CN101057127A - 红外探测器 - Google Patents

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Abstract

一种红外探测器(2)，包括多个测辐射热计探测器(4)、用来将偏置施加到所述测辐射热计探测器的装置、以及用来将所述测辐射热计探测器连接到一起以形成网络的装置，其中所述测辐射热计探测器(4)设置在基本为大气压的环境中。一种用来提高红外探测器(2)的灵敏度的方法，该红外探测器具有多个测辐射热计探测器(4)，其被设置在基本为大气压的环境中，以便至少部分地补偿由于热能通过所述环境从所述测辐射热计探测器(4)传导引起的红外探测器(2)的灵敏度的降低，该方法包括以串联和并联中的至少一种方式将这些测辐射热计探测器(4)连接到一起，以及以DC偏置电流操作所述测辐射热计探测器(4)的步骤中的至少一个。

Description

红外探测器
本发明涉及红外探测器，并且具体地说涉及无源红外(PIR)探测器。这些红外探测器在入侵探测系统和火警警报器中得到应用。
作为本发明的背景，常规的无源红外(PIR)探测器通常利用包括铅基陶瓷材料例如锆钛酸铅(PZT)的热电探测器元件。在这些探测器元件内使用的铅基陶瓷材料相对容易加工并且相关的制造技术是成熟的。每年以每个探测器元件大约1美元的典型成本制造了数千万的PIR探测器。
尽管有上述，但是常规铅基PIR探测器确实有几个潜在的缺点。
常规的PIR传感器通常包含具有包括PIR探测器元件的几个分立部件的子组件。PIR探测器元件从压制的陶瓷材料切下并且经历几个加工步骤，由此厚度被减小并且探测器被抛光。随后该探测器元件被安装在封装中并且接口连接到读出晶体管。红外(IR)透明窗口或透镜一般适合于PIR传感器。将该多种部件加工和装配成PIR子组件是长时间的并且需要分开地制造大批探测器、制作探测器本身、以及装配具有放大器芯片的探测器。因此，与PIR探测器的加工、封装和接口连接相关的分立的制造步骤共同促成了PIR子组件的总成本的增加。
关于技术性能，常规PIR探测器的工作参数很大程度上受制造探测器元件的PZT材料的特性、和其与其衬底的热隔离的程度的支配。材料PZT的成分内的可变性可能影响探测器性能，导致不良限定的和可变的工作参数，例如时间常数等。
PIR探测器的性能还是探测器元件的设计的函数，其在制造时被固定了。因此，常规PIR探测器的关键的工作参数(例如视场)在制造后不能改变，也不能容易地满足终端用户的特殊要求。
可以影响常规铅基PIR探测器的继续使用的另一因素是目前对从电和电子设备消除重金属的期望。实际上，从2006年7月1日起整个欧洲共同体(EU)将强制实施关于电和电子设备中的某些有害物质的使用限制(RoHS)的欧洲共同体指示2002/95/EC(EuropeanCommunity Directive 2002/95/EC)。因此常规铅基PIR探测器的制造者将不得不寻找探测器的替换形式，其不包含铅，以供应现有的PIR探测器市场。
存在几种常规铅基PIR探测器的替换物，虽然这些替换物目的在于常规PIR探测器的不同应用。例如，钽酸锂可以用作PIR探测器内的替换材料。然而，钽酸锂传统上是用于要求高性能的应用并且因此该材料的高成本导致它使用在高质量的、更长距离的探测系统中，其也具有更高的成本。
测辐射热计探测器提供红外探测器的另一替换种类。测辐射热计探测器传统上针对高性能民用和军用红外成像应用的媒质并且通常设置在二维焦平面阵列(FPA)中。这种测辐射热计阵列传统上在气密封接的外壳内的真空中工作。提供密封外壳的长期密封的技术是昂贵的。此外，该阵列可能需要稳定的温度和小心控制的绝对温度以确保适当的性能。复杂的信号处理电子设备一般需要用于解码来自该类型的探测器的多路输出并且校正来自阵列内的探测器元件的输出中的不一致性。
