专利名称：双波段红外传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种红外传感器，特别涉及一种双波段红外传感器。
背景技术：
现代社会中，随着科学技术的不断进步，越来越多的探测传感器应运而生，特别使用最广泛的就是气体传感器。目前，使用最普遍的气体传感器为红外传感器，其优点如下1)利用红外光对气体进行浓度检测，在测量过程中被测量气体只吸收红外光源发出来的红外光信号，并不存在不可逆转的化学反应或燃烧反应，传感器可以重复使用，寿命长；2)可以允许进入传感器内部的被测量气体浓度远大于该传感器的最大测量浓度， 实际使用过程中，红外气体传感器可以在长期存在被测量气体的环境中工作；3)红外光源功耗低、寿命长、发光稳定、低漂移，不需要定期对产品进行调整和校正，使用寿命一般可以达到5年以上，节省了用户的维护和维修成本，降低了现场供电的布线要求；4)检测精度高，对被测气体类型分辩能力强，基本不受干扰气体的影响；5)可测量多种气体，产品的灵活性好；但是，传统的红外探测传感器还存在如下的缺点1)传统的红外气体检测方式一般采用对射的方式进行气体浓度检测，为保证气体浓度检测的精度，需要一个长度较长的检测气室，增加的产品的体积和成本；2)由于检测气室长度较长，检测气室内部温度分部不均勻，同时光源一直处在发热状态，无形中增加了探测器、放大器和其它元件的寄生热，极大降低系统的可靠性和稳定性；为保证气体浓度检测的精度、排除水蒸汽对气体浓度检测精度的影响，必须对整个气体探测气室进行高温恒温控制，势必增加了产品的成本、功耗和降低了可靠性；因为需要高温恒温控制，产品从开机到正常使用需要比较长的时间。由于以上种种原因，现有技术中的各类探测传感器都具有很多不足，因而给人们的工作和生活带来了很多不使。综上所述，特别需要一种双波段红外传感器，以克服技术存在的上述缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种双波段红外传感器，以克服现有技术存在的上述缺陷，保证气体浓度检测的精度，具有极好地可靠性和稳定性。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现一种双波段红外传感器，其特征在于，它包括内部中空结构的装置本体，在所述装置本体内的一侧设置有光源，所述装置本体内的另一侧设置有感应单元，所述感应单元的输入端面向所述光源，所述感应单元包括第一灵敏元和第二灵敏元，所述第一灵敏元的前端设置有参考窗，所述第一灵敏元的后端连接比较单元的输入端，所述第二灵敏元的前端设置有信号窗，所述第二灵敏元的后端连接比较单元的输入端，所述比较单元的输出端连接输出单元。在本实用新型的一个实施例中，所述感应单元包括一壳体，在所述壳体的前端分别设置有参考窗和信号窗，所述第一灵敏元设置在所述参考窗底部，所述第二灵敏元设置在所述信号窗的底部，所述第一灵敏元和第二灵敏元分别设置有灵敏元芯片。在本实用新型的一个实施例中，所述参考窗和所述信号窗的视场角小于50度。本实用新型的双波段红外传感器，与现有技术相比，保证气体浓度检测的精度，具有极好地可靠性和稳定性，实现本实用新型的目的。本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
图1为本实用新型的双波段红外传感器的原理示意图；图2为本实用新型的感应单元的结构示意图；图3为本实用新型的双波段红外传感器的电路示意图；图4为本实用新型的光敏面对市场角的分布示意图；图5为本实用新型的视场角的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。如图1和图2所示，本实用新型的双波段红外传感器，它包括内部中空结构的装置本体100，在所述装置本体100内的一侧设置有光源200，所述装置本体100内的另一侧设置有感应单元300，所述感应单元300的输入端面向所述光源200，所述感应单元300包括第一灵敏元310和第二灵敏元320，所述第一灵敏元310的前端设置有参考窗330，所述第一灵敏元310的后端连接比较单元400的输入端，所述第二灵敏元320的前端设置有信号窗340，所述第二灵敏元0的后端连接比较单元400的输入端，所述比较单元400的输出端连接输出单元500。在本实用新型中，所述感应单元300包括一壳体301，在所述壳体301的前端分别设置有参考窗330和信号窗340，所述第一灵敏元310设置在所述参考窗330底部，所述第二灵敏元320设置在所述信号窗340的底部，所述第一灵敏元310和第二灵敏元320分别设置有灵敏元芯片350。感应单元300的电路如图3所示，为电源V+和地共用的射极跟随器，方便外电路的处理，在此就不赘述了。参考窗330使用的波段中心波长为3. 9 μ，从大气波谱曲线中可知，在3. 9 μ中心波长处，Η2ο(水气)、C02(二氧化碳)和O2(臭氧)是透明的，光通量在此波段的大气窗内是稳定的，所以所产生的信号也是稳定的，所以用它来做参考信号。信号窗340使用的波段中心波长为4. ^μ，从大气波谱曲线中可知，C02( 二氧化碳)的强吸收峰，正好落在4. μ中心波长处，即空气中CO2的含量越浓，它对光通量的吸收越强，则所产生的信号就越小；即红外信号的大小是和空气中的(X)2的含量成反比变化的，然后与参考信号进行比较，去触发一个与门，即产生一次报警。在本实用新型中，透过参考窗330和信号窗340的光通量不能辐射到对方的红外灵敏元上，否则会造成参考信号的紊乱和比较信号的误差，无法检测空气中(X)2 (二氧化碳) 的准确含量。从图4和图5可知，当辐射以80度入射时，只能到达对方光敏面的A点，仅在80 度 82. 5度入射时才能到达对方的光敏面，根据计算此时的光能量只有该窗口直射时的 2%左右，完全是可以忽略的。在本实用新型中，所述参考窗330和所述信号窗340的视场角小于50度。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.一种双波段红外传感器，其特征在于，它包括内部中空结构的装置本体，在所述装置本体内的一侧设置有光源，所述装置本体内的另一侧设置有感应单元，所述感应单元的输入端面向所述光源，所述感应单元包括第一灵敏元和第二灵敏元，所述第一灵敏元的前端设置有参考窗，所述第一灵敏元的后端连接比较单元的输入端，所述第二灵敏元的前端设置有信号窗，所述第二灵敏元的后端连接比较单元的输入端，所述比较单元的输出端连接输出单元。
2.根据权利要求1所述的双波段红外传感器，其特征在于，所述感应单元包括一壳体， 在所述壳体的前端分别设置有参考窗和信号窗，所述第一灵敏元设置在所述参考窗底部， 所述第二灵敏元设置在所述信号窗的底部，所述第一灵敏元和第二灵敏元分别设置有灵敏兀芯片。
3.根据权利要求1所述的双波段红外传感器，其特征在于，所述参考窗和所述信号窗的视场角小于50度。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种双波段红外传感器，它包括内部中空结构的装置本体，在所述装置本体内的一侧设置有光源，所述装置本体内的另一侧设置有感应单元，所述感应单元的输入端面向所述光源，所述感应单元包括第一灵敏元和第二灵敏元，所述第一灵敏元的前端设置有参考窗，所述第一灵敏元的后端连接比较单元的输入端，所述第二灵敏元的前端设置有信号窗，所述第二灵敏元的后端连接比较单元的输入端，所述比较单元的输出端连接输出单元；与现有技术相比，保证气体浓度检测的精度，具有极好地可靠性和稳定性，实现本实用新型的目的。
文档编号G01N21/35GK202339321SQ201120487580
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者王云生 申请人:上海德凯仪器有限公司