用于热释电红外人体感应器的箝位装置及感应器的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及用于热释电红外人体感应器的箝位装置及感应器。

背景技术：

热释电红外人体感应器是一种利用人体自身热量发出的红外线信号，通过热释电传感器转化为微弱的电信号，这个微弱的电信号经过放大、滤波等信号处理后去实现各种控制功能的装置。热释电红外人体感应器应用领域非常广泛，它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。比如：人体感应灯--有人灯亮，人走离开灯灭等。

图1为传统型热释电红外人体感应器示意图，其中101为红外光学滤光片、102为外壳、103为红外敏感材料元件(此例中将2个敏感材料元件以相反极性串联)、104为电阻、105为场效应管、106为第一输入输出端、107为第二输入输出端、108为第三输入输出端。其工作原理是人体发出的红外线经过红外光学滤光片到达红外敏感材料元件，被转化为电信号，经场效应管阻抗转换后输出模拟信号，其中电阻起泄放电荷作用。

随着集成电路技术的快速发展，还出现了数字型热释电红外人体感应器，其结构如图2所示，其中201为红外光学滤光片、202为外壳、203为红外敏感材料元件(此例中将2个敏感材料元件以相反极性串联)、204为后级电路、205为第一输入输出端、206为第二输入输出端，还可能有第三输入输出端、第四输入输出端等多个输入输出端。其工作原理是人体发出的红外线经过红外光学滤光片到达红外敏感材料元件，被转化为电信号，然后输入到后级电路中的信号处理模块中去进行处理，主要处理方法一般包括将信号通过模数转换器ADC转换成数字信号，信号处理模块还可以有数字滤波功能，因此，与上述传统热释电红外人体感应器不同，此热释电红外人体感应器输出的是数字信号。虽然感应器中的信号处理模块一般会有专门电路起电荷泄放作用(作用类似图1中的电阻)，但当红外信号的强度或温度突变时，热释电红外敏感材料元件的两端电位也会突变，当电荷泄放电路来不及或不能作用时，可能会超过后级的电路的正常工作范围，导致后级电路失真或不能识别热释电红外敏感材料元件的有效信号，甚至会损伤后级电路。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于：针对热释电红外人体感应器遇到红外信号的强度或温度突变时，可能引发的后级电路失真或不能识别热释电红外敏感材料元件的有效信号的问题，提出一种用于热释电红外人体感应器的箝位装置，并相应地公开了一种热释电红外人体感应器。

为实现前述目的，本实用新型公开了一种用于热释电红外人体感应器的箝位装置，包括热释电红外检测单元，与热释电红外检测单元相连的后级电路，以及至少两个与后级电路相连的输入输出端，在热释电红外检测单元输出端和后级电路之间，增加箝位电路。

优选地，所述后级电路包括信号处理模块，所述箝位电路位于热释电红外检测单元和信号处理模块之间。

优选地，所述热释电红外检测单元包括一个或多个红外敏感材料元件。

优选地，所述热释电红外检测单元包括两个以相反极性串联的红外敏感材料元件。

优选地，所述箝位电路采用二极管实现。

优选地，所述箝位电路中第一二极管的正极接热释电红外检测单元输出的一端，负极接地；第二二极管的负极接热释电红外检测单元输出的一端，正极接地；第三二极管的正极接热释电红外检测单元输出的另一端，负极接地；第四二极管的负极接热释电红外检测单元输出的另一端，正极接地。

相应地，本实用新型还公开了一种热释电红外人体感应器，包括红外光学滤光片1、外壳2，还包括如上所述任一种用于热释电红外人体感应器的箝位装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型公开的一种用于热释电红外人体感应器的箝位装置及感应器，使得热释电传感器的输出端电位在安全和合适的范围内，避免损伤后级电路，让后级的电路或感应器始终处于正常工作状态。

附图说明

图1是传统型热释电红外人体感应器示意图；

图2是数字型热释电红外人体感应器示意图；

图3是本实用新型实施例提供的用于热释电红外人体感应器的箝位装置结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例提供的用于热释电红外人体感应器的箝位装置结构图；