鉴于上述，由于不同的技术性能和成本，测辐射热计探测器并不被视为常规PZT PIR探测器的可靠替换物。
本发明的目的是提供替换红外探测器。本发明的另一目的是提供减少以上所述的常规PIR探测器的至少一些缺点的红外探测器。
根据本发明的第一方面，现在提出一种红外探测器，其包括多个测辐射热计探测器、用来将偏置施加到测辐射热计探测器的装置、以及用来将这些测辐射热计探测器连接到一起以形成网络的装置，其中，这些测辐射热计探测器设置在基本为大气压的环境中，并且在使用中，该偏置装置被设置以在基本恒定的偏置温度下操作这些测辐射热计探测器。
上述的红外探测器的有利之处在于，它消除了红外探测器传统上工作所处于的真空环境，同时保持足够的灵敏度和性能。为常规测辐射热计探测器的制作和维持真空环境所必需的技术是相对昂贵的。因此，本红外探测器提供优于常规测辐射热计探测器的相当大的成本节省。
为了清楚起见，常规上标准大气压被定义为等于760mm汞柱或每平方英寸14.7磅(1.01325×105帕斯卡)的压强单位。然而，这些数字指的是在海平面处、在0℃以及在标准重力下的标准大气压力。这里对大气压的引用将被用来指环境压力并且将不被上述的绝对数字限制。本领域的技术人员将容易理解，大气压不是常数，而是作为包括位置的几个参数(例如高度、温度、重力)、和气象条件等的函数而变化。
在优选实施例中，在使用中连接装置被设置以在网络内以串联和并联中的至少一种方式将测辐射热计探测器连接到一起。以该方式将测辐射热计探测器连接到一起能够使红外探测器的整体灵敏度提高。灵敏度的改进等于在网络内如此连接在一起的探测器的数目的平方根。灵敏度的改进至少部分地补偿了由于热能从那里传导所引起的测辐射热计探测器的性能的退化。
在另一优选实施例中，在使用中，偏置装置被设置以提供DC偏置电流给网络内的测辐射热计探测器元件。
本测辐射热计探测器工作的非抽空环境给予了另外的、至今未实现的好处，即伴随非抽空环境的较高的热导能够使更大的偏置电流(DC偏置)用于测辐射热计探测器内的给定温升。因为来自测辐射热计的信号电流与偏置电流(的一阶近似)成比例，因此以该方式增加偏置电流提高了红外探测器的整体灵敏度。如前所述，灵敏度的这种改进至少部分地补偿了由于通过环境的提高的热导所引起的测辐射热计探测器的性能的退化。与上述相比之下，AC偏置传统上用于抽空的测辐射热计探测器以预防探测器的过热和热循环，其可能导致探测器元件的疲劳和失效。
因此，本红外探测器通过利用非抽空环境的提高的热导率给予了未预料到的优点以至少部分地补偿由同样的原因引起的性能的退化。
优选地，该红外探测器包括衬底，该衬底具有集成在其上的测辐射热计探测器、偏置装置、和连接装置。读出和信号处理电路也可以集成在相同的衬底上。集成红外探测器有利于制造并且因此降低了在分立部件上的制造成本。
因此，该红外探测器可以包括单片集成电路并且具体地说是硅单片集成电路。该单片集成电路可以是n沟道MOSFET(NMOS)集成电路、p沟道MOSFET(PMOS)集成电路和互补MOSFET(CMOS)集成电路中的一种。因此，可以利用基于标准的硅IC生产线的技术制造红外探测器。
便利地，在使用中偏置温度在环境温度以上1℃到50℃的范围内，1℃和50℃也包括在内。优选地，在使用中偏置温度在环境温度以上1℃到20℃的范围内，1℃和20℃也包括在内。更优选地，在使用中偏置温度在环境温度以上1℃到10℃的范围内，1℃和10℃也包括在内。
在一个实施例中，连接装置包括多个形成在网络内的测辐射热计探测器之间的硬线连接。
