本實(shí)用新型屬于紅外傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器。

背景技術(shù)：

眾所周知，自然界中一切高于絕對(duì)零度的物體都在不停向外輻射能量，物體的向外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯(lián)系，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)，因此紅外測(cè)溫具有廣泛的應(yīng)用范圍。紅外測(cè)溫技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)，在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)，設(shè)備在線故障診斷和安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面都發(fā)揮了著重要作用。比起接觸式測(cè)溫方法，紅外測(cè)溫有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，為避免水銀體溫計(jì)對(duì)環(huán)境的污染和交叉感染，非接觸紅外人體測(cè)溫儀在技術(shù)上也得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大。熱紅外傳感器將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，是紅外測(cè)溫技術(shù)的核心部件。

紅外測(cè)溫的基本原理為紅外輻射定律：

Ε＝σε(Tobj⁴-Tamb⁴)

式中，E為紅外輻射功率密度，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，ε為物體的紅外發(fā)射率，Tobj為紅外輻射物體的溫度，單位為K，Tamb為物體周圍的環(huán)境溫度，單位為K。因此，紅外測(cè)溫中紅外傳感器測(cè)得的紅外信號(hào)是溫度差信號(hào)。為測(cè)得紅外目標(biāo)的溫度，必須將傳感器環(huán)境溫度代入計(jì)算公式進(jìn)行環(huán)境溫度的補(bǔ)償，并且傳感器對(duì)環(huán)溫溫度的測(cè)量精度會(huì)直接影響紅外測(cè)溫結(jié)果。

如圖1所示，應(yīng)用于紅外測(cè)溫的熱電堆紅外傳感器一般都是將熱敏電阻和熱電堆傳感器封裝在一起，包括：底座15；位于所述底座15上表面的熱敏電阻11及熱電堆紅外傳感器芯片12；位于所述底座15上表面，且封裝于所述熱敏電阻11及所述熱電堆紅外傳感器芯片12外圍的管帽14，所述管帽14頂部設(shè)有通孔；紅外透鏡13，固定于所述管帽14上且完全覆蓋所述通孔；管座引腳16，一端經(jīng)由所述底座15的底部延伸至所述底座15的上表面上方，所述熱敏電阻11通過(guò)焊線17與其中以所述管座引腳16相連接，所述熱電堆紅外傳感器芯片12通過(guò)焊線17與所述底座15及另一所述管座引腳16相連接。其中，所述熱電堆紅外傳感器芯片12用于測(cè)量紅外輻射強(qiáng)度，測(cè)得目標(biāo)物體與環(huán)境溫度的溫度差，而所述熱敏電阻11則直接測(cè)量環(huán)境溫度，用于環(huán)境溫度的補(bǔ)償。由于所述熱敏電阻11封裝過(guò)程中會(huì)引入誤差，現(xiàn)有紅外測(cè)溫的所述熱敏電阻11的精度一般都為±3％～±5％。因此在熱電堆紅外傳感器使用過(guò)程中，都需要對(duì)所述熱敏電阻11進(jìn)行校準(zhǔn)，以提高熱電堆紅外傳感器對(duì)環(huán)境溫度的測(cè)量精度。為對(duì)所述熱敏電阻11進(jìn)行準(zhǔn)確校準(zhǔn)，需要將紅外測(cè)溫的紅外探頭部分浸沒在恒溫環(huán)境中，需要等待長(zhǎng)時(shí)間以獲得恒定的溫度環(huán)境對(duì)所述熱敏電阻11校準(zhǔn)，造成環(huán)境溫度校準(zhǔn)難度大并且校準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)。此外，傳感器使用過(guò)程中，一般會(huì)在傳感器上裝配結(jié)構(gòu)件，從而造成環(huán)境溫度校準(zhǔn)時(shí)，傳感器的溫度和結(jié)構(gòu)件存在溫度梯度，使得所述熱敏電阻11校準(zhǔn)不準(zhǔn)確。而所述熱敏電阻11校準(zhǔn)不準(zhǔn)確又進(jìn)一步造成環(huán)境溫度測(cè)量精度差，紅外測(cè)溫誤差大。

通過(guò)集成熱電堆傳感器芯片和測(cè)溫電路芯片，將傳感器在出廠前標(biāo)定環(huán)境溫度，并將環(huán)境溫度標(biāo)定結(jié)果存儲(chǔ)在測(cè)溫電路芯片上，也可實(shí)現(xiàn)紅外傳感器實(shí)際應(yīng)用中環(huán)境溫度免校準(zhǔn)。但測(cè)溫電路芯片需要增加存儲(chǔ)單元以存儲(chǔ)環(huán)境溫度標(biāo)定結(jié)果，增加了器件成本。并且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，降低了傳感器的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的熱電堆紅外傳感器存在的使用之前需要對(duì)熱敏電阻進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)難度大、耗時(shí)長(zhǎng)，校準(zhǔn)精度差，從而使得測(cè)量精度差的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器，所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器包括：

熱電堆紅外傳感器芯片；

熱敏電阻；

熱敏電阻配對(duì)電阻，所述熱敏電阻配對(duì)電阻的阻值與相同溫度條件下的所述熱敏電阻的阻值相同。

作為本實(shí)用新型的環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器的一種優(yōu)選方案，所述熱敏電阻頂部設(shè)有導(dǎo)熱導(dǎo)電材料包覆層。

