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償信號，輸出信號準確性有一定局限性，難以滿足市場的需要。
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)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供了一種設計科學、體積小、抗干擾能力強和靈敏度高的四通道熱釋電紅外傳感器。
為了實現(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、四個設置在所述管帽頂部的紅外濾光窗、設置在所述管帽底部的管座、六個設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，所述電路板上設置有四個通道傳感器電路，每個所述通道傳感器電路包括一個熱釋電紅外敏感元、一個熱釋電補償敏感元、一個前置放大器場效應管和一個阻抗匹配電阻，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償敏感元的上電極分別連接所述前置放大器場效應管的柵極，所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補償敏感元的下電極作為所述通道傳感器電路的接地端，所述前置放大器場效應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端；所述電路板上設置有八個支撐體，四個所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元分別設置在八個所述支撐體上；每個所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元對應一個所述紅外濾光窗；第一所述管腳連接四個所述通道傳感器電路的接地端，第二所述管腳連接四個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所述通道傳感器電路的信號端。
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償敏感元采用SMT自動貼片工藝設置在所述支撐體上。
基于上述，所述支撐體是鐵氧體。
本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進步，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效應管體積的前提下，實現(xiàn)了四通道熱釋電紅外傳感器的制備，同時，該結(jié)構(gòu)可以采用SMT自動貼片生產(chǎn)工藝和綁定機引線工藝，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償敏感元設置為雙元反向并聯(lián)結(jié)構(gòu)，能夠從結(jié)構(gòu)上減弱和消除環(huán)境振動和溫度波動等環(huán)境干擾對所述熱釋電紅外傳感器的影響；濾光窗能夠濾除背景可見光和其他非探測波段光對所述熱釋電紅外傳感器的干擾，更進一步加強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。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
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、四個設置在所述管帽1頂部的紅外濾光窗4、設置在所述管帽1底部的管座2、六個設置在所述管座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上設置有四個通道傳感器電路，每個所述通道傳感器電路包括一個熱釋電紅外敏感元Cl、一個熱釋電補償敏感元C2、一個前置放大器場效應管Q和一個阻抗匹配電阻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效應管Q的柵極，所述熱釋電紅外敏感元Cl和所述熱釋電補償敏感元C2的下電極作為所述通道傳感器電路的接地端，所述前置放大器場效應管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和信號端Vs ；工作時，在信號端 Vs連接一個下拉電阻Rs，以便輸出電壓信號；通過電路板上的印刷電路，實現(xiàn)熱釋電紅外敏感元、熱釋電補償敏感元、前置放大器場效應管、阻抗匹配電阻之間的電學連接。
所述電路板5上設置有八個支撐體6，四個所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元分別設置在八個所述支撐體6上；采用SMT自動貼片工藝，四個前置放大器場效應管和四個阻抗匹配電阻直接貼在所述電路板上面，四個所述熱釋電紅外敏感元和四個所述熱釋電補償敏感元分別貼在八個所述支撐體6上，所述支撐體6是鐵氧體。
每個所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元對應一個所述紅外濾光窗。
第一所述管腳連接四個所述通道傳感器電路的接地端，第二所述管腳連接四個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所述通道傳感器電路的信號端。
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，其它三路作為測量通路，通過對比參考通道電壓值和三個測量通道電壓值可以檢測待測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，要選用與待測氣體的吸收帶相對應的濾光片，通過不同的濾光片組合來檢測不同的氣體；參考通路所對應的濾光片波長為3. 9微米，三個測量通道所對應的濾光片可實現(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)熱釋電效應轉(zhuǎn)換為熱釋電響應信號，通過雙元反向并聯(lián)結(jié)構(gòu)的設置，兩個響應信號的差值為輸出的熱電響應信號，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，所以在使用時要配置高輸入阻抗低噪聲的前置放大器場效應管。
對器件進行封裝時，封裝的好壞會影響器件的可靠性和穩(wěn)定性，故對熱釋電紅外傳感器抽真空，并充滿氮氣，然后采用儲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)明可通過綁定機弓丨線來實現(xiàn)熱電響應信號的引出，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，同時也可以提高熱釋電紅外傳感器的探測性能。
最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
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、四個設置在所述管帽頂部的紅外濾光窗、設置在所述管帽底部的管座、六個設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，所述電路板上設置有四個通道傳感器電路，每個所述通道傳感器電路包括一個熱釋電紅外敏感元、一個熱釋電補償敏感元、一個前置放大器場效應管和一個阻抗匹配電阻，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償敏感元的上電極分別連接所述前置放大器場效應管的柵極，所述熱釋電紅外敏感元和所述熱釋電補償敏感元的下電極作為所述通道傳感器電路的接地端，所述前置放大器場效應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端；所述電路板上設置有八個支撐體，四個所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元分別設置在八個所述支撐體上；每個所述通道傳感器電路的熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元對應一個所述紅外濾光窗；第一所述管腳連接四個所述通道傳感器電路的接地端，第二所述管腳連接四個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所述通道傳感器電路的信號端。
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償敏感元采用SMT自動貼片工藝設置在所述支撐體上。
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、四個紅外濾光窗、管座、管腳和電路板；電路板上設置有四個通道傳感器電路，每個通道傳感器電路包括一個熱釋電紅外敏感元、一個熱釋電補償敏感元、一個前置放大器場效應管和一個阻抗匹配電阻，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償敏感元的上電極分別連接前置放大器場效應管的柵極，熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元的下電極連接接地端，前置放大器場效應管的漏極和源極分別作為電源端和信號端；熱釋電紅外敏感元和熱釋電補償敏感元設置在支撐體上；每個通道傳感器電路對應一個紅外濾光窗。該傳感器具有體積小、抗干擾能力強和靈敏度高的優(yōu)點。
文檔編號G01N21/17GK102538978SQ20111044320
公開日2012年7月4日 申請日期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 申請人:鄭州煒盛電子科技有限公司