專利名稱：四通道熱釋電紅外傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外傳感器，具體的說，涉及了一種四通道熱釋電紅外傳感器。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的紅外熱釋電傳感器大多為單通道紅外熱釋電傳感器，且單通道紅外熱釋電傳感器不具有參考和補(bǔ)償信號(hào)，輸出信號(hào)準(zhǔn)確性有一定局限性，難以滿足市場(chǎng)的需要。
為此，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供了一種設(shè)計(jì)科學(xué)、體積小、抗干擾能力強(qiáng)和靈敏度高的四通道熱釋電紅外傳感器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種四通道熱釋電紅外傳感器， 它包括管帽、四個(gè)設(shè)置在所述管帽頂部的紅外濾光窗、設(shè)置在所述管帽底部的管座、六個(gè)設(shè)置在所述管座上的管腳和封裝在所述管帽內(nèi)的電路板；其中，所述電路板上設(shè)置有四個(gè)通道傳感器電路，每個(gè)所述通道傳感器電路包括一個(gè)熱釋電紅外敏感元、一個(gè)熱釋電補(bǔ)償敏感元、一個(gè)前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)阻抗匹配電阻，所述阻抗匹配電阻的兩端分別連接在所述熱釋電紅外敏感元的上電極和下電極之間，所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元的上電極分別連接所述前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元的下電極作為所述通道傳感器電路的接地端，所述前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極分別作為所述通道傳感器電路的電源端和信號(hào)端；所述電路板上設(shè)置有八個(gè)支撐體，四個(gè)所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元分別設(shè)置在八個(gè)所述支撐體上；每個(gè)所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元對(duì)應(yīng)一個(gè)所述紅外濾光窗；第一所述管腳連接四個(gè)所述通道傳感器電路的接地端，第二所述管腳連接四個(gè)所述通道傳感器電路的電源端，第三、第四、第五、第六所述管腳分別連接四個(gè)所述通道傳感器電路的信號(hào)端。
基于上述，所述電路板是單層雙面印刷電路板。
基于上述，所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元采用SMT自動(dòng)貼片工藝設(shè)置在所述支撐體上。
基于上述，所述支撐體是鐵氧體。
本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，具體的說，該傳感器采用單層雙面印刷電路板結(jié)構(gòu)，在不增大傳感器體積和減小場(chǎng)效應(yīng)管體積的前提下，實(shí)現(xiàn)了四通道熱釋電紅外傳感器的制備，同時(shí)，該結(jié)構(gòu)可以采用SMT自動(dòng)貼片生產(chǎn)工藝和綁定機(jī)引線工藝，利于提高傳感器的制作效率，降低生產(chǎn)成本；所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元設(shè)置為雙元反向并聯(lián)結(jié)構(gòu)，能夠從結(jié)構(gòu)上減弱和消除環(huán)境振動(dòng)和溫度波動(dòng)等環(huán)境干擾對(duì)所述熱釋電紅外傳感器的影響；濾光窗能夠?yàn)V除背景可見光和其他非探測(cè)波段光對(duì)所述熱釋電紅外傳感器的干擾，更進(jìn)一步加強(qiáng)了熱釋電紅外傳感器的抗干擾能力。


圖1是所述四通道熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是所述管座的底部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是所述管帽的頂部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是所述通道傳感器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種四通道熱釋電紅外傳感器，它包括管帽1、四個(gè)設(shè)置在所述管帽1頂部的紅外濾光窗4、設(shè)置在所述管帽1底部的管座2、六個(gè)設(shè)置在所述管座2上的管腳3和封裝在所述管帽1內(nèi)的電路板5 ；所述電路板5裝在所述管座2上，并通過所述管座2進(jìn)行引線定位和連接；所述電路板5與所述管座2連接處涂以絕緣膠體；所述電路板5是單層雙面印刷電路板。
其中，所述電路板5上設(shè)置有四個(gè)通道傳感器電路，每個(gè)所述通道傳感器電路包括一個(gè)熱釋電紅外敏感元Cl、一個(gè)熱釋電補(bǔ)償敏感元C2、一個(gè)前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管Q和一個(gè)阻抗匹配電阻Rg，所述阻抗匹配電阻Rg的兩端分別連接在所述熱釋電紅外敏感元Cl的上電極和下電極之間，所述熱釋電紅外敏感元Cl和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元C2的上電極分別通過金絲連接所述前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極，所述熱釋電紅外敏感元Cl和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元C2的下電極作為所述通道傳感器電路的接地端，所述前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管Q 的漏極和源極分別作為所述通道傳感器電路的電源端VCC和信號(hào)端Vs ；工作時(shí)，在信號(hào)端 Vs連接一個(gè)下拉電阻Rs，以便輸出電壓信號(hào)；通過電路板上的印刷電路，實(shí)現(xiàn)熱釋電紅外敏感元、熱釋電補(bǔ)償敏感元、前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管、阻抗匹配電阻之間的電學(xué)連接。
所述電路板5上設(shè)置有八個(gè)支撐體6，四個(gè)所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元分別設(shè)置在八個(gè)所述支撐體6上；采用SMT自動(dòng)貼片工藝，四個(gè)前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管和四個(gè)阻抗匹配電阻直接貼在所述電路板上面，四個(gè)所述熱釋電紅外敏感元和四個(gè)所述熱釋電補(bǔ)償敏感元分別貼在八個(gè)所述支撐體6上，所述支撐體6是鐵氧體。
