专利名称：四通道热释电红外传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种红外传感器，具体的说，涉及了一种四通道热释电红外传感器。
技术背景
现有的红外热释电传感器大多为单通道红外热释电传感器，且单通道红外热释电传感器不具有参考和补偿信号，输出信号准确性有一定局限性，难以满足市场的需要。
为此，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种设计科学、体积小、抗干扰能力强和灵敏度高的四通道热释电红外传感器。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种四通道热释电红外传感器， 它包括管帽、四个设置在所述管帽顶部的红外滤光窗、设置在所述管帽底部的管座、六个设置在所述管座上的管脚和封装在所述管帽内的电路板；其中，所述电路板上设置有四个通道传感器电路，每个所述通道传感器电路包括一个热释电红外敏感元、一个热释电补偿敏感元、一个前置放大器场效应管和一个阻抗匹配电阻，所述阻抗匹配电阻的两端分别连接在所述热释电红外敏感元的上电极和下电极之间，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元的上电极分别连接所述前置放大器场效应管的栅极，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元的下电极作为所述通道传感器电路的接地端，所述前置放大器场效应管的漏极和源极分别作为所述通道传感器电路的电源端和信号端；所述电路板上设置有八个支撑体，四个所述通道传感器电路的热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元分别设置在八个所述支撑体上；每个所述通道传感器电路的热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元对应一个所述红外滤光窗；第一所述管脚连接四个所述通道传感器电路的接地端，第二所述管脚连接四个所述通道传感器电路的电源端，第三、第四、第五、第六所述管脚分别连接四个所述通道传感器电路的信号端。
基于上述，所述电路板是单层双面印刷电路板。
基于上述，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元采用SMT自动贴片工艺设置在所述支撑体上。
基于上述，所述支撑体是铁氧体。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，该传感器采用单层双面印刷电路板结构，在不增大传感器体积和减小场效应管体积的前提下，实现了四通道热释电红外传感器的制备，同时，该结构可以采用SMT自动贴片生产工艺和绑定机引线工艺，利于提高传感器的制作效率，降低生产成本；所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元设置为双元反向并联结构，能够从结构上减弱和消除环境振动和温度波动等环境干扰对所述热释电红外传感器的影响；滤光窗能够滤除背景可见光和其他非探测波段光对所述热释电红外传感器的干扰，更进一步加强了热释电红外传感器的抗干扰能力。
图1是所述四通道热释电红外传感器的结构示意图。
图2是所述管座的底部结构示意图。
图3是所述管帽的顶部结构示意图。
图4是所述通道传感器电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1、图2、图3和图4所示，一种四通道热释电红外传感器，它包括管帽1、四个设置在所述管帽1顶部的红外滤光窗4、设置在所述管帽1底部的管座2、六个设置在所述管座2上的管脚3和封装在所述管帽1内的电路板5 ；所述电路板5装在所述管座2上，并通过所述管座2进行引线定位和连接；所述电路板5与所述管座2连接处涂以绝缘胶体；所述电路板5是单层双面印刷电路板。
其中，所述电路板5上设置有四个通道传感器电路，每个所述通道传感器电路包括一个热释电红外敏感元Cl、一个热释电补偿敏感元C2、一个前置放大器场效应管Q和一个阻抗匹配电阻Rg，所述阻抗匹配电阻Rg的两端分别连接在所述热释电红外敏感元Cl的上电极和下电极之间，所述热释电红外敏感元Cl和所述热释电补偿敏感元C2的上电极分别通过金丝连接所述前置放大器场效应管Q的栅极，所述热释电红外敏感元Cl和所述热释电补偿敏感元C2的下电极作为所述通道传感器电路的接地端，所述前置放大器场效应管Q 的漏极和源极分别作为所述通道传感器电路的电源端VCC和信号端Vs ；工作时，在信号端 Vs连接一个下拉电阻Rs，以便输出电压信号；通过电路板上的印刷电路，实现热释电红外敏感元、热释电补偿敏感元、前置放大器场效应管、阻抗匹配电阻之间的电学连接。
所述电路板5上设置有八个支撑体6，四个所述通道传感器电路的热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元分别设置在八个所述支撑体6上；采用SMT自动贴片工艺，四个前置放大器场效应管和四个阻抗匹配电阻直接贴在所述电路板上面，四个所述热释电红外敏感元和四个所述热释电补偿敏感元分别贴在八个所述支撑体6上，所述支撑体6是铁氧体。
