抗WIFI热释电红外传感器的制作方法

本发明涉及红外传感器的
技术领域：
，更具体地说，本发明涉及一种抗wifi热释电红外传感器。
背景技术：
：热释电红外传感器是一种通过热释电效应制作的探测红外线辐射的传感器，热释电敏感元材料感应到人体或某些动物所发出的红外线辐射会产生微弱的信号，通过滤波，放大等一系列动作后转变为电信号。由于感应到的红外信号非常微弱，受环境wifi，电磁波，电路噪声以及光线等干扰，造成传感器的误报以及灵敏度差。尤其热释电红外传感器作为一种常见的广泛应用于安防，照明，家电，玩具等日常生活领域的红外传感器件，使用环境的电磁波尤其wifi干扰对于传感器应用本身具有非常大的影响。另外为了提高传感器的红外透光性能，在热释电红外传感器的红外窗口上设置保护膜，但是普通的sio2保护膜含有的羟基较多，疏水性难以持久保持，其耐环境性较差。图1示出了现有技术中的抗干扰热释电红外传感器的电路示意图，红外敏感元element的一端与场效应晶体管（fet，fieldeffecttransistor）的栅极连接，红外敏感元的另一端接地3gnd，在所述红外敏感元element的两端之间设置有阻抗匹配电阻rg，而场效应晶体管的漏极连接电源端1vdd，场效应晶体管的源极连接输出端2out。这种抗干扰电路抗电磁干扰的能力差，主要依靠外部电路来处理电磁干扰，造成了传感器集成度不够，而外部电路繁复，工艺复杂，应用模块体积较大，人工成本的浪费，最重要的是传感器内部噪声以及杂波处理不足，在外部环境wifi，电磁波，电路噪声以及光线等干扰下，传感器易造成误报以及灵敏度不足。所以在目前wifi普及，电磁干扰无处不在的环境下，一款具有抗wifi及强电磁干扰的热释电红外传感器至关重要。技术实现要素：为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种抗wifi热释电红外传感器。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种抗wifi热释电红外传感器，包括管座、基板、红外敏感元、支撑部件、信号处理电路、红外光学滤光片和管帽；基板设置在管座上，所述红外敏感元由支撑件固定在所述基板上，所述信号处理电路设置在所述基板上，所述红外光学滤光片位于所述管帽顶部的窗口上，所述管座与所述管帽形成密封的空间并将所述基板、红外敏感元以及信号处理电路封装在所述密封的空间内；其特征在于：所述信号处理电路包括场效应晶体管、阻抗匹配电阻、第一滤波电容、第二滤波电容和抗干扰元件；所述阻抗匹配电阻与所述红外敏感元并联，所述场效应晶体管的栅极通过基板表面电路连接所述红外敏感元的一端，所述红外敏感元的另一端连接地线，并且所述场效应晶体管的漏极和源极均通过引线连接至所述地线，所述漏极与所述地线之间设置所述第一滤波电容，所述源极与所述地线之间还依次设置所述抗干扰元件和第二滤波电容。其中，所述场效应晶体管的漏极引线并自所述管座引出构成电源端，自所述抗干扰元件和第二滤波电容之间引线并自所述管座引出构成输出端，自所述红外敏感元的地线引线并自所述管座引出构成接地端。其中，所述抗干扰元件为磁珠。其中，所述基板为pcb板，例如可以采用环氧树脂pcb板。其中，所述支撑部件为铁氧体保持器。其中，所述信号处理电路通过锡焊或回流焊贴装在所述基板上。其中，所述红外光学滤光片的表面上涂覆有sio2杂化保护膜。其中，所述保护膜的厚度为0.05~0.15μm。其中，所述磁珠为叠层片式铁氧体磁珠。与现有技术相比，本发明所述的抗wifi热释电红外传感器具有以下有益效果：本发明的抗wifi热释电红外传感器从传感器内部解决了传感器误报及灵敏度不足的问题，简化了外部电路，减小了外部应用尺寸，增加了稳定性，提高了产品的灵敏度，降低了成本。附图说明图1为现有技术中的抗干扰热释电红外传感器的电路示意图。图2为本发明中的抗干扰热释电红外传感器的电路示意图。图3为实施例1的抗wifi热释电红外传感器的拆解结构示意图。具体实施方式以下将结合具体实施例对本发明所述的抗wifi热释电红外传感器做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本发明的抗wifi热释电红外传感器，包括管座、基板、红外敏感元、支撑部件、信号处理电路、红外光学滤光片和管帽。基板设置在管座上并且所述基板与所述管座电连接，所述红外敏感元由支撑件固定在所述基板上，所述信号处理电路设置在所述基板上，所述红外光学滤光片位于所述管帽顶部的窗口上，所述管座与所述管帽形成密封的空间并将所述基板、红外敏感元以及信号处理电路封装在所述密封的空间内。