数字式热电堆红外传感器制造技术

本发明专利技术公开了数字式热电堆红外传感器，包括滤光模块、热电堆模块、数字模块和引脚柱，数字模块的输入端与热电堆模块连接，数字模块的输出端和引脚柱连接；被测物体发出红外辐射能量经过所述滤光模块后，由热电堆模块吸收并产生热电信号，热电信号进入数字模块中进行放大、模数转换后得到数字信号，数字信号通过数字模块中的数字信号处理单元转换为温度数据，温度数据通过引脚柱与外界进行通讯；将热电堆模块和数字模块集成在一起，相较于现有技术的需要使用模拟传感器搭配外围信号放大电路和信号处理电路，本发明专利技术在功能一致的前提下，缩小了体积，且可直接测得温度数据，降低了外围电路的复杂程度，为后续模块的小型化打下了基础。

【技术实现步骤摘要】
数字式热电堆红外传感器
本专利技术属于红外传感器
，具体涉及一种数字式热电堆红外传感器。
技术介绍
热电堆红外传感器是利用赛贝克热电效应，由若干块接收面上的若干对多晶硅与铝制成的热电偶相互串联起来构成热电堆，热电偶的热端放置在硅衬底空腔顶部的薄膜结构上，用来吸收待测物体发出的红外辐射能量从而升温；热电偶的冷端放置在硅衬底导热侧壁上，以保持和环境温度一致；当热电偶的冷、热端之间有温度差存在时，热电偶的正负极间就会产生热电动势，在热电堆的正负极间就得到若干个热电偶的热电动势之和，即传感器输出电压。然而，目前市面上的红外热电堆传感器输出的原始电信号只有很微弱的微伏级别，很难直接输送到显示、记录或分析仪器中去，必须进行信号放大和模数转换等外围电路进行处理。现有技术一般使用外围电路将传感器热堆芯片的输出引脚与高精度运放结合形成信号放大电路，将传感器的NTC引脚与电阻串联形成分压电路，把传感器经过放大后的电压信号和NTC电阻经过分压后的电压信号送到高精度模数转换芯片ADC中，将电压模拟信号转化为可直接读取的数字信号，此数字信号与单片机进行通讯，单片机将数字信号经过一系列变换得到被测物体的温度数据；这种方式不仅会花费用户大量的时间进行调试，还会导致外围电路PCB板上的元器件繁杂。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种数字式热电堆红外传感器，其不需要外围电路，可直接测出温度，降低了传统的热电堆红外传感器对应的外围电路的复杂程度。本专利技术所采用的技术方案是：一种数字式热电堆红外传感器，包括滤光模块、热电堆模块、数字模块和引脚柱，所述数字模块的输入端与热电堆模块连接，数字模块的输出端和引脚柱连接；被测物体发出红外辐射能量经过所述滤光模块后，由所述热电堆模块吸收并产生热电信号，所述热电信号进入数字模块中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过数字模块中的数字信号处理单元转换为温度数据，所述温度数据通过引脚柱与外界进行通讯。优选地，所述信号处理单元内置有Flash芯片和Ram芯片。优选地，该热电堆红外传感器进一步包括底座，所述热电堆芯片、数字芯片和引脚柱均设置在底座上，且热电堆芯片位于底座中心位置。优选地，所述滤光模块包括滤光片和管帽，所述滤光片位于管帽上。优选地，所述数字模块还包括输入选择器、放大器、数模转换器、内置温度传感器以及参考电压，所述输入选择器的输入端与热电堆模块连接，输出端和放大器连接，所述放大器与数模转换器连接，所述数模转换器与内置温度传感器和参考电压均连接。优选地，所述数字模块还包括基准电压，所述基准电压与热电堆模块连接用于拉高其电压，所述基准电压还与放大器连接。优选地，所述热电堆模块为一热电堆芯片。优选地，所述滤光片可过滤掉特定波长的红外线。优选地，所述数字模块的输入端通过金线与热电堆模块连接，所述数字模块的输出端通过金线和引脚柱连接。优选地，所述放大器为放大倍数可调的可编程增益放大器。与现有技术相比，本专利技术使用时，被测物体发出红外辐射能量经过所述滤光模块后，由所述热电堆模块吸收并产生热电信号，所述热电信号进入数字模块中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过数字模块中的数字信号处理单元转换为温度数据，所述温度数据通过引脚柱与外界进行通讯；在上述过程中，本专利技术将热电堆模块和数字模块集成在一起，相较于现有技术的需要使用模拟传感器搭配外围信号放大电路和信号处理电路，本专利技术在功能一致的前提下，明显缩小了体积，并且可以直接测得温度数据，降低了外围电路的复杂程度，为后续模块的小型化打下了基础。附图说明图1是本专利技术实施例提供的数字式热电堆红外传感器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的数字式热电堆红外传感器中数字模块的框图；图3是本专利技术实施例提供的数字式热电堆红外传感器的等效电路图。其中，1.