專利名稱：雙波段紅外傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紅外傳感器，特別涉及一種雙波段紅外傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會中，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的探測傳感器應(yīng)運(yùn)而生，特別使用最廣泛的就是氣體傳感器。目前，使用最普遍的氣體傳感器為紅外傳感器，其優(yōu)點(diǎn)如下1)利用紅外光對氣體進(jìn)行濃度檢測，在測量過程中被測量氣體只吸收紅外光源發(fā)出來的紅外光信號，并不存在不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)或燃燒反應(yīng)，傳感器可以重復(fù)使用，壽命長；2)可以允許進(jìn)入傳感器內(nèi)部的被測量氣體濃度遠(yuǎn)大于該傳感器的最大測量濃度， 實(shí)際使用過程中，紅外氣體傳感器可以在長期存在被測量氣體的環(huán)境中工作；3)紅外光源功耗低、壽命長、發(fā)光穩(wěn)定、低漂移，不需要定期對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整和校正，使用壽命一般可以達(dá)到5年以上，節(jié)省了用戶的維護(hù)和維修成本，降低了現(xiàn)場供電的布線要求；4)檢測精度高，對被測氣體類型分辯能力強(qiáng)，基本不受干擾氣體的影響；5)可測量多種氣體，產(chǎn)品的靈活性好；但是，傳統(tǒng)的紅外探測傳感器還存在如下的缺點(diǎn)1)傳統(tǒng)的紅外氣體檢測方式一般采用對射的方式進(jìn)行氣體濃度檢測，為保證氣體濃度檢測的精度，需要一個長度較長的檢測氣室，增加的產(chǎn)品的體積和成本；2)由于檢測氣室長度較長，檢測氣室內(nèi)部溫度分部不均勻，同時光源一直處在發(fā)熱狀態(tài)，無形中增加了探測器、放大器和其它元件的寄生熱，極大降低系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；為保證氣體濃度檢測的精度、排除水蒸汽對氣體濃度檢測精度的影響，必須對整個氣體探測氣室進(jìn)行高溫恒溫控制，勢必增加了產(chǎn)品的成本、功耗和降低了可靠性；因?yàn)樾枰邷睾銣乜刂?，產(chǎn)品從開機(jī)到正常使用需要比較長的時間。由于以上種種原因，現(xiàn)有技術(shù)中的各類探測傳感器都具有很多不足，因而給人們的工作和生活帶來了很多不使。綜上所述，特別需要一種雙波段紅外傳感器，以克服技術(shù)存在的上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種雙波段紅外傳感器，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，保證氣體濃度檢測的精度，具有極好地可靠性和穩(wěn)定性。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種雙波段紅外傳感器，其特征在于，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體，在所述裝置本體內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源，所述裝置本體內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元的輸入端面向所述光源，所述感應(yīng)單元包括第一靈敏元和第二靈敏元，所述第一靈敏元的前端設(shè)置有參考窗，所述第一靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述第二靈敏元的前端設(shè)置有信號窗，所述第二靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端連接輸出單元。在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，所述感應(yīng)單元包括一殼體，在所述殼體的前端分別設(shè)置有參考窗和信號窗，所述第一靈敏元設(shè)置在所述參考窗底部，所述第二靈敏元設(shè)置在所述信號窗的底部，所述第一靈敏元和第二靈敏元分別設(shè)置有靈敏元芯片。在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，所述參考窗和所述信號窗的視場角小于50度。本實(shí)用新型的雙波段紅外傳感器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，保證氣體濃度檢測的精度，具有極好地可靠性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。本實(shí)用新型的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說明而獲得清楚地了解。