在另一实施例中，连接装置能够将网络内的测辐射热计探测器重新配置成多种结构。有利地，连接装置能够实时地重新配置网络内的测辐射热计探测器。重新配置测辐射热计探测器的能力能够使红外探测器的视场适合于终端用户的单独要求。测辐射热计块可以被接入红外探测器中或之外以动态改变由其形成的复合PIR探测器元件的外观形状。
例如，可以设置视场以符合入口、出口或窗口。此外，可以将易出故障的红外光源(例如空间加热器、辐射体等)排除在视场外，从而减少误报警。可以利用实时重新配置性给予红外探测器智能度，能够使红外探测器使它的响应适应入射的红外辐射的变化或模式(pattern)。
优选地，测辐射热计探测器包括至少一个电阻测辐射热计。特别地，测辐射热计探测器可以包括至少一个微桥测辐射热计。
便利地，这些测辐射热计探测器排列成行和列。
有利地，测辐射热计的数目在10-1000的范围内，10和1000也包括在内。通常，替代具有0.5mm2和1mm2之间的面积的PIR探测器需要使用40到200个测辐射热计探测器，通常是75μm见方。
优选地，测辐射热计探测器适合探测具有3μm-14μm的范围内的波长的辐射。可以选择部分波段(sub-band)用于特殊的应用，例如，用来排斥由于日光引起的误报警的8μm-14μm，或用来探测火焰的大约4.2μm的窄波段。
设置测辐射热计探测器的环境可以包括空气、氮气、和高分子量气体(例如氙气、六氟化硫)中的至少一种。由于相对于空气的较低的热导率，通过利用高分子量气体可以实现功率节省或性能提高。
根据本发明的第二方面，现在提出一种用来提高红外探测器的灵敏度的方法，该红外探测器具有多个测辐射热计探测器，其被设置以与流体接触地工作，以便至少部分地补偿由于热能通过流体从测辐射热计探测器传导引起的红外探测器的灵敏度的降低，该方法包括以下步骤中的至少一个：
(i)以串联和并联中的至少一种方式将这些测辐射热计探测器连接到一起，
(ii)以DC偏置电流操作测辐射热计探测器，以及
(iii)在基本恒定的偏置温度下操作测辐射热计探测器。
优选地，该流体基本上在大气压下并且包括空气、氮气、和高分子量气体(例如氙气)中的至少一种。
根据本发明的第三方面，现在提出一种用来操作红外探测器的方法，该红外探测器包括多个测辐射热计探测器、用来将偏置施加到测辐射热计探测器的装置、和用来将测辐射热计探测器连接到一起以形成网络的装置，该方法包括在基本为大气压的环境中设置测辐射热计探测器和在基本恒定的偏置温度下操作测辐射热计探测器的步骤。
有利地，偏置温度被保持在环境温度以上1℃到50℃的范围内，1℃和50℃也包括在内。优选地，偏置温度被保持在环境温度以上1℃到20℃的范围内，1℃和20℃也包括在内，更优选在环境温度以上1℃到10℃的范围内，1℃和10℃也包括在内。
参考根据本发明的第三方面的方法和与其相关的实施例，所述环境优选包括空气、氮气、和高分子量气体(例如氙气)中的至少一种。
根据本发明的第四方面，现在提出一种包括衬底的无源红外(PIR)报警器，该衬底具有集成在其上的适合从现场接收电磁辐射的多个测辐射热计探测器、用来将偏置施加到测辐射热计探测器的装置、用来将测辐射热计探测器连接到一起以形成网络的装置、和对来自测辐射热计探测器网络的输出信号作出响应的信号处理装置；
其中信号处理装置被配置以识别由于入射到测辐射热计探测器网络上的电磁辐射的变化而引起的输出信号的变化，并且提供表示该现场中的事件的输出。
特别地，该输出可以表示入射到测辐射热计探测器上的红外辐射的空间变化和时间变化中的至少一种，例如其起因于红外报警器的视场内的红外源的引入或移动。
优选地，测辐射热计探测器被设置在基本为大气压的环境中。
便利地，该环境包括空气、氮气、和高分子量气体中的至少一种。
偏置装置优选被设置以在基本恒定的偏置温度下操作测辐射热计探测器。
