德国专利DE102004028433A1 IR-Sensor, insbesondere CO2-Sensor

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Es wird ein IR-Sensor (1), insbesondere CO¶2¶-Sensor, angegeben mit einer Filteranordnung (6), hinter der eine Detektoranordnung (7) angeordnet ist, und einer Auswerteeinrichtung (8), die mit der Detektoranordnung (7) verbunden ist, wobei die Filteranordnung (6) einen ersten Filter (9) und einen zweiten Filter (10), die als Bandpaß-Filter ausgebildet sind und jeweils ein Durchlaßband aufweisen und von denen der erste Filter (9) ein vorbestimmtes IR-Band durchläßt und der zweite Filter (10) nicht, und die Detektoranordnung zwei Detektoren (14, 15) aufweist, von denen jeder einem Filter (9, 10) zugeordnet ist. DOLLAR A Man möchte die Anwendung eines derartigen IR-Sensors vereinfachen. DOLLAR A Hierzu ist vorgesehen, daß das Durchlaßband eines Filters (10) innerhalb des Druchlaßbandes des anderen Filters (9) angeordnet ist und die Auswerteeinrichtung (8) eine Differenz der Signale (S1, S2) der Detektoren (14, 15) bildet und sie auf das Signal (S1) eines Detektors (14) normiert.
公开号:DE102004028433A1
申请号:DE102004028433
申请日:2004-06-14
公开日:2006-01-05
发明作者:Jens Moeller Jensen；Mohamed Yahia Benslimane
申请人:Danfoss AS；
IPC主号:G01N21-31

专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft einen IR-Sensor, insbesondere CO₂-Sensor,mit einer Filteranordnung, hinter der eine Detektoranordnung angeordnetist, und einer Auswerteeinrichtung, die mit der Detektoranordnungverbunden ist, wobei die Filteranordnung einen ersten Filter undeinen zweiten Filter, die als Bandpaß-Filter ausgebildet sind undjeweils ein Durchlaßbandaufweisen und von denen der erste Filter ein vorbestimmtes IR-Banddurchläßt und der zweiteFilter nicht, und die Detektoranordnung zwei Detektoren aufweist,von denen jeder einem Filter zugeordnet ist.
[0002] DieErfindung wird im folgenden anhand eines IR-Sensors für IR-absorbierendeGase beschrieben. Sie ist jedoch auch bei anderen Aufgaben anwendbar,wie spätererläutertwerden wird.
[0003] Einderartiger Sensor, der als Gassensor ausgebildet ist, ist beispielsweiseaus US 5 081 998 A bekannt.Dort ist eine IR-Strahlungsquelle vorgesehen, die über eineFilteranordnung insgesamt vier Detektoren beaufschlagt. Die Filteranordnungweist zwei Filter mit unterschiedlichen Durchlaßcharakteristiken auf. Einerster Filter hat ein Durchlaßbandfür IR-Strahlung,die von CO₂ absorbiert wird. Dieser Filterwird daher auch kurz als "CO₂-Filter" bezeichnet. Diedahinter angeordneten Detektoren werden als CO₂-Detektorenbezeichnet. Der andere Filter weist ein davon unterschiedlichesDurchlaßbandauf, das zur Ermittlung einer Referenzgröße dient. Die hinter diesemReferenzfilter angeordneten Detektoren werden als Referenzdetektorenbezeichnet. Zwischen der IR-Quelle und den beiden Filtern ist eindritter Filter angeordnet, der als "natural density filter" bezeichnet wirdund den ersten Filter und den zweiten Filter jeweils zur Hälfte abschattet.Dementsprechend erhälteiner der beiden CO₂-Detektoren und einerder Referenzdetektoren nur IR-Strahlung, die sowohl durch den "natural density filter" als auch durch entwederden CO₂-Filter oder den Referenzfilter gelangtist. In der Auswerteeinrichtung wird die Differenz der Ausgangssignaleder beiden CO₂-Detektoren und die Differenzder beiden Referenzdetektoren gebildet. Die beiden Differenzen werdendann durcheinander dividiert. Einen derartigen CO₂-Sensorbenötigtman beispielsweise bei der Bestimmung von CO₂ imAtem eines Patienten, um den Patienten während einer Narkose besser überwachenzu können.
