.
Die Ausgaben der beiden Komparatoren 36A und 36B im Fensterkomparator werden einer Regeleinheit 28a eingegeben, so daß die Spannungsversorgung für das Peltier-Element 11 synchron mit dem Ende-der-Umwandlung-Signal, "eoc"-Signal, der A/D-Umwandlung, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert, eingeschaltet und abgeschaltet wird. Zur Aufgabe der Spannung auf das Peltier-Element 11 sind zweifolgige unsymmetrische Gegentakt-Verstärkerschaltungen mit Transistoren Q1 bis Q4 aufgebaut.
Der Temperaturregelvorgang der Schaltung der Fig. 7 ist folgendermaßen. Wie in Fig. 8 gezeigt, hat der Fensterkomparator 34 eine Hochspannungsschwelle b und eine Niedrigspannungsschwelle a. Wenn die Nachweisspannung des Temperatursensors 14 zwischen den beiden Schwellen a und b liegt, sind die Ausgaben der beiden Komparatoren 36A und 368 beide auf niedrigem Pegel, so daß keiner der Transistoren Q1 bis Q4 durchgeschaltet wird, womit kein Strom in Peltier-Element 11 fließt. Wenn die Nachweisspannung des Temperatursensors 14 die Schwelle b überschreitet, werden die Transistoren Q3 und Q2 zu dem Zeitpunkt, wenn das "eoc"-Signal des A/D-Wandlers abfällt, durchgeschaltet, so daß ein Strom von einem Punkt A durch das Peltier-Element 11 zu einem weiteren Punkt B fließt. Das Peltier-Element 11 kühlt dann den pyroelektrischen Detektor.
Wenn die Nachweisspannung des Temperatursensors 14 niedriger als die Schwelle a wird, werden die Transistoren Q1 und Q4 zum Zeitpunkt, wenn das "eoc"-Signal des A/D-Wandlers abfällt, durchgeschaltet, so daß ein Strom vom Punkt B zum Punkt A durch das Peltier-Element fließt. Das Peltier- Element heizt dann den pyroelektrischen Detektor.
Normalerweise hat der Fensterkomparator 34, wie in Fig. 9 gezeigt, eine Hysterese. Abhängig von der Versetzung der Komparatoren 36A und 368, kann es vorkommen, daß die Ausgänge der beiden Komparatoren 36A und 368 beide auf einem hohen Pegel sind, obwohl dies selten ist. In einem solchen Fall sind alle Transistoren Q1 bis Q4 in der Schaltung der Fig. 7 durchgeschaltet, so daß ein Kurzschlußstrom vom Transistor Q1 nach Q2 oder vom Transistor Q3 nach Q4 ohne durch das Peltier-Element 11 zu gehen, fließt.
Fig. 10 zeigt eine Schaltung, welche eine Schutzschaltung 38 zur Verhinderung des oben beschriebenen Kurzschlusses aufweist. In der Schaltung der Fig. 10 liegt die Schutzschaltung 38, die ein Exklusiv-ODER-Glied und ein UND-Glied aufweist, zwischen dem Fensterkomparator 34 und der Regeleinheit 28a. Wenn die Ausgänge der beiden Komparatoren 36A und 368 beide auf hohem Pegel sind, ist der Ausgang des Exclusiv-ODER-Glieds auf niedrigem Pegel, so daß das UND- Glied verhindert, daß alle Transistoren Q1 bis Q4 durchgeschaltet werden. Die Transistoren Q1 bis Q4 sind also vor Zerstörung geschützt.
Fig. 7 zeigt einen Fall einer einfachen Vergleichsregelung, eine geeigneter Regelung kann aber gemäß der Temperaturinformation durch den Temperatursensor 14 möglich sein.
Wie oben beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung beim Temperaturregelmechanismus zum Konstanthalten der Temperatur des pyroelektrischen Detektors 8 die Spannungsversorgung zum thermoelektrischen Kühlelement eingeschaltet und ausgeschaltet, während keine Datensammlung des Nachweissignals für den pyroelektrischen Detektor erfolgt, so daß das S/N-Verhältnis der Daten vom pyroelektrischen Detektor erhöht ist.

Claims

1. Detektor für ein Fouriertransformations-Infrarotspektrometer enthaltend:

pyroelektrische Detektormittel (8) zur Erfassung von Pyroelektrizität,

thermoelektrische Heiz/Kühlmittel (10, 12; 11) zur Konstanthaltung der Temperatur der pyroelektrischen Detektormittel,

Temperatursensormittel (14) zum Abfühlen der Temperatur der pyroelektrischen Detektormittel, und

Regeleinheitmittel (28, 28a), die mit jedem der pyroelektrischen Detektormittel (8), den Heiz/Kühlmitteln (10, 12; 11) und den Temperatursensormitteln (14) verbunden sind,

wobei die Regeleinheitmittel (28, 28a) derart ausgebildet sind, daß sie die Energiezufuhr zu den thermoelektrischen Heiz/Kühlmitteln (10, 12; 11) entweder synchron mit einem Umwandlung-Ende-Signal eines A/D-Wandlers zur Umwandlung eines Detektorsignals der pyroelektrischen Detektormittel (8) in ein Digitalsignal, oder synchron mit einem Interferenz-Signal eines Kontroll-Interferometers, oder synchron mit einer Wende eines Bewegungsspiegels nach Aufnahme einer Reihe von Interferogrammen als Antwort auf ein Nachweissignal der Temperatursensormittel (14) beginnen und abschalten, wobei die Energiezufuhr zu den thermoelektrischen Heiz/Kühlmitteln (10, 12; 11) nur begonnen und abgeschaltet wird, wenn keine Daten von den pyroelektrischen Detektormitteln (8) gesammelt werden.

2. Detektor nach Anspruch 1, bei dem die thermoelektrischen Heiz/Kühlmittel ein thermoelektrisches Heizelement (10) und ein thermoelektrisches Kühlelement (12) enthalten.

3. Detektor nach Anspruch 1, bei dem die thermoelektrischen Heiz/Kühlmittel ein einzelnes thermoelektrisches Element (11) enthalten.

4. Detektor nach Anspruch 3, bei dem die Regeleinheitmittel (28a) zwischen zwei Komparatoren (36A, 368) und zwei unsymmetrischen Gegentakt-Verstärkungsschaltkreisen angeordnet sind.

5. Detektor nach Anspruch 4, mit ferner einer Schutzschaltung (38), die zwischen den zwei Komparatoren (36A, 36B) und den zwei unsymmetrischen Gegentakt-Verstärkungsschaltkreisen zum Schutz von Transistormitteln (Q&sub1; - Q&sub4;) in den unsymmetrischen Gegentakt-Verstärkungsschaltkreisen angeordnet ist.