便利地，在使用中偏置温度被设置在环境温度以上1℃到50℃的范围内，1℃和50℃也包括在内。优选地，偏置温度在环境温度以上1℃到20℃的范围内，1℃和20℃也包括在内，更优选在环境温度以上1℃到10℃的范围内，1℃和10℃也包括在内。
优选地，该无源红外(PIR)报警器包括具有集成在其上的测辐射热计探测器、偏置装置、连接装置和信号处理装置的单个衬底。集成的PIR报警器易于制造并且因此降低了在分立部件上的制造成本。因此，该无源红外(PIR)报警器可以包括单片集成电路并且特别是硅单片集成电路。该单片集成电路可以是n沟道MOSFET(NMOS)集成电路、p沟道MOSFET(PMOS)集成电路和互补MOSFET(CMOS)集成电路中的一种。
利用硅基方法，将完整的PIR探测系统(例如放大、探测阈值、定时功能)集成到同一芯片上作为探测器本身是可行的，因此允许制造更小和更廉价的PIR探测模块。精确光刻的使用意味着以测辐射热计为基础的PIR探测器可以具有非常精确限定的尺寸、位置和形状。
另外，能够将PIR子系统的全部功能集成到探测器芯片上，提供了更低的总成本。
在优选实施例中，无源红外(PIR)报警器适合于用作入侵报警器。
在另一优选实施例中，无源红外(PIR)报警器适合于用作火警报警器。
现在将仅借助实例参考附图来描述本发明，其中：
图1示出根据本发明的一个实施例的红外探测器的平面示意图。
图2示出根据本发明的一个实施例配置的测辐射热计探测器的电路示意图。该图示出了以串联/并联结构连接的测辐射热计网络。
图3示出了相对热漂移如何补偿测辐射热计探测器的输出。特别地，图3a示出以恒定电流操作的测辐射热计，而图3b示出利用重复的(duplicate)(模型(dummy))测辐射热计补偿热漂移。
图4示出根据本发明的一个实施例的集成的PIR报警系统的方框示意图。
图5示出根据本发明的在分别包括氙气和空气的环境中工作的测辐射热计探测器的噪声等效温差(灵敏度)(℃)与偏置温度(℃)的关系曲线图。
图6示出根据本发明的在分别包括氙气和空气的环境中工作的测辐射热计探测器的噪声等效温差(灵敏度)(℃)与功率(瓦)的关系曲线图。
由于不同的技术性能和高成本，常规测辐射热计探测器并不被认为是常规PZT PIR探测器的可靠的替换物。主要成本驱动(costdriver)中的一个是提供围绕测辐射热计探测器的被抽空的、气密封接的外壳所需的封装技术。在本红外探测器中，测辐射热计探测器在基本为大气压的环境(例如空气)中工作，由此排除了昂贵的真空包装。热能远离测辐射热计探测器的传导在空气中比在真空中高，导致了红外探测器的降低的灵敏度。然而，在本发明中，通过在网络中将多个测辐射热计探测器结合在一起和/或以高偏置功率/电流操作测辐射热计探测器，至少部分地补偿了灵敏度的降低。
现在参考本发明的第一实施例，图1示出包括设置在衬底(8)上的多个测辐射热计探测器(4)和相关的电子线路(6)的红外探测器(2)。
测辐射热计探测器被配置为串联/并联连接的块。
操作以该方式连接到一起的多个探测器提供了等于探测器的数目的平方根的灵敏度的改进。例如，测量0.25mm×1.0mm的常规PIR探测器可以用14×3的测辐射热计探测器组(假设测辐射热计探测器的密度与当前的焦平面阵列中发现的相似)来替代并且将比单个的测辐射热计探测器灵敏6.5倍。
各个测辐射热计探测器(4)被串联、并联、或串联/并联组合地电连接以提供便于匹配可用的电子线路(6)的总电阻。例如，为了与具有高电压噪声的放大器匹配，可以使用串联组合。
图2示出了根据本发明的以串联/并联结构连接的测辐射热计探测器(4)的网络。
