專利名稱：雙波段紅外傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種紅外傳感器，特別涉及一種雙波段紅外傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會中，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的探測傳感器應(yīng)運而生，特別使用最廣泛的就是氣體傳感器。目前，使用最普遍的氣體傳感器為紅外傳感器，其優(yōu)點如下1)利用紅外光對氣體進(jìn)行濃度檢測，在測量過程中被測量氣體只吸收紅外光源發(fā)出來的紅外光信號，并不存在不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)或燃燒反應(yīng)，傳感器可以重復(fù)使用，壽命長；2)可以允許進(jìn)入傳感器內(nèi)部的被測量氣體濃度遠(yuǎn)大于該傳感器的最大測量濃度， 實際使用過程中，紅外氣體傳感器可以在長期存在被測量氣體的環(huán)境中工作；3)紅外光源功耗低、壽命長、發(fā)光穩(wěn)定、低漂移，不需要定期對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整和校正，使用壽命一般可以達(dá)到5年以上，節(jié)省了用戶的維護和維修成本，降低了現(xiàn)場供電的布線要求；4)檢測精度高，對被測氣體類型分辯能力強，基本不受干擾氣體的影響；5)可測量多種氣體，產(chǎn)品的靈活性好；但是，傳統(tǒng)的紅外探測傳感器還存在如下的缺點1)傳統(tǒng)的紅外氣體檢測方式一般采用對射的方式進(jìn)行氣體濃度檢測，為保證氣體濃度檢測的精度，需要一個長度較長的檢測氣室，增加的產(chǎn)品的體積和成本；2)由于檢測氣室長度較長，檢測氣室內(nèi)部溫度分部不均勻，同時光源一直處在發(fā)熱狀態(tài)，無形中增加了探測器、放大器和其它元件的寄生熱，極大降低系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；為保證氣體濃度檢測的精度、排除水蒸汽對氣體濃度檢測精度的影響，必須對整個氣體探測氣室進(jìn)行高溫恒溫控制，勢必增加了產(chǎn)品的成本、功耗和降低了可靠性；因為需要高溫恒溫控制，產(chǎn)品從開機到正常使用需要比較長的時間。由于以上種種原因，現(xiàn)有技術(shù)中的各類探測傳感器都具有很多不足，因而給人們的工作和生活帶來了很多不使。綜上所述，特別需要一種雙波段紅外傳感器，以克服技術(shù)存在的上述缺陷。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種雙波段紅外傳感器，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，保證氣體濃度檢測的精度，具有極好地可靠性和穩(wěn)定性。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種雙波段紅外傳感器，其特征在于，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體，在所述裝置本體內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源，所述裝置本體內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元的輸入端面向所述光源，所述感應(yīng)單元包括第一靈敏元和第二靈敏元，所述第一靈敏元的前端設(shè)置有參考窗，所述第一靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述第二靈敏元的前端設(shè)置有信號窗，所述第二靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端連接輸出單元。在本實用新型的一個實施例中，所述感應(yīng)單元包括一殼體，在所述殼體的前端分別設(shè)置有參考窗和信號窗，所述第一靈敏元設(shè)置在所述參考窗底部，所述第二靈敏元設(shè)置在所述信號窗的底部，所述第一靈敏元和第二靈敏元分別設(shè)置有靈敏元芯片。在本實用新型的一個實施例中，所述參考窗和所述信號窗的視場角小于50度。本實用新型的雙波段紅外傳感器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，保證氣體濃度檢測的精度，具有極好地可靠性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)本實用新型的目的。本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細(xì)說明而獲得清楚地了解。