如图2所示，信号处理电路包括场效应晶体管fet、阻抗匹配电阻rg、第一滤波电容c1、第二滤波电容c2和抗干扰元件emi（磁珠），场效应晶体管fet的栅极通过基板表面电路连接红外敏感元element的一端，红外敏感元element的另一端连接地线，阻抗匹配电阻rg与红外敏感元element并联。场效应晶体管fet的漏极和源极均通过引线连接至地线；漏极与地线之间设置第一滤波电容c1，源极与地线之间还依次设置抗干扰元件emi和第二滤波电容c2。场效应晶体管fet的漏极引线构成电源端1vdd，自抗干扰元件emi和第二滤波电容c2之间引线构成输出端2out，自红外敏感元element的地线引线构成接地端3gnd。本发明通过在场效应管漏极与地线之间设置第一滤波电容来达到抗电磁干扰的目的，并且过滤来自电源的噪声；在源极串联一个电阻来消除来自红外敏感元材料本身所产生的杂波；在源极和地线之间连接第二滤波电容，来达到抗高频干扰的目的。本发明从传感器内部解决了抗wifi，电磁干扰的问题，消除了来自传感器内部的杂讯，解决了误报的问题，提高了传感器稳定性及灵敏度，简化了外部电路以及生产工艺。实施例1如图3所示，本实施例涉及一种抗wifi热释电红外传感器，该红外传感器包括管帽6、红外光学滤光片7、红外敏感元5、支撑部件4、信号处理电路3、基板2和管座1。红外光学滤光片7位于管帽6顶部的窗口，红外敏感元5由支撑部件4固定在基板3上面，信号处理电路3位于基板2上，基板2与管座1之间电连接。管座1与管帽6形成密封的空间（内可以填充氮气）将基板、红外敏感元以及信号处理电路封装在所述密封的空间内。管座1的底部设置有3个引线脚。红外滤光片7采用树脂胶将其封于管帽6的窗口。信号处理电路3采用锡焊、回流焊等表面贴装工艺固定在基板2上面，基板2为环氧树脂pcb板。支撑部件4为铁氧体为材料的保持器用于支撑和信号传导。如图2所示，信号处理电路包括场效应晶体管fet、阻抗匹配电阻rg、第一滤波电容c1、第二滤波电容c2和抗干扰元件emi（磁珠），场效应晶体管fet的栅极通过基板表面电路连接红外敏感元element的一端，红外敏感元element的另一端连接地线，阻抗匹配电阻rg与红外敏感元element并联。场效应晶体管fet的漏极和源极均通过引线连接至地线；漏极与地线之间设置第一滤波电容c1，源极与地线之间还依次设置抗干扰元件emi和第二滤波电容c2。场效应晶体管fet的漏极引线自管座1的引线脚引出构成电源端1vdd，抗干扰元件emi和第二滤波电容c2之间引线自管座1的引线脚引出构成输出端2out，红外敏感元element的地线引线自管座1的引线脚引出构成接地端3gnd。在本实施例中，所述磁珠优选为叠层片式铁氧体磁珠，采用叠层片式铁氧体磁珠可以减少占用空间体积，从而能够使得所述磁珠应用于管座和管帽限定的狭小空间内，所述叠层片式铁氧体磁珠适合设置于pcb板上，且在射频频率范围内具有高阻抗，能够有效消减射频干扰，而且在本实施例中通过结合滤波电容能够有效消减wifi信号，电磁干扰，电路信号之间的串扰。在本实施例中，红外光学滤光片为远红外型滤光片，其对波长为6.0~15μm的红外线的透过率为97%以上，并且进一步地，所述红外光学滤光片表面上涂覆有sio2杂化保护膜，所述保护膜的厚度为0.05μm~0.15μm。所述sio2杂化保护膜通过涂覆含有氟化硅氧烷、烷氧基锡、硫醇化合物和溶剂组成的涂覆处理液，并经过干燥和固化得到。在涂覆处理液中，氟化硅氧烷的浓度为0.1~10.0wt%，烷氧基锡的浓度0.05~5.0wt%，硫醇化合物的浓度为0.2~5.0wt%。所述烷氧基锡的浓度为氟化硅氧烷的10~50wt%。所述氟化硅氧烷例如可以选择十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷等。所述烷氧基锡选择四异丙氧基锡、四叔丁氧基锡等，所述硫醇化合物选择1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇等。所述溶剂选自水、乙醇、正丙醇、异丙醇、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等；所述溶剂优选包括水、乙醇、以及选自二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚或二乙二醇单丁基醚中的至少一种。可采用公知的浸涂、提拉涂布、辊涂、喷涂、喷墨等涂覆方法在红外光学滤光片的表面涂布，然后进行干燥，干燥后于180~300℃进行固化，优选温度为180~250℃。