每個(gè)所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元對(duì)應(yīng)一個(gè)所述紅外濾光窗。
第一所述管腳連接四個(gè)所述通道傳感器電路的接地端，第二所述管腳連接四個(gè)所述通道傳感器電路的電源端，第三、第四、第五、第六所述管腳分別連接四個(gè)所述通道傳感器電路的信號(hào)端。
采用單層電路板制作四通道熱釋電紅外傳感器，其中一路通道作為參考通道，其它三路作為測(cè)量通路，通過對(duì)比參考通道電壓值和三個(gè)測(cè)量通道電壓值可以檢測(cè)待測(cè)三種不同氣體的濃度；作為窄帶濾光片的熱釋電傳感器的窗口，要選用與待測(cè)氣體的吸收帶相對(duì)應(yīng)的濾光片，通過不同的濾光片組合來檢測(cè)不同的氣體；參考通路所對(duì)應(yīng)的濾光片波長(zhǎng)為3. 9微米，三個(gè)測(cè)量通道所對(duì)應(yīng)的濾光片可實(shí)現(xiàn)多種組合，可以是同種氣體的不同吸收波段組合，也可以是不同種氣體的特征波段組合。
紅外輻射經(jīng)過所述紅外濾光窗的過濾，濾除了背景光等干擾后，被敏感元吸收，并經(jīng)熱釋電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為熱釋電響應(yīng)信號(hào)，通過雙元反向并聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，兩個(gè)響應(yīng)信號(hào)的差值為輸出的熱電響應(yīng)信號(hào)，這就從結(jié)構(gòu)上排除了溫度等環(huán)境因素的干擾；所述的熱釋電紅外敏感元是具有特別高的源阻抗的電容性器件，所以在使用時(shí)要配置高輸入阻抗低噪聲的前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管。
對(duì)器件進(jìn)行封裝時(shí)，封裝的好壞會(huì)影響器件的可靠性和穩(wěn)定性，故對(duì)熱釋電紅外傳感器抽真空，并充滿氮?dú)?，然后采用?chǔ)能焊接的封裝方法把制備好的熱釋電紅外傳感器半成品封裝在帶有紅外濾光窗口的管殼內(nèi)。
本發(fā)明可通過綁定機(jī)弓丨線來實(shí)現(xiàn)熱電響應(yīng)信號(hào)的引出，這樣可以提高熱釋電紅外敏感元的制作效率和產(chǎn)品的一致性，同時(shí)也可以提高熱釋電紅外傳感器的探測(cè)性能。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種四通道熱釋電紅外傳感器，其特征在于它包括管帽、四個(gè)設(shè)置在所述管帽頂部的紅外濾光窗、設(shè)置在所述管帽底部的管座、六個(gè)設(shè)置在所述管座上的管腳和封裝在所述管帽內(nèi)的電路板；其中，所述電路板上設(shè)置有四個(gè)通道傳感器電路，每個(gè)所述通道傳感器電路包括一個(gè)熱釋電紅外敏感元、一個(gè)熱釋電補(bǔ)償敏感元、一個(gè)前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)阻抗匹配電阻，所述阻抗匹配電阻的兩端分別連接在所述熱釋電紅外敏感元的上電極和下電極之間，所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元的上電極分別連接所述前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元的下電極作為所述通道傳感器電路的接地端，所述前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極分別作為所述通道傳感器電路的電源端和信號(hào)端；所述電路板上設(shè)置有八個(gè)支撐體，四個(gè)所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元分別設(shè)置在八個(gè)所述支撐體上；每個(gè)所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元對(duì)應(yīng)一個(gè)所述紅外濾光窗；第一所述管腳連接四個(gè)所述通道傳感器電路的接地端，第二所述管腳連接四個(gè)所述通道傳感器電路的電源端，第三、第四、第五、第六所述管腳分別連接四個(gè)所述通道傳感器電路的信號(hào)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四通道熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述電路板是單層雙面印刷電路板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四通道熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補(bǔ)償敏感元采用SMT自動(dòng)貼片工藝設(shè)置在所述支撐體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四通道熱釋電紅外傳感器，其特征在于所述支撐體是鐵氧體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種四通道熱釋電紅外傳感器，它包括管帽、四個(gè)紅外濾光窗、管座、管腳和電路板；電路板上設(shè)置有四個(gè)通道傳感器電路，每個(gè)通道傳感器電路包括一個(gè)熱釋電紅外敏感元、一個(gè)熱釋電補(bǔ)償敏感元、一個(gè)前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)阻抗匹配電阻，阻抗匹配電阻與熱釋電紅外敏感元并聯(lián)，熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元的上電極分別連接前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元的下電極連接接地端，前置放大器場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極分別作為電源端和信號(hào)端；熱釋電紅外敏感元和熱釋電補(bǔ)償敏感元設(shè)置在支撐體上；每個(gè)通道傳感器電路對(duì)應(yīng)一個(gè)紅外濾光窗。該傳感器具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)和靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/17GK102538978SQ20111044320
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者常小浩, 張小水, 祁明鋒, 范子亮, 郭景華, 雷同貴 申請(qǐng)人:鄭州煒盛電子科技有限公司