图5是本实用新型优选实施例提供的采用二极管实现的用于热释电红外人体感应器的箝位装置示意图；

图6是本实用新型优选实施例提供的热释电红外人体感应器结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例提供的采用二极管箝位电路的热释电红外人体感应器结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本实用新型提出的用于热释电红外人体感应器的箝位装置，包括热释电红外检测单元，与热释电红外检测单元相连的后级电路，以及至少两个与后级电路相连的输入输出端，为了避免当红外信号的强度或温度突变时，热释电红外敏感材料元件的两端电位突变引起的后级电路失真或不能识别热释电传感器的有效信号，甚至损伤后级电路的问题，在热释电红外检测单元输出端和后级电路之间，增加箝位电路。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图3是本实用新型实施例提出的用于热释电红外人体感应器的箝位装置示意图，包括热释电红外检测单元301，后级电路303，连接于热释电红外检测单元和后级电路之间的箝位电路302，以及与后级电路相连的第一输入输出端304，第二输入输出端305。根据不同的应用情况，还可能包括第三、第四等多个输入输出端。

热释电红外检测单元内部包含一个或多个敏感材料元件，按照其安装敏感元件数量的多少，一般分为单元件、双元件、四元件以及特殊形式等。最常见的为双元件型，如图1、图2中所示将两个敏感材料元件以相反极性串联，该种连接方式除了输出的能量高于单元件器件外，还能防止由于环境温度变化引起的检测误差。

热释电红外传感器一般采用数字信号处理，因此，后级电路中一般包含相应的信号处理模块，在本实用新型实施例所述的箝位装置中，箝位电路置于热释电红外检测单元的输出端和信号处理模块之间，使得红外敏感材料元件的输出端电位在安全和合适的范围内，避免损伤信号处理模块等后级电路，特别是后级电路的输入端接MOS栅极情况，尤其要增加箝位电路来保护MOS的栅极不被损坏，以及让后级的电路在正常工作范围内。

图4是本实用新型优选实施例提供的一种用于热释电红外人体感应器的箝位装置结构图，热释电红外检测单元采用双元件形式，将两个敏感材料元件以相反极性串联，在两个红外敏感材料元件输出端和后级电路的信号处理模块之间分别增加相应箝位电路，从而使热释电红外敏感材料元件的两端电位在安全和合适的范围内，避免损伤信号处理模块以及后级电路。

作为本实用新型的一种较佳实施方式，箝位电路可采用二极管实现，如图5所示，二极管D1的正极接红外敏感材料元件输出的一端，二极管D1的负极接地用于箝位正电压；二极管D2的负极接红外敏感材料元件输出的一端，二极管D2的正极接地用于箝位负电压；二极管D3的正极接红外敏感材料元件输出的另一端，二极管D3的负极接地用于箝位正电压；二极管D4的负极接红外敏感材料元件输出的另一端，二极管D4的正极接地用于箝位负电压；通过二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4的箝位，可使红外敏感材料元件的输出电位在一定的范围内，能更可靠的保护后级电路不被损伤，同时这4个二极管也有一定的静电防护作用。

需要说明的是，以上示意图仅作为本实用新型的特定实施例，决不能视为对本实用新型的限制，通过适当地调整元件或电路构成，例如使用其他形式的红外敏感元件，使用等同二极管作用的等效电路等不脱离本实用新型构思的方式，都应当包含在本实用新型的保护范围之内。

相应地，本实用新型实施例也公开了一种热释电红外人体感应器，如图6、图7所示，具体包括红外光学滤光片1、外壳2，以及如上所述的用于热释电红外人体感应器的箝位装置。人体发出的红外线经过红外光学滤光片到达本实用新型所述的箝位装置，其装置内的红外敏感材料元件将接收到的红外线转化为电信号，箝位电路使得红外信号的任何变化都不会引起热释电红外检测单元的输出电压超出工作范围，从而避免后级电路失真或损伤，也同时保证了人体感应器能够始终处于稳定的工作状态。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。