sio2杂化保护膜经过耐久性测试后对红外光（波长为6.0~15μm）的透光率大于93%，而且与水的静态接触角大于120°。所述sio2杂化保护膜具有良好的自清洁效果。合成例1a在200ml的烧瓶中加入69.8g的二乙二醇单甲基醚、15.2g的十三氟辛基三乙氧基硅烷、12g的乙醇和3g的水在室温下搅拌30分钟得到混合物a；在200ml的烧瓶中加入5.7g的四异丙氧基锡、3.2g的1,2-乙二硫醇和91.1g的二乙二醇单甲基醚在室温下搅拌30分钟得到混合物b；将混合物a和混合物b在常温下搅拌继续混合60分钟得到涂覆处理液1a。合成例1b在200ml的烧瓶中加入91.2g的二乙二醇单甲基醚、2.8g的十三氟辛基三乙氧基硅烷、5g的乙醇和1g的水在室温下搅拌30分钟得到混合物a；在200ml的烧瓶中加入0.8g的四叔丁氧基锡、1.7g的1,4-丁二硫醇和97.5g的二乙二醇单甲基醚在室温下搅拌30分钟得到混合物b；将混合物a和混合物b在常温下搅拌继续混合60分钟得到涂覆处理液1b。合成例1c在200ml的烧瓶中加入63.7g的二乙二醇单丁基醚、16.3g的十七氟癸基三乙氧基硅烷、15g的乙醇和5g的水在室温下搅拌30分钟得到混合物a；在200ml的烧瓶中加入8.2g的四异丙氧基锡、5.4g的1,2-乙二硫醇和86.4g的二乙二醇单丁基醚在室温下搅拌30分钟得到混合物b；将混合物a和混合物b在常温下搅拌继续混合60分钟得到涂覆处理液1c。合成例1d在200ml的烧瓶中加入89.6g的二乙二醇单丁基醚、3.3g的十七氟癸基三乙氧基硅烷、5.8g的乙醇和1.3g的水在室温下搅拌30分钟得到混合物a；在200ml的烧瓶中加入0.8g的四叔丁氧基锡、1.7g的1,4-丁二硫醇和97.5g的二乙二醇单丁基醚在室温下搅拌30分钟得到混合物b；将混合物a和混合物b在常温下搅拌继续混合60分钟得到涂覆处理液1d。对比合成例1a在200ml的烧瓶中加入69.8g的二乙二醇单甲基醚、15.2g的四乙氧基硅烷、12g的乙醇和3g的水在室温下搅拌30分钟得到混合物a；在200ml的烧瓶中加入5.7g的四异丙氧基锡、3.2g的1,2-乙二硫醇和91.1g的二乙二醇单甲基醚在室温下搅拌30分钟得到混合物b；将混合物a和混合物b在常温下搅拌继续混合60分钟得到对比处理液1a。对比合成例1b在200ml的烧瓶中加入63.7g的二乙二醇单丁基醚、16.3g的丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、15g的乙醇和5g的水在室温下搅拌30分钟得到混合物a；在200ml的烧瓶中加入8.2g的四异丙氧基锡、5.4g的1,2-乙二硫醇和86.4g的二乙二醇单丁基醚在室温下搅拌30分钟得到混合物b；将混合物a和混合物b在常温下搅拌继续混合60分钟得到对比处理液1b。对比合成例1c在200ml的烧瓶中加入69.8g的二乙二醇单甲基醚、15.2g的十三氟辛基三乙氧基硅烷、12g的乙醇和3g的水在室温下搅拌30分钟得到混合物a；在200ml的烧瓶中加入5.7g的四异丙氧基锡和94.3g的二乙二醇单甲基醚在室温下搅拌30分钟得到混合物b；将混合物a和混合物b在常温下搅拌继续混合60分钟得到对比处理液1c。对比合成例1d在300ml的烧瓶中加入163.7g的二乙二醇单丁基醚、16.3g的十七氟癸基三乙氧基硅烷、15g的乙醇和5g的水在室温下搅拌60分钟得到对比处理液1d。将上述得到的涂覆处理液和对比处理液在红外光学滤光片的表面通过旋涂法进行成膜，然后在60℃的温度条件下干燥处理10分钟，然后在200℃的加热炉中固化处理30分钟，然后炉冷至室温得到保护膜。对上述得到的保护膜在80℃、相对湿度为90%的恒温箱中放置20d后测试其红外透光率和对水的接触角，结果如表1所示。表1涂覆处理液1a涂覆处理液1b涂覆处理液1c涂覆处理液1d对比处理液1a对比处理液1b对比处理液1c对比处理液1d红外透光率（%）9395939591888389静态接触角（°）12812212512310210598107对上述得到的保护膜进行-40℃、0.5小时，+85℃、0.5小时进行100个热循环，测试其红外透光率和对水的接触角，结果如表2所示。表2涂覆处理液1a涂覆处理液1b涂覆处理液1c涂覆处理液1d对比处理液1a对比处理液1b对比处理液1c对比处理液1d红外透光率（%）9395939488897988静态接触角（°）12612312712010210093105对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。当前第1页12