在图2中，总电阻是单个测辐射热计探测器(4)的值的5/4。使用至少一些并联连接的另外的好处是在单个测辐射热计探测器(4)失效和开路的情况下，传感器的总有效面积中仅有一部分损失。
大的测辐射热计探测器(4)的组(10)的使用大大简化了外部的电子线路，给每组(10)测辐射热计探测器提供单个输出(通常每个红外探测器1或2组(10)测辐射热计探测器(4))。
参考图3b，利用从输入辐射被屏蔽或者不与衬底(8)热隔离的重复装置(模型)(20)，可以以与当前在PIR探测器中广泛使用的方法相似的方式执行对由环境温度的变化引起的信号的补偿。可替换地，参考图3a，利用恒流源(22)替代该重复装置(模型)(20)。
当前在PIR探测器中使用的热电探测器被固有地AC耦合到输入辐射(即它们仅对辐射的变化响应)。对于此的较低的时间常数一般是不明确的。在入侵探测器的情况下，这是在不关闭(set off)报警器的情况下设定可以如何缓慢地接近探测器的参数。在图3中示出的实施例中的入侵报警器中，使用外部AC耦合电容器(24)，其能够使时间常数被精确地控制，如果需要的话。
在图4中示出根据本发明的一个实施例的集成无源红外(PIR)报警系统(30)。该PIR报警器(30)包括两组(32，42)测辐射热计探测器，均具有相关的放大器(34，44)。该两组(32，42)探测器中的每一个的输出被放大(34，44)、被带通滤波器(36，46)滤波并且通过比较器(38，48)与水平阈值进行比较。然后通过报警器处理器(50)执行逻辑处理以提供报警输出(60)。当适合于作为入侵报警器工作时，该逻辑处理判定入侵者的存在和入侵者行进的方向。在另一实施例中，该逻辑处理在产生报警输出(60)以前需要在给定时间段内的多个事件。
制造测辐射热计探测器(4)的工艺与常规的CMOS加工技术兼容。因此，在本发明的另一实施例中，该红外探测器包括嵌入式微处理器和集成到与测辐射热计探测器相同的芯片上的复杂的数字电子线路，允许用户对用于特殊应用的特殊功能进行编程。
可以如WO/GB00/03243中所述的制造每个测辐射热计探测器(4)。在这种装置中，微测辐射热计被形成为微桥，其中例如钛的层借助细腿(thin leg)与衬底表面隔开大约1到4μm，通常是2.5μm。通常该钛厚度为在0.05到0.3μm的范围内的大约0.1到0.25μm，且薄层电阻为在1.5到6Ω/平方范围内的大约3.3Ω/平方。该钛测辐射热计探测器微桥被支撑在具有大约λ/4的厚度的氧化硅层之下，其中λ是将要探测的辐射的波长。这种钛探测器能够适合探测多种波长，其包括在3和14μm之间的红外辐射波段中的那些。入射到探测器上的红外能量被微桥(钛)和氧化硅层的组合吸收，并且随后的温度变化使钛的电阻改变。因此，对探测器电阻的测量提供了入射辐射幅度的值。
在常规的热成像器中，需要在真空中包装以降低热导，否则其将通过包围测辐射热计探测器(4)的空气发生。真空能够使该热导降低使得它小于通过该装置的支撑腿的传导系数。
大气压下的空气具有大约100倍的典型腿传导系数的传导率，因此，在成像情形中的灵敏度利用空气将比利用真空差大约100倍。以DC操作测辐射热计探测器能够恢复该性能损失的一些，因为本发明中包围测辐射热计探测器的空气(或气体)的较高的热导允许更大的偏置电流用于测辐射热计探测器中的给定温升。在DC操作情形中对通过测辐射热计的偏置电流的限制是该测辐射热计本身的温升-典型值是在环境温度以上大约10℃。
具有更高的热导减小了信号，使得(利用一阶近似)
Isig ∝ αPsig Tbias / RG
其中Isig＝信号电流，α＝温度系数，Psig＝信号功率，Tbias＝由于DC电流引起的偏置温度，R＝电阻，G＝热导。一阶电流噪声与
Figure A20058003879600152
成比例，因此，该性能由下式给出：
