自聚焦透镜热电堆传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及红外热电堆传感器，更具体地说，涉及一种自聚焦透镜热电堆传感器。
【背景技术】
[0002]相关技术中的红外热电堆传感器存在尺寸较大、成本高、测试距离较短等问题，如图2所示，主要问题如下:
[0003]1)、红外热电堆传感器通常使用平窗红外滤光片(硅)4，但测试距离只有3cm-5cm;
[0004]2)、平窗(硅)红外热电堆传感器加菲涅尔透镜(HDPE)5，结构太大，而且红外线经过两次透镜信号衰减严重，总透过率约为30% ;
[0005]3)、平窗(硅)红外热电堆传感器加锗透镜6，结构太大，成本很高；
[0006]4)、红外热电堆传感器及透镜表面容易划伤。
[0007]因此，需要提供一种低成本、小尺寸、远距离精确探测的红外热电堆传感器来满足应用需求。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种自聚焦透镜热电堆传感器。
[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种自聚焦透镜热电堆传感器，包括具有通孔的本体、固定设置在所述本体的通孔处供红外光透过的红外透镜、以及设置在所述本体内感应经所述红外透镜聚焦的红外光的感应单元。
[0010]优选地，所述红外透镜嵌设在所述本体的通孔中；
[0011]所述红外透镜的圆周开设有供所述通孔的边缘嵌卡于其中的嵌卡槽。
[0012]优选地，所述自聚焦透镜热电堆传感器还包括管座，所述本体盖设在所述管座上；
[0013]所述感应单元设置在所述本体内并固定安装在所述管座上，且与所述红外透镜间隔设置，位于所述红外透镜的焦点位置处。
[0014]优选地，所述红外透镜为球面透镜或半球面透镜或平面透镜或椭球面透镜或曲面透镜。
[0015]优选地，所述自聚焦透镜热电堆传感器为TO封装结构或SMD封装结构。
[0016]优选地，所述红外透镜的外表面形成有用于控制光谱的透过率的镀膜层。
[0017]优选地，所述红外透镜的外表面硬化形成防划伤的防划层。
[0018]优选地，所述红外透镜为锗、硅、HDPE中的一种材料形成的透镜；或所述红外透镜为锗、硅、HDPE中的多种材料组合形成的透镜。
[0019]实施本实用新型的自聚焦透镜热电堆传感器，具有以下有益效果:本实用新型的自聚焦透镜热电堆传感器集成了红外透光与聚焦功能，在通孔设置红外光透过的红外透镜后，让红外光聚焦到感应单元上，由于只有一个透镜，增加了红外光的透过率，同时红外透镜的大小也能做到传感器大小，减小自聚焦透镜热电堆传感器的尺寸，减少了成本，简单实用地实现较长距离精确探测的目的。
【附图说明】
[0020]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0021 ]图1是本实用新型实施例中的自聚焦透镜热电堆传感器的感光原理示意图；
[0022]图2是【背景技术】中的红外热电堆传感器的感光原理示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0024]如图1所示，本实用新型一个优选实施例中的自聚焦透镜热电堆传感器包括具有通孔的本体1、固定设置在本体I的通孔处供红外光透过的红外透镜2、以及设置在本体I内感应经红外透镜2聚焦的红外光的感应单元3。自聚焦透镜热电堆传感器为TO封装结构或SMD封装结构，也可为其他形式的封装结构。
[0025]自聚焦透镜热电堆传感器集成了红外透光与聚焦功能，红外光透过红外透镜2后直接聚焦到感应单元3，被感应单元3感测，由于只需一个透镜，增加了红外光的透过率，同时红外透镜2的大小也能做到传感器大小，减小自聚焦透镜热电堆传感器的尺寸，减少了成本。
[0026]红外透镜2为球面透镜、半球面透镜、平面透镜、椭球面透镜、曲面透镜或其他类型，可以让红外光汇聚到感应单元3上，简单实用地实现较长距离精确探测的目的，探测距离可达30cm-50cm。红外透镜2也可为其他类型的透镜，能让红外光透过汇聚到感应单元3上即可。
[0027]为了方便和本体I形成一体结构，红外透镜2嵌设在本体I的通孔中，使位置相对本体I固定，提升稳定性。进一步的，在红外透镜2的圆周还可以开设有供通孔的边缘嵌卡于其中的嵌卡槽。感应单元3设置在本体I内，且与红外透镜2间隔设置，位于红外透镜2的焦点位置处(当然可以根据需要设置在靠近焦点位置的一定范围内)，让红外光通过红外透镜2后汇聚到感应单元3上。
[0028]在本实施例中，该红外透镜2为硅透镜，尺寸为2mm-4mm，将聚焦滤光片的功能集成到一体，与本体I形成一体结构，提高了光透过率、减少整体尺寸。可以理解的，该红外透镜2可以为锗、硅、HDPE中的一种材料形成的透镜。在其他实施例中，红外透镜2也可为锗、硅、HDPE中的多种材料组合形成的透镜，能保证正常透光和聚光即可。
[0029]进一步的，红外透镜2的外表面形成有用于控制光谱的透过率的镀膜层。在其他实施例中，红外透镜2的外表面硬化形成防划伤的防划层，可以提升红外透镜2的表面硬度，防止被划伤影响透光效果。优选地，防划层与镀膜层是同一镀膜涂层形成，镀膜的材料不限，能控制光谱的透过率和提升表面硬度即可。当然，也可采用对红外透镜2表面硬化处理的方式使红外透镜2本身的外表面形成硬度较高的防划层。
[0030]进一步地，自聚焦透镜热电堆传感器还包括管座8，本体I盖设在管座8上，感应单元3设置在本体内并固定安装在管座8上，本体I上设有供红外透镜2安装的通孔。在本实施例中，该感应单元3包括热电堆传感芯片，通过热电堆传感芯片来感测透过红外透镜2的红外信号，进行测温、温控、热场监控等。进一步的，该自聚焦透镜热电堆传感器还可以包括热敏电阻7，利用热敏电阻7提高监测精度。可以理解的，在管座8上还可以设置与PIN脚连接的电路板，热电堆传感芯片和热敏电阻7安装在电路板上，并通过PIN脚对外进行信号的传送。