[0004] Einanderes Anwendungsfeld fürGassensoren, insbesondere CO₂-Sensoren,ist in US 6 369 716 B1 dargestellt.
[0005] Dortdient der CO₂-Sensor dazu, den CO₂-Gehalt (Kohlendioxid-Gehalt) in einem Raum festzustellen,um mit Hilfe dieser Meßgröße das Raumklimasteuern zu können.
[0006] DieCO₂-Konzentration in einem Raum sollte zwischen800 ppm und 1200 ppm liegen, weil bei höheren Konzentrationen Ermüdungserscheinungen entstehenkönnen.Die natürlicheKonzentration in bebauten Gebieten liegt normalerweise bei etwa400 ppm. Mit Hilfe eines CO₂-Sensors kann manermitteln, wieviel Frischluft zugeführt werden muß, um einegewünschteCO₂-Konzentration zu erzielen. Die gleichen Überlegungengelten auch fürandere Gase, bei denen ein bestimmter Gehalt nicht überschritten werdendarf, beispielsweise CO (Kohlenmonoxid) oder ähnliches.
[0007] DieErfindung wird, wie oben ausgeführt,im folgenden anhand der Messung von CO₂ beschrieben.Sie ist aber auch bei anderen Gasen anwendbar.
[0008] EineArt, CO₂ in der Luft zu Messen, beruht aufGasphasen-basierten Sensoren, bei denen die nondispersive, infraroteSpektroskopie (NDIR) verwendet wird. Bei dieser Art der Ermittlungdes CO₂-Gehalts geht man davon aus, daß CO₂ Infrarot-Strahlung absorbiert, d.h. derAnteil der IR-Strahlung in einem bestimmten, eng umrissenen Wellenlängenbereichist eine Größe, dieman zur Bestimmung der CO₂-Konzentrationverwenden kann.
[0009] Nachteiligbei derartigen Sensoren ist, daß sieeine relativ großeLeistungsaufnahme haben. Die aus US 5 081 998 A bekannte Anordnung benötigt eineStrahlungsquelle, was sie jedenfalls bei einem längeren Ge brauch ungeeignetfür einebatteriebetriebene Anwendung macht. Darüber hinaus benötigt einederartige IR-Quelle in der Regel eine gewisse Aufheizzeit, so daß man ohneeine gewisse Vorbereitung nicht immer dann messen kann, wenn diesgewünschtist.
[0010] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anwendung eines IR-Sensorszu vereinfachen.
[0011] DieseAufgabe wird bei einem Gassensor der eingangs genannten Art dadurchgelöst,daß das Durchlaßband einesFilters innerhalb des Durchlaßbandesdes anderen Filters angeordnet ist und die Auswerteeinrichtung eineDifferenz der Signale der Detektoren bildet und sie auf das Signaleines Detektors normiert.