NETD ∝ α Tbias / G
利用基于常规成像阵列的值，设置在包含空气的环境中的1mm×0.25mm像素的性能被预测为偏置温度和功耗的函数(参考图5和6)。该预测假定100Hz带宽、和50％的有效辐射吸收。
利用根据本发明的空气包装的测辐射热计探测器可以实现0.1℃的噪声等效温差(NETD)，因此排除了真空包装的昂贵步骤。
最值得的是，通过将测辐射热计探测器包装在包含高分子(或原子)量气体例如氙气的环境中可以实现相当大的功率节省，其具有比空气低的传导率(低2.5倍)。氙气的高原子量意味着与空气相比其更不太可能通过包装密封扩散，并且其也不会使得该密封比在半导体工业中例行执行的工艺，例如在干燥氮气中密封以防止腐蚀和冷凝更麻烦。
应当注意的是，在该实例中使用的100Hz带宽是高级军用PIR系统的典型并且对于国内的PIR系统而言几乎肯定可以减小10倍(相当于3倍更好的灵敏度)。

Claims (35)

1.一种红外探测器(2)，包括多个测辐射热计探测器(4)、用来将偏置施加到所述测辐射热计探测器的装置、以及用来将所述测辐射热计探测器连接到一起以形成网络的装置，其中所述测辐射热计探测器(4)设置在基本为大气压的环境中，并且在使用中所述偏置装置被设置以在基本恒定的偏置温度下操作这些测辐射热计探测器(4)。
2.根据权利要求1的红外探测器(2)，其中在使用中所述连接装置被设置以在所述网络内以串联和并联的至少一种方式将所述测辐射热计探测器(4)连接到一起。
3.根据权利要求1或2的红外探测器(2)，其中在使用中所述偏置装置被设置以将DC偏置电流提供给所述网络内的测辐射热计探测器元件(4)。
4.根据前述权利要求中的任何一个的红外探测器(2)，包括具有集成在其上的测辐射热计探测器(4)、偏置装置、以及连接装置的衬底(8)。
5.根据权利要求4的红外探测器(2)，包括单片集成电路。
6.根据权利要求5的红外探测器(2)，硅单片集成电路。
7.根据权利要求6的红外探测器(2)，其中所述单片集成电路是n沟道MOSFET(NMOS)集成电路、p沟道MOSFET(PMOS)集成电路和互补MOSFET(CMOS)集成电路中的一种。
8.根据权利要求1-7中的任何一个的红外探测器(2)，其中在使用中所述偏置温度在环境温度以上1℃到50℃的范围内，1℃和50℃也包括在内。
9.根据权利要求8的红外探测器(2)，其中在使用中所述偏置温度在环境温度以上1℃到20℃的范围内，1℃和20℃也包括在内。
10.根据权利要求9的红外探测器(2)，其中在使用中所述偏置温度在环境温度以上1℃到10℃的范围内，1℃和10℃也包括在内。
11.根据前述权利要求中的任何一个的红外探测器(2)，其中所述连接装置能够将所述网络内的测辐射热计探测器(4)重新配置成多种结构。
12.根据权利要求11的红外探测器(2)，其中所述连接装置能够实时地重新配置所述网络内的测辐射热计探测器(4)。
13.根据前面权利要求中的任何一个的红外探测器(2)，其中所述测辐射热计探测器(4)包括至少一个电阻测辐射热计。
14.根据前面权利要求中的任何一个的红外探测器(2)，其中所述测辐射热计探测器(4)包括至少一个微桥测辐射热计。
15.根据前述权利要求中的任何一个的红外探测器(2)，其中所述测辐射热计探测器(4)在其中排列成行和列。
16.根据前述权利要求中的任何一个的红外探测器(2)，其中所述测辐射热计探测器(4)的数目在10-1000的范围内，10和1000也包括在内，优选在40-200的范围内，40和200也包括在内。
17.根据前述权利要求中的任何一个的焦平面探测器(2)，其中所述测辐射热计探测器(4)适合探测具有在3μm-14μm范围内的波长的辐射。