圖1為本實用新型的雙波段紅外傳感器的原理示意圖；圖2為本實用新型的感應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的雙波段紅外傳感器的電路示意圖；圖4為本實用新型的光敏面對市場角的分布示意圖；圖5為本實用新型的視場角的示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型。如圖1和圖2所示，本實用新型的雙波段紅外傳感器，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體100，在所述裝置本體100內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源200，所述裝置本體100內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元300，所述感應(yīng)單元300的輸入端面向所述光源200，所述感應(yīng)單元300包括第一靈敏元310和第二靈敏元320，所述第一靈敏元310的前端設(shè)置有參考窗330，所述第一靈敏元310的后端連接比較單元400的輸入端，所述第二靈敏元320的前端設(shè)置有信號窗340，所述第二靈敏元0的后端連接比較單元400的輸入端，所述比較單元400的輸出端連接輸出單元500。在本實用新型中，所述感應(yīng)單元300包括一殼體301，在所述殼體301的前端分別設(shè)置有參考窗330和信號窗340，所述第一靈敏元310設(shè)置在所述參考窗330底部，所述第二靈敏元320設(shè)置在所述信號窗340的底部，所述第一靈敏元310和第二靈敏元320分別設(shè)置有靈敏元芯片350。感應(yīng)單元300的電路如圖3所示，為電源V+和地共用的射極跟隨器，方便外電路的處理，在此就不贅述了。參考窗330使用的波段中心波長為3. 9 μ，從大氣波譜曲線中可知，在3. 9 μ中心波長處，Η2ο(水氣)、C02(二氧化碳)和O2(臭氧)是透明的，光通量在此波段的大氣窗內(nèi)是穩(wěn)定的，所以所產(chǎn)生的信號也是穩(wěn)定的，所以用它來做參考信號。信號窗340使用的波段中心波長為4. ^μ，從大氣波譜曲線中可知，C02( 二氧化碳)的強吸收峰，正好落在4. μ中心波長處，即空氣中CO2的含量越濃，它對光通量的吸收越強，則所產(chǎn)生的信號就越??；即紅外信號的大小是和空氣中的(X)2的含量成反比變化的，然后與參考信號進(jìn)行比較，去觸發(fā)一個與門，即產(chǎn)生一次報警。在本實用新型中，透過參考窗330和信號窗340的光通量不能輻射到對方的紅外靈敏元上，否則會造成參考信號的紊亂和比較信號的誤差，無法檢測空氣中(X)2 (二氧化碳) 的準(zhǔn)確含量。從圖4和圖5可知，當(dāng)輻射以80度入射時，只能到達(dá)對方光敏面的A點，僅在80 度 82. 5度入射時才能到達(dá)對方的光敏面，根據(jù)計算此時的光能量只有該窗口直射時的 2%左右，完全是可以忽略的。在本實用新型中，所述參考窗330和所述信號窗340的視場角小于50度。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種雙波段紅外傳感器，其特征在于，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體，在所述裝置本體內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源，所述裝置本體內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元的輸入端面向所述光源，所述感應(yīng)單元包括第一靈敏元和第二靈敏元，所述第一靈敏元的前端設(shè)置有參考窗，所述第一靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述第二靈敏元的前端設(shè)置有信號窗，所述第二靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端連接輸出單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波段紅外傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)單元包括一殼體， 在所述殼體的前端分別設(shè)置有參考窗和信號窗，所述第一靈敏元設(shè)置在所述參考窗底部， 所述第二靈敏元設(shè)置在所述信號窗的底部，所述第一靈敏元和第二靈敏元分別設(shè)置有靈敏兀芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波段紅外傳感器，其特征在于，所述參考窗和所述信號窗的視場角小于50度。
專利摘要本實用新型的目的在于提供一種雙波段紅外傳感器，它包括內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)的裝置本體，在所述裝置本體內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有光源，所述裝置本體內(nèi)的另一側(cè)設(shè)置有感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元的輸入端面向所述光源，所述感應(yīng)單元包括第一靈敏元和第二靈敏元，所述第一靈敏元的前端設(shè)置有參考窗，所述第一靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述第二靈敏元的前端設(shè)置有信號窗，所述第二靈敏元的后端連接比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端連接輸出單元；與現(xiàn)有技術(shù)相比，保證氣體濃度檢測的精度，具有極好地可靠性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)本實用新型的目的。
文檔編號G01N21/35GK202339321SQ201120487580
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者王云生 申請人:上海德凱儀器有限公司