[0012] Mitdieser Ausgestaltung erreicht man, daß wesentlich mehr IR-Strahlungausgewertet werden kann. Die IR-Strahlungwird also nicht in zwei getrennte Bereiche aufgeteilt, wobei jederDetektor nur einen Bereich erfaßt.Vielmehr erfaßtnun der eine Detektor eine IR-Strahlungmit einem vorgegebenen Spektralbereich, der auch beispielsweisedas Absorptionsspektrum des zu ermittelnden Gases, hier CO₂, umfaßt.Der andere Detektor erfaßtein IR-Spektrum aus einem Teilbereich davon, das nicht mehr dasAbsorptionsspektrum des zu ermittelnden Gases umfaßt. Damitwird die Empfindlichkeit des Sensors erheblich gesteigert, d.h.für dieVersorgung des Sensors mit IR-Strahlung werden nur noch geringereAnforderungen gestellt. Dadurch, daß man eine Differenz zwischenden Ausgangssignalen der Detektoren bildet, wird ein Störsignal,beispielsweise ein Hintergrundrauschen oder dergleichen, eliminiert. DieNormierung die ser Differenz auf das Ausgangssignal eines Detektorserlaubt es, Schwankungen in der Intensität der IR-Strahlung auszugleichen. Man kann auchmehr als zwei Sensoren mit einer entsprechend größeren Anzahl von Filtern verwenden,wobei sich dann die einzelnen Durchlaßbereiche entsprechend überlappen.Mit einem derartigen Sensor kann man auch andere Informationen gewinnen,beispielsweise überTemperatur, eine Bewegung im Raum, Anzahl von Personen im Raum etc.Da man wesentlich mehr Strahlung erfassen kann, kann man den Leistungsverbrauchverringern, so daß mandie notwendige Leistung auch übereine Batterie bereitstellen kann. Dies wiederum eröffnet größere Freiheitenbei der örtlichenMontage und Verwendung. Der Sensor kann seine Signale drahtlos übertragen.
[0013] Vorzugsweiseist das Durchlaßbanddes ersten Filters größer alsdas Durchlaßbanddes zweiten Filters. Dementsprechend umfaßt der erste Filter zusätzlich zudem Spektralbereich, den der zweite Filter durchläßt, auchden Spektralbereich, in dem IR-Strahlung absorbiert wird.
[0014] Vorzugsweiseweisen beide Filter eine gemeinsame Grenzwellenlänge auf. Dies vereinfacht dieAuswertung. Man kann dann ohne weiteres die Differenz zwischen denAusgangssignalen der Detektoren bilden, ohne daß zusätzliche Rechenschritte erforderlichsind. Bei den Grenzwellenlängenhandelt es sich um die Wellenlängen,die die Durchlaßbänder definieren,also begrenzen. Sie werden mit "Startwellenlänge" und "Endwellenlänge" bezeichnet.
[0015] Hierbeiist bevorzugt, daß beideFilter die gleiche Startwellenlängeaufweisen. Die "Startwellenlänge" ist die Wellenlänge, abder die Filter eine Strahlung durchlassen. Die "gleiche" Startwellenlänge muß nicht im mathematischen Sinneidentisch sein. ÜblicheToleranzen, beispielsweise 5 %, sind durchaus zulässig. DerartigeToleranzen haben zwar einen Einfluß auf das Meßergebnis.Dieser Einfluß ist aberakzeptabel.
[0016] Vorzugsweisesind beide Filter durch aufeinanderfolgende Filterelemente gebildet,wobei ein Filterelement fürbeide Filter gleich ist und eine Grenzwellenlänge definiert. Die beiden Filterelementeliegen also in Strahlungsrichtung hintereinander, d.h. zwischender oder den Quellen fürIR-Strahlung und den Detektoren. Man kann nun die Filteranordnungso ausgestalten, daß die "Startwellenlänge" durch das Filterelementdefiniert wird, das fürbeide Filter gleich ist, und die "Endwellenlänge", die das Durchlaßband begrenzt, durch die beidenanderen Filterelemente definiert wird. Dies ist eine einfache Maßnahme,um das Durchlaßbandder beiden Filter mit einer vergleichsweise hohen Genauigkeit festlegenzu können.
[0017] Vorteilhafterweiseweist der erste Filter ein Durchlaßband auf, das um 0,3 bis 0,7 μm größer ist alsdas Durchlaßbanddes zweiten Filters. Man möchtemit dem ersten Filter im Grunde nur einen relativ engen Wellenlängen- oderSpektralbereich des IR-Spektrums abdecken, nämlich den Bereich, in dem IR-Strahlungdurch CO₂ absorbiert wird. Der angegebeneBereich reicht dafüraus. Die Gefahr, daß Absorptionendurch andere Gase einen negativen Einfluß auf das Meßergebnishaben und dieses verfälschen,wird klein gehalten.