[0031]对应的，在前期准备好原材料后，自聚焦透镜热电堆传感器的组装工艺可包括以下步骤:
[0032]S1、提供一个管座8，将用于感应红外光的感应单元3贴装到管座8上。
[0033]优选地，自聚焦透镜热电堆传感器还可包括热敏电阻7，对应的，步骤SI还包括:将热敏电阻7利用银胶贴装到管座8内的电路板上，并将热电堆传感芯片利用环氧树脂贴装到管座8内的电路板上，并能被本体I盖合，让自聚焦透镜热电堆传感器也能精确的去感测温度。对应的，上述贴装完成后都需要经过烘烤固化，然后是感应单元3打金线、热敏电阻7打招线等工艺，形成电连接。
[0034]进一步地，还包括步骤S2:
[0035]提供一个本体1，本体I上设有通孔，在通孔上固定设置一个红外透镜2并保证两者之间的密封。
[0036]为了保证本体I和红外透镜2之间的密封，在步骤S2中，在红外透镜2的圆周上进行环形涂胶，并将涂胶后的红外透镜2固定在本体I的通孔上，进行烘烤固化，保证密封和固定效果。在本实施例中，涂的胶为环氧胶，烘烤固化的温度为100-150°C，时间为20-40分钟;优选的，温度为120°C，时间为30分钟。
[0037]进一步地，还包括步骤S3:
[0038]将本体I盖设到管座8上对感应单元3盖合密封，并使感应单元3与红外透镜2的内面相对，让透过红外透镜2的红外光能被感应单元3感应到。
[0039]进一步地，组装工艺还包括以下步骤:
[0040]S4、将本体I盖合到管座8后形成的空间抽真空，并向真空空间充氮气，避免空气对内部的部件氧化。然后，对本体I和管座8冲压后让两者连接，保证连接稳定。
[0041]S5、将本体I和管座8之间的接缝封焊密封，使内部的空间与外界完全隔离，避免空气进入。
[0042]最后再对组装后的组件进行测试。
[0043]自聚焦红外热电堆传感器的应用包括测温、温控、热场监控、存在时感应及其他应用，在感测时红外光线透过红外透镜2后汇聚到感应单元3，产生对应的温度信号，从而起到测温、探测、监控等效果。
[0044]可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
[0045]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，包括具有通孔的本体(I)、固定设置在所述本体(I)的通孔处供红外光透过的红外透镜(2)、以及设置在所述本体(I)内感应经所述红外透镜(2)聚焦的红外光的感应单元(3)。2.根据权利要求1所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述红外透镜(2)嵌设在所述本体(I)的通孔中； 所述红外透镜(2)的圆周开设有供所述通孔的边缘嵌卡于其中的嵌卡槽。3.根据权利要求1所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述自聚焦透镜热电堆传感器还包括管座(8)，所述本体(I)盖设在所述管座(8)上； 所述感应单元(3)设置在所述本体(I)内并固定安装在所述管座(8)上，且与所述红外透镜(2)间隔设置，位于所述红外透镜(2)的焦点位置处。4.根据权利要求1所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述红外透镜(2)为曲面透镜。5.根据权利要求1所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述红外透镜(2)为球面透镜或半球面透镜或平面透镜或椭球面透镜。6.根据权利要求1所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述自聚焦透镜热电堆传感器为TO封装结构或SMD封装结构。7.根据权利要求1至6任一项所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述红外透镜(2)的外表面形成有用于控制光谱的透过率的镀膜层。8.根据权利要求1至6任一项所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述红外透镜(2)的外表面硬化形成防划伤的防划层。9.根据权利要求1至6任一项所述的自聚焦透镜热电堆传感器，其特征在于，所述红外透镜(2 )为锗、硅、HDPE中的一种材料形成的透镜;或所述红外透镜(2 )为锗、硅、HDPE中的多种材料组合形成的透镜。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自聚焦透镜热电堆传感器，自聚焦透镜热电堆传感器包括具有通孔的本体、固定设置在所述本体的通孔处供红外光透过的红外透镜、以及设置在所述本体内感应经红外透镜聚焦的红外光的感应单元。本实用新型的自聚焦透镜热电堆传感器集成了红外透光与聚焦功能，在表面设置红外光透过的红外透镜后，让红外光聚焦到感应单元上，由于只有一个透镜，增加了红外光的透过率，同时红外透镜的大小也能做到传感器大小，减小自聚焦透镜热电堆传感器的尺寸，减少了成本，简单实用地实现较长距离精确探测的目的。
【IPC分类】G01J5/12
【公开号】CN205333202
【申请号】CN201520907087
【发明人】黄伟林, 何江
【申请人】深圳通感微电子有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年11月13日