18.根据前述权利要求中的任何一个的红外探测器(2)，其中所述环境包括空气、氮气、以及高分子量气体中的至少一种。
19.一种用来提高红外探测器(2)的灵敏度的方法，该红外探测器具有多个测辐射热计探测器(4)，其被设置以与流体接触地工作，以便至少部分地补偿由于热能通过所述流体从所述测辐射热计探测器(4)传导引起的红外探测器的灵敏度的降低，该方法包括以下步骤中的至少一个：
(i)以串联和并联中的至少一种方式将这些测辐射热计探测器(4)连接到一起，
(ii)以DC偏置电流操作所述测辐射热计探测器(4)，以及
(iii)在基本恒定的偏置温度下操作所述测辐射热计探测器(4)。
20.根据权利要求19的方法，其中所述流体基本在大气压下。
21.根据权利要求19或20中的任何一个的方法，其中所述流体包括空气、氮气、以及高分子量气体中的至少一种。
22.一种用来操作红外探测器(2)的方法，该红外探测器(2)包括多个测辐射热计探测器(4)、用来将偏置施加到所述测辐射热计探测器的装置、以及用来将所述测辐射热计探测器连接到一起以形成网络的装置，该方法包括将所述测辐射热计探测器(4)设置在基本为大气压的环境中以及在基本恒定的偏置温度下操作所述测辐射热计探测器的步骤。
23.根据权利要求19-22中的任何一个的方法，其中所述偏置温度被保持在环境温度以上1℃到50℃的范围内，1℃和50℃也包括在内。
24.根据权利要求23的方法，其中所述偏置温度被保持在环境温度以上1℃到20℃的范围内，1℃和20℃也包括在内。
25.根据权利要求24的方法，其中所述偏置温度被保持在环境温度以上1℃到10℃的范围内，1℃和10℃也包括在内。
26.根据权利要求22或当直接或间接从属于权利要求22时根据权利要求23-25中的任何一个的方法，其中所述环境包括空气、氮气、以及高分子量气体中的至少一种。
27.一种包括衬底(8)的无源红外(PIR)报警器，该衬底具有集成在其上的适合从现场接收电磁辐射的多个测辐射热计探测器(32，42)、用来将偏置施加到所述测辐射热计探测器的装置、用来将所述测辐射热计探测器连接到一起以形成网络的装置、和对来自测辐射热计探测器的网络的输出信号作出响应的信号处理装置(34，36，38，44，46，48，50)；
其中所述信号处理装置(34，36，38，44，46，48，50)被配置以识别由于入射到测辐射热计探测器(4)的网络上的电磁辐射的变化而引起的输出信号的变化，并且提供表示所述现场中的事件的输出(60)。
28.根据权利要求27的无源红外(PIR)报警器，其中所述测辐射热计探测器(32，42)设置在基本为大气压的环境中。
29.根据权利要求28的无源红外(PIR)报警器，其中所述环境包括空气、氮气、以及高分子量气体中的至少一种。
30.根据权利要求27-29中的任何一个的无源红外(PIR)报警器，其中在使用中所述偏置装置被设置以在基本恒定的偏置温度下操作所述测辐射热计探测器(32，42)。
31.根据权利要求30的红外探测器，其中在使用中所述偏置温度在环境温度以上1℃到50℃的范围内，1℃和50℃也包括在内。
32.根据权利要求31的红外探测器，其中在使用中所述偏置温度在环境温度以上1℃到20℃的范围内，1℃和20℃也包括在内。
33.根据权利要求32的红外探测器，其中在使用中所述偏置温度在环境温度以上1℃到10℃的范围内，1℃和10℃也包括在内。
34.根据权利要求31-37中的任何一个的无源红外(PIR)报警器，其适合用作入侵报警器。
35.根据权利要求27-34中的任何一个的无源红外(PIR)报警器，其适合用作火警报警器。
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