[0018] Hierbeiist bevorzugt, daß dererste Filter ein Durchlaßbandim Bereich von 3,6 bis 4,5 μmund der zweite Filter ein Durchlaßband im Bereich von 3,6 bis 4,0 μm aufweist.Allgemein läßt sichsagen, daß der gemeinsameSpektralbereich etwa halb so groß ist wie der Spektralbereich,den der erste Filter durchläßt. In Abhängigkeitvon den zu detektierenden Gasen oder anderen Größen können diese Spektralbereichenatürlichauch verschoben werden. Es hat sich aber herausgestellt, daß für CO₂ diese Wellenlängenbereiche günstig sind.
[0019] Ineiner besonders bevorzugten Ausgestaltung verwendet der Sensor dienatürlicheIR-Strahlung aus der Umgebung. Es ist also keine Strahlungsquelleerforderlich, die getrennt versorgt werden muß und dementsprechend einegewisse Leistungsaufnahme hat. IR-Strahlung ist in der Regel überall vorhandenund zwar auch dann, wenn kein Sonnenlicht einstrahlt. Jeder Körper hatim Grunde eine gewisse Wärmestrahlung.Da man nun auf eine IR-Strahlungsquelleverzichten kann, erweitert sich auch der "Meßbereich", d.h. man kann größere Bereicheeines Raums auf den entsprechenden Gasgehalt hin überwachen.Dies erleichtert die Überwachungund Einstellung eines "persönlichenRaumklimas" oderder "indoor airquality". Man muß die Luft indem Raum nicht erst zu einem Sensor führen und dort zwischen derIR-Strahlungsquelle und den Detektoren mit vorgeschalteten Filternhindurchführen. Esreicht aus, wenn man den Sensor an einer Stelle im Raum anordnet,wo er das zu überwachendeLuftvolumen sozusagen "überblicken" kann. In diesem Fallkann der Gassensor sozusagen die gemittelte Gaskonzentration aufeinfache Weise erfassen. Der Sensor ermittelt also einen Durchschnittswert,was insbesondere fürdas persönlicheRaumklima ein wesentlich besseres Meßergebnis bedeutet. Natürlich kannman mit dem Sensor auch die Technik von Sensoren verbessern, diemit Lampen oder anderen Leuchtmitteln arbeiten. Wenn man die natürliche oderUmgebungs-IR-Strahlung verwendet, kann man die Energie des Leuchtmittelsreduzieren. Dies führt zulängerenServiceintervallen und einer längeren Lebensdauer.
[0020] Vorzugsweisenormiert die Auswerteeinrichtung die Differenz auf das Signal desersten Detektors. Mit anderen Worten wird zur Normierung das Signalverwendet, das den CO₂-Gehalt enthält. Mitdieser Vorgehensweise erhältman eine etwas größere Dynamik.
[0021] Bevorzugterweiseweisen die Filter CaF₂, Germanium oder Siliziumauf. Das Silizium weist vorzugsweise eine Anti-Reflektionsbeschichtungauf, um den Durchgang zu verbessern.
[0022] DieErfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispielsin Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
[0023] 1 eineschematische Darstellung zur Erläuterungdes Funktionsprinzips der vorliegenden Erfindung,
[0024] 2 eineschematische Darstellung von zwei Durchlaßbändern zweier Filter,
[0025] 3 eineschematische Darstellung der Energiemenge, die von Detektoren erfaßt werden kann,
[0026] 4 einBlockschaltbild zur Erläuterung desAufbaus des Gassensors,
[0027] 5 eineschematische Darstellung des Durchlaßbereichs zweier Filter und
[0028] 6 eineschematische Darstellung einer Vorstufe eines Auswertesignals.