圖1為本實(shí)用新型的雙波段紅外傳感器的原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型的感應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的雙波段紅外傳感器的電路示意圖；圖4為本實(shí)用新型的光敏面對市場角的分布示意圖；圖5為本實(shí)用新型的視場角的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的雙波段紅外傳感器，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體100，在所述裝置本體100內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源200，所述裝置本體100內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元300，所述感應(yīng)單元300的輸入端面向所述光源200，所述感應(yīng)單元300包括第一靈敏元310和第二靈敏元320，所述第一靈敏元310的前端設(shè)置有參考窗330，所述第一靈敏元310的后端連接比較單元400的輸入端，所述第二靈敏元320的前端設(shè)置有信號窗340，所述第二靈敏元0的后端連接比較單元400的輸入端，所述比較單元400的輸出端連接輸出單元500。在本實(shí)用新型中，所述感應(yīng)單元300包括一殼體301，在所述殼體301的前端分別設(shè)置有參考窗330和信號窗340，所述第一靈敏元310設(shè)置在所述參考窗330底部，所述第二靈敏元320設(shè)置在所述信號窗340的底部，所述第一靈敏元310和第二靈敏元320分別設(shè)置有靈敏元芯片350。感應(yīng)單元300的電路如圖3所示，為電源V+和地共用的射極跟隨器，方便外電路的處理，在此就不贅述了。參考窗330使用的波段中心波長為3. 9 μ，從大氣波譜曲線中可知，在3. 9 μ中心波長處，Η2ο(水氣)、C02(二氧化碳)和O2(臭氧)是透明的，光通量在此波段的大氣窗內(nèi)是穩(wěn)定的，所以所產(chǎn)生的信號也是穩(wěn)定的，所以用它來做參考信號。信號窗340使用的波段中心波長為4. ^μ，從大氣波譜曲線中可知，C02( 二氧化碳)的強(qiáng)吸收峰，正好落在4. μ中心波長處，即空氣中CO2的含量越濃，它對光通量的吸收越強(qiáng)，則所產(chǎn)生的信號就越??；即紅外信號的大小是和空氣中的(X)2的含量成反比變化的，然后與參考信號進(jìn)行比較，去觸發(fā)一個與門，即產(chǎn)生一次報警。在本實(shí)用新型中，透過參考窗330和信號窗340的光通量不能輻射到對方的紅外靈敏元上，否則會造成參考信號的紊亂和比較信號的誤差，無法檢測空氣中(X)2 (二氧化碳) 的準(zhǔn)確含量。從圖4和圖5可知，當(dāng)輻射以80度入射時，只能到達(dá)對方光敏面的A點(diǎn)，僅在80 度 82. 5度入射時才能到達(dá)對方的光敏面，根據(jù)計算此時的光能量只有該窗口直射時的 2%左右，完全是可以忽略的。在本實(shí)用新型中，所述參考窗330和所述信號窗340的視場角小于50度。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種雙波段紅外傳感器，其特征在于，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體，在所述裝置本體內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源，所述裝置本體內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元的輸入端面向所述光源，所述感應(yīng)單元包括第一靈敏元和第二靈敏元，所述第一靈敏元的前端設(shè)置有參考窗，所述第一靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述第二靈敏元的前端設(shè)置有信號窗，所述第二靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端連接輸出單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波段紅外傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)單元包括一殼體， 在所述殼體的前端分別設(shè)置有參考窗和信號窗，所述第一靈敏元設(shè)置在所述參考窗底部， 所述第二靈敏元設(shè)置在所述信號窗的底部，所述第一靈敏元和第二靈敏元分別設(shè)置有靈敏兀芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波段紅外傳感器，其特征在于，所述參考窗和所述信號窗的視場角小于50度。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙波段紅外傳感器，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體，在所述裝置本體內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源，所述裝置本體內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元的輸入端面向所述光源，所述感應(yīng)單元包括第一靈敏元和第二靈敏元，所述第一靈敏元的前端設(shè)置有參考窗，所述第一靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述第二靈敏元的前端設(shè)置有信號窗，所述第二靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端連接輸出單元；與現(xiàn)有技術(shù)相比，保證氣體濃度檢測的精度，具有極好地可靠性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
文檔編號G01N21/35GK202339321SQ201120487580
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者王云生 申請人:上海德凱儀器有限公司