滤光模块，2.热电堆模块，3.数字模块，4.引脚柱，5.底座，11.滤光片，12.管帽，31.数字信号处理单元，32.输入选择器，33.放大器，34.数模转换器，35.内置温度传感器，36.参考电压，37.基准电压。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本专利技术，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术实施例提供数字式热电堆红外传感器，如图1所示，包括滤光模块1、热电堆模块2、数字模块3和引脚柱4，所述数字模块3的输入端与热电堆模块2连接，数字模块3的输出端和引脚柱4连接；这样，采用上述结构，被测物体发出红外辐射能量经过所述滤光模块1后，由所述热电堆模块2吸收并产生热电信号，所述热电信号进入数字模块3中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过数字模块3中的数字信号处理单元31转换为温度数据，所述温度数据通过引脚柱4与外界进行通讯。本实施例将热电堆模块2和数字模块3集成在一起，相较于现有技术的需要使用模拟传感器搭配外围信号放大电路和信号处理电路，本实施例在功能一致的前提下，不仅明显缩小了体积，降低了外围电路的复杂程度，还可以直接测得温度数据，降低了外围电路的运算量，提高了检测温度的湿度。在具体实施例中：所述信号处理单元31内置有Flash芯片和Ram芯片；这样，可将数字信号经过处理得到温度数据，之后用户根据自身需求通过不同接口直接读取温度数据。该热电堆红外传感器进一步包括底座5，所述热电堆芯片2、数字芯片3和引脚柱4均设置在底座5上，且热电堆芯片2位于底座5中心位置。所述滤光模块1包括滤光片11和管帽12，所述滤光片11位于管帽12上；具体地，所述滤光片11可过滤掉特定波长的红外线；具体地，大气中的水汽、二氧化碳等对特定波长的红外光有强烈的吸收作用，如果让物体发射的全部波长范围的红外辐射都透过传感器光学窗口，则被热电堆传感器接收到的辐射能量会很容易受到大气成分浓度的干扰，从而影响传感器的输出结果。传感器光学窗口上装载的硅基红外滤光片可以选择性地透过特定波长范围的红外光，通过设计滤光片的透过-截止波长参数，可以将引起干扰的大气吸收波段屏蔽在传感器之外，确保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字式热电堆红外传感器，其特征在于，包括滤光模块(1)、热电堆模块(2)、数字模块(3)和引脚柱(4)，所述数字模块(3)的输入端与热电堆模块(2)连接，数字模块(3)的输出端和引脚柱(4)连接；/n被测物体发出红外辐射能量经过所述滤光模块(1)后，由所述热电堆模块(2)吸收并产生热电信号，所述热电信号进入数字模块(3)中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过数字模块(3)中的数字信号处理单元(31)转换为温度数据，所述温度数据通过引脚柱(4)与外界进行通讯。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字式热电堆红外传感器，其特征在于，包括滤光模块(1)、热电堆模块(2)、数字模块(3)和引脚柱(4)，所述数字模块(3)的输入端与热电堆模块(2)连接，数字模块(3)的输出端和引脚柱(4)连接；
被测物体发出红外辐射能量经过所述滤光模块(1)后，由所述热电堆模块(2)吸收并产生热电信号，所述热电信号进入数字模块(3)中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过数字模块(3)中的数字信号处理单元(31)转换为温度数据，所述温度数据通过引脚柱(4)与外界进行通讯。


2.根据权利要求1所述的数字式热电堆红外传感器，其特征在于，所述信号处理单元(31)内置有Flash芯片和Ram芯片。


3.根据权利要求2所述的数字式热电堆红外传感器，其特征在于，该热电堆红外传感器进一步包括底座(5)，所述热电堆芯片(2)、数字芯片(3)和引脚柱(4)均设置在底座(5)上，且热电堆芯片(2)位于底座(5)中心位置。


4.根据权利要求3所述的数字式热电堆红外传感器，其特征在于，所述滤光模块(1)包括滤光片(11)和管帽(12)，所述滤光片(11)位于管帽(12)上。


5.根据权利要求1-4任一项所述的数字式热电堆红外传感器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：武斌，申涛，
申请(专利权)人：深圳市美思先端电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44