[0029] 1 zeigtin schematischer Darstellung einen Gassensor 1 zur Ermittlungdes CO₂-Gehalts (Kohlendioxid-Gehalt) in einemMeßbereich 2.Bei dem Meßbereichkann es sich beispielsweise um einen Raum oder den Ausschnitt einesRaumes handeln, in dem das persönlicheRaumklima geregelt werden soll. Eine Sonne 3 ist als natürliche IR-Quelle dargestellt.Die Sonne 3 dient hierbei lediglich zur Erläuterung.Der Gassensor 1 arbeitet auch bei Abwesenheit von Sonnenstrahlen,weil im Prinzip praktisch jeder Körper Wärme abstrahlt und somit IR-Strahlen erzeugt.
[0030] ImMeßbereich 2 befindensich viele CO₂-Moleküle, die hier als kleine Kreisedargestellt sind. Die Gasmoleküle 4 absorbierenin einem bestimmten Spektralbereich IR-Strahlen, was durch Pfeile 5 zumAusdruck gebracht werden soll. Je größer die Konzentration von CO₂ ist, desto geringer ist in einem bestimmtenSpektralbereich die Energie, die im Gassensor 1 erfaßt werdenkann.
[0031] 4 zeigtnun in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild zur Erläuterungdes Aufbaus des Gassensors 1. Der Gassensor 1 weisteine Filteranordnung 6, eine Detektoranordnung 7 undeine Auswerteeinrichtung 8 auf. Weitere Einzelheiten, wie Gehäuse, Befestigungsmitteloder dergleichen, sind hier nicht dargestellt.
[0032] DieFilteranordnung weist einen ersten Filter 9 und einen zweitenFilter 10 auf. Beide Filter haben unterschiedliche Durchlaßcharakteristiken,die in 2 dargestellt sind. Der erste Filter weist ein Durchlaßband F1auf. Der zweite Filter weist ein Durchlaßband F2 auf. Beide Durchlaßbänder F1,F2 beginnen an der gleichen unteren Grenze L, enden aber an ihreroberen Grenze unterschiedlich und zwar der DurchlaßbereichF1 an einer oberen Grenze U1 und der Durchlaßbereich F2 an einer oberen GrenzeU2. Der Abstand zwischen der oberen Grenze U1 des ersten DurchlaßbandesF1 und der oberen Grenze U2 liegt in der Größenordnung von etwa 0,3 bisetwa 0,7 μm,beispielsweise bei 0,5 μm.
[0033] Indem Bereich, in dem das Durchlaßband F1des ersten Filters 9 größer istals das DurchlaßbandF2 des zweiten Filters 10, liegt ein Spektralbereich λ (CO₂), in dem IR-Strahlung von CO₂ absorbiertwird. Dieser Spektralbereich liegt bei etwa 4,2 bis 4,3 μm. Dementsprechendkann man die obere Grenze U1 des ersten Durchlaßbandes F1 bei etwa 4,5 μm anordnen,die obere Grenze U2 des zweiten Durchlaßbandes F2 bei etwa 4,0 μm und dieuntere Grenze L, die beiden Durchlaßbändern F1, F2 gemeinsam ist,bei 3,6 μm.
[0034] Realisiertwerden kann dies auf relativ einfache Weise dadurch, daß der ersteFilter 9 ein erstes Filterelement 11 aufweist,das die obere Grenze U1 des Durchlaßbandes F1 definiert. Der zweiteFilter 10 weist ein zweites Filterelement 12 auf,das die obere Grenze U2 des zweiten Durchlaßbandes F2 definiert. Für beideFilter 9, 10 gemeinsam ist ein drittes Filterelement 13 vorgesehen,das die untere Grenze L der beiden Durchlaßbänder F1, F2 definiert. Dasdritte Filterelement 13 weist eine obere Durchlaßgrenze auf,die jenseits der oberen Grenze U1 des Durchlaßbandes F1 des ersten Filters 9 liegt.Das erste und das zweite Filterelement weisen eine untere Durchlaßgrenzeauf, die unterhalb der unteren Grenze L des dritten Filterelements 13 liegt.