每个所述通道传感器电路的热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元对应一个所述红外滤光窗。
第一所述管脚连接四个所述通道传感器电路的接地端，第二所述管脚连接四个所述通道传感器电路的电源端，第三、第四、第五、第六所述管脚分别连接四个所述通道传感器电路的信号端。
采用单层电路板制作四通道热释电红外传感器，其中一路通道作为参考通道，其它三路作为测量通路，通过对比参考通道电压值和三个测量通道电压值可以检测待测三种不同气体的浓度；作为窄带滤光片的热释电传感器的窗口，要选用与待测气体的吸收带相对应的滤光片，通过不同的滤光片组合来检测不同的气体；参考通路所对应的滤光片波长为3. 9微米，三个测量通道所对应的滤光片可实现多种组合，可以是同种气体的不同吸收波段组合，也可以是不同种气体的特征波段组合。
红外辐射经过所述红外滤光窗的过滤，滤除了背景光等干扰后，被敏感元吸收，并经热释电效应转换为热释电响应信号，通过双元反向并联结构的设置，两个响应信号的差值为输出的热电响应信号，这就从结构上排除了温度等环境因素的干扰；所述的热释电红外敏感元是具有特别高的源阻抗的电容性器件，所以在使用时要配置高输入阻抗低噪声的前置放大器场效应管。
对器件进行封装时，封装的好坏会影响器件的可靠性和稳定性，故对热释电红外传感器抽真空，并充满氮气，然后采用储能焊接的封装方法把制备好的热释电红外传感器半成品封装在带有红外滤光窗口的管壳内。
本发明可通过绑定机弓丨线来实现热电响应信号的引出，这样可以提高热释电红外敏感元的制作效率和产品的一致性，同时也可以提高热释电红外传感器的探测性能。
最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种四通道热释电红外传感器，其特征在于它包括管帽、四个设置在所述管帽顶部的红外滤光窗、设置在所述管帽底部的管座、六个设置在所述管座上的管脚和封装在所述管帽内的电路板；其中，所述电路板上设置有四个通道传感器电路，每个所述通道传感器电路包括一个热释电红外敏感元、一个热释电补偿敏感元、一个前置放大器场效应管和一个阻抗匹配电阻，所述阻抗匹配电阻的两端分别连接在所述热释电红外敏感元的上电极和下电极之间，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元的上电极分别连接所述前置放大器场效应管的栅极，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元的下电极作为所述通道传感器电路的接地端，所述前置放大器场效应管的漏极和源极分别作为所述通道传感器电路的电源端和信号端；所述电路板上设置有八个支撑体，四个所述通道传感器电路的热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元分别设置在八个所述支撑体上；每个所述通道传感器电路的热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元对应一个所述红外滤光窗；第一所述管脚连接四个所述通道传感器电路的接地端，第二所述管脚连接四个所述通道传感器电路的电源端，第三、第四、第五、第六所述管脚分别连接四个所述通道传感器电路的信号端。
2.根据权利要求1所述的四通道热释电红外传感器，其特征在于所述电路板是单层双面印刷电路板。
3.根据权利要求1或2所述的四通道热释电红外传感器，其特征在于所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元采用SMT自动贴片工艺设置在所述支撑体上。
4.根据权利要求1或2所述的四通道热释电红外传感器，其特征在于所述支撑体是铁氧体。
全文摘要
本发明提供一种四通道热释电红外传感器，它包括管帽、四个红外滤光窗、管座、管脚和电路板；电路板上设置有四个通道传感器电路，每个通道传感器电路包括一个热释电红外敏感元、一个热释电补偿敏感元、一个前置放大器场效应管和一个阻抗匹配电阻，阻抗匹配电阻与热释电红外敏感元并联，热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元的上电极分别连接前置放大器场效应管的栅极，热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元的下电极连接接地端，前置放大器场效应管的漏极和源极分别作为电源端和信号端；热释电红外敏感元和热释电补偿敏感元设置在支撑体上；每个通道传感器电路对应一个红外滤光窗。该传感器具有体积小、抗干扰能力强和灵敏度高的优点。
文档编号G01N21/17GK102538978SQ20111044320
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者常小浩, 张小水, 祁明锋, 范子亮, 郭景华, 雷同贵 申请人:郑州炜盛电子科技有限公司