[0035] Dementsprechendläßt die Filteranordnung 6 imBereich des ersten Filters 9 IR-Strahlung mit einer Energiedurch, die in 3 mit A gekennzeichnet ist. DieseEnergie wird um einen Anteil C vermindert, der von CO₂ absorbiertwird. Die Filteranordnung 6 läßt im Bereich des zweiten Filters 10 Energiepassieren, die in 3 mit B markiert ist. DieseEnergie ist praktisch konstant, weil sie von CO₂ nichtbeeinflußtwird.
[0036] Dieunterschiedlichen Energien werden nun von der Detektoranordnung 7 erfaßt. DieDetektoranordnung 7 weist einen ersten Detektor 14 auf,der die IR-Strahlung erfaßt,die durch den ersten Filter 9 tritt, und einen zweitenDetektor 15, der die IR-Strahlung erfaßt, die durch den zweiten Filter 10 hindurchtritt. Diebeiden Detektoren 14, 15 können als thermoelektrischeElemente ausgebildet sein, die auch unter der Bezeichnung "thermopiles" bekannt sind. JederDetektor erzeugt in Abhängigkeitvon der auftretenden IR-Strahlung eine Spannung oder einen Strom,also eine elektrische Größe, dieum so größer ist,je mehr IR-Strahlung auftrifft. Dementsprechend erzeugt der ersteDetektor 14 ein Signal S1 und der zweite Detektor 15 einSignal S2.
[0037] EinThermopile-Sensor ist beispielsweise von der PerkinElmer OptoelectronicsGmbH, D-65199 Wiesbaden, Deutschland, erhältlich.
[0038] Weilin einem Thermopile-Sensor normalerweise eine Temperaturmessungerfolgt (weil das Ausgangssignal mit der Temperatur variiert), hatman schon eine Messung der Temperatur um den Sensor herum eingebaut.Da es vorstellbar ist, daß durch denSensor auch eine Strahlungstemperatur vom Raum erhältlich ist,kann man unmittelbar aufgrund dieser beiden Messungen gleichzeitigeine Betriebstemperatur bekommen, die dann zur Steuerung der Raumtemperaturoder etwas ganz anderem angewandt werden kann.
[0039] InVerbindung mit IR ist es auch vorstellbar, daß eine Messung einer Bewegungim Raum mit dem Sensor unmittelbar möglich ist, die dann z.B. zur Steuerungeiner Lüftungverwendet werden kann, die z.B. erst dann aktiviert wird, wenn eineBewegung vorliegt, die angibt, daß sich im Raum Menschen befinden.Aufgrund verschiedener Bewegungsmessungen könnte man sich auch vorstellen,daß esmöglich wäre, eineSchätzungder Anzahl von Menschen im Raum zu erhalten, wobei diese Schätzung auchfür Steuerungszweckeanwendbar wäre,so daß die Raumtemperaturoder die Lüftungin Abhängigkeit derAnzahl von Personen im Raum gesteuert/geändert wird.
[0040] BeideSignale S1, S2 werden der Auswerteeinrichtung 8 zugeführt. Dabeienthalten beide Signale einen Störanteil.Man geht davon aus, daß der Störanteilfür beideDetektoren 14, 15 im wesentlichen gleich ist.Dementsprechend ergibt sich dann
[0041] Mannormiert nun diese Differenz S1 – S2 auf das AusgangssignalS1 des ersten Detektors 14, so daß man ein Signal S3 erhält.
[0042] DiesesAusgangssignal S3 ist zwar wiederum durch die Störgröße I_n beeinflußt. DieseStörung istaber vernachlässigbar.Man erhältaber recht zuverlässigeine Aussage überden CO₂-Gehalt des Meßbereichs 2.
[0043] 5 zeigtnoch einmal die unterschiedlichen Durchlaßbereiche F1, F2 der beidenFilter 9, 10, aus denen die Unterschiede zwischenden beiden Durchlaßbereichengut zu erkennen sind.
[0044] 6 zeigtdie Differenz aus den beiden Durchlaßbereichen F1, F2 und darineingezeichnet das Absorptionsspektrum 17 für CO₂.
[0045] DerGassensor ist in der Lage, CO₂-Konzentraionenim Bereich von etwa 300 bis etwa 1500 ppm zuverlässig zu ermitteln.
[0046] Wennandere Gase ermittelt werden sollen, beispielsweise Stickstoff,Stickoxide, Sauerstoff oder CO, dann müssen die Durchlaßbänder entsprechend verschobenwerden. In jedem Fall sollte aber gewährleistet sein, daß sich dieDurchlaßbänder überlappen,um eine möglichstgroßeEnergieausbeute zu den Detektoren 14, 15 gelangenzu lassen.
[0047] Mankann vor dem Sensor auch einen Kollektor anordnen, also eine Einrichtung,die IR-Strahlung sammelt oder bündelt,beispielsweise einen Kollimator. Auch dies verbessert den Sensor.
[0048] Mankann einen derartigen Sensor auch unmittelbar zur Abgasüberwachungverwenden. Zu diesem Zweck baut man ihn in den Schornstein oder denAuspuff ein. Insbesondere bei Heizungsanlagen kann dann die Verbrennungmit Hilfe der Ausgangssignale des Sensors (oder von mehreren Sensoren) gesteuertwerden.

权利要求:
Claims (10)
[1] IR-Sensor, insbesondere CO₂-Sensor,mit einer Filteranordnung, hinter der eine Detektoranordnung angeordnetist, und einer Auswerteeinrichtung, die mit der Detektoranordnungverbunden ist, wobei die Filteranordnung einen ersten Filter undeinen zweiten Filter, die als Bandpaß-Filter ausgebildet sind undjeweils ein Durchlaßbandaufweisen und von denen der erste Filter ein vorbestimmtes IR-Band durchläßt und derzweite Filter nicht, und die Detektoranordnung zwei Detektoren aufweist,von denen jeder einem Filter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,daß dasDurchlaßband(F2) eines Filters (10) innerhalb des Durchlaßbandes(F1) des anderen Filters (9) angeordnet ist und die Auswerteeinrichtung(8) eine Differenz der Signale (S1, S2) der Detektoren(14, 15) bildet und sie auf das Signal (S1) einesDetektors (14) normiert.
[2] IR-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß dasDurchlaßband(F1) des ersten Filters (9) größer ist als das Durchlaßband (F2)des zweiten Filters (10).
[3] IR-Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß beideFilter (9, 10) eine gemeinsame Grenzwellenlänge (L)aufweisen.
[4] IR-Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß beideFilter (9, 10) die gleiche Startwellenlänge (L)aufweisen.
[5] IR-Sensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,daß beideFilter (9, 10) durch aufeinanderfolgende Filterelemente(11, 13; 12, 13) gebildet sind,wobei ein Filterelement (13) für beide Filter (9, 10)gleich ist und eine Grenzwellenlänge(L) definiert.
[6] IR-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß dererste Filter (9) ein Durchlaßband (F1) aufweist, das um0,3 bis 0,7 μm größer istals das Durchlaßband(F2) des zweiten Filters (10).
[7] IR-Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß dererste Filter (9) ein Durchlaßband im Bereich von 3,6 bis4,5 μm undder zweite Filter (10) ein Durchlaßband (F2) im Bereich von 3,6bis 4,0 μm aufweist.
[8] IR-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß erdie natürliche IR-Strahlung (3)aus der Umgebung verwendet.
[9] IR-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,daß dieAuswerteeinrichtung (8) die Differenz auf das Signal (S1)des ersten Detektors (14) normiert.
[10] IR-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,daß dieFilter (9, 10) CaF₂, Germaniumoder Silizium aufweisen.

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