作為本實(shí)用新型的環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器的一種優(yōu)選方案，所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器還包括：

底座；所述熱電堆紅外傳感器芯片及所述熱敏電阻均位于所述底座的上表面，且所述熱電堆紅外傳感器芯片與所述熱敏電阻相隔有間距；

管帽，覆蓋于所述底座頂部，且位于所述熱電堆紅外傳感器芯片及所述熱敏電阻的外圍；所述管帽的頂部設(shè)有通孔；

紅外透鏡，固定于所述管帽上，且完全覆蓋所述通孔。

作為本實(shí)用新型的環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器的一種優(yōu)選方案，所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器還包括若干個(gè)管座引腳，所述管座引腳一端自所述底座的底部延伸至所述底座的頂部上方；所述熱敏電阻的一電極引腳通過(guò)焊線與一所述管座引腳相連接，另一電極引腳通過(guò)焊線與所述底座相連接；所述熱電堆紅外傳感器芯片的一電極引腳通過(guò)焊線與另一所述管座引腳相連接，另一電極引腳通過(guò)焊線與所述底座相連接。

作為本實(shí)用新型的環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器的一種優(yōu)選方案，所述熱敏電阻配對(duì)電阻位于所述底座的上表面，且位于所述管帽內(nèi)側(cè)。

作為本實(shí)用新型的環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器的一種優(yōu)選方案，所述熱敏電阻為采用激光調(diào)阻工藝對(duì)其尺寸進(jìn)行調(diào)整后的熱敏電阻，所述熱敏電阻在固定溫度下的阻值在所述底座與所述管帽封焊前測(cè)定。

作為本實(shí)用新型的環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器的一種優(yōu)選方案，所述熱敏電阻配對(duì)電阻位于所述底座的下方或位于所述底座的上方且位于所述管帽的外側(cè)。

如上所述，本實(shí)用新型的環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器，具有以下有益效果：本實(shí)用新型的所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器通過(guò)增設(shè)與熱敏電阻配對(duì)的熱敏電阻配對(duì)電阻，在使用的過(guò)程中可以不用對(duì)熱敏電阻進(jìn)行校準(zhǔn)即可實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量，提高了器件的可靠性，具有易于使用、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的熱電堆紅外傳感器的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2及圖3顯示為本實(shí)用新型環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器的截面結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖2中熱敏電阻配對(duì)電阻與熱敏電阻封裝于同一底座上，圖3中熱敏電阻配對(duì)電阻與熱敏電阻分開單獨(dú)封裝。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

11 敏電阻

12 熱電堆紅外傳感器芯片

13 紅外透鏡

14 管帽

15 底座

16 管座引腳

17 焊線

21 熱敏電阻

22 熱電堆紅外傳感器芯片

23 紅外透鏡

24 管帽

25 底座

26 管座引腳

27 焊線

28 熱敏電阻配對(duì)電阻

29 導(dǎo)熱膠

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖2及圖3。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的形態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局形態(tài)也可能更為復(fù)雜。

請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)用新型提供一種環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器，所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器包括：熱電堆紅外傳感器芯片22；熱敏電阻21；熱敏電阻配對(duì)電阻28，所述熱敏電阻配對(duì)電阻28的阻值與相同溫度條件下的所述熱敏電阻21的阻值相同。本實(shí)用新型的所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器通過(guò)增設(shè)與所述熱敏電阻21配對(duì)的所述熱敏電阻配對(duì)電阻28，又所述熱敏電阻配對(duì)電阻28的阻值與相同溫度條件下的所述熱敏電阻21的阻值相同，在使用的過(guò)程中可以不用對(duì)所述熱敏電阻21進(jìn)行校準(zhǔn)，只需測(cè)量所述熱敏電阻配對(duì)電阻28的阻值即可知道所述熱敏電阻21在對(duì)應(yīng)溫度下的阻值，從而實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量，提高了器件的可靠性，具有易于使用、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。

需要說(shuō)明的是，所述熱敏電阻21對(duì)應(yīng)于不同溫度下的阻值已提前測(cè)試獲得，即根據(jù)所述熱敏電阻21的阻值，即可得知對(duì)應(yīng)于該阻值的溫度，即此時(shí)的環(huán)境溫度。

作為示例，所述熱敏電阻21頂部設(shè)有導(dǎo)熱導(dǎo)電材料包覆層，優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱導(dǎo)電材料包覆層可以為但不僅限于導(dǎo)電膠。

作為示例，所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器還包括：底座25；所述熱電堆紅外傳感器芯片22及所述熱敏電阻21均位于所述底座25的上表面，且所述熱電堆紅外傳感器芯片22與所述熱敏電阻21相隔有間距；管帽24，所述；管帽24覆蓋于所述底座25頂部，且位于所述熱電堆紅外傳感器芯片22及所述熱敏電阻21的外圍；所述管帽25的頂部設(shè)有通孔；紅外透鏡23，所述紅外透鏡23固定于所述管帽24上，且完全覆蓋所述通孔。

作為示例，所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器還包括若干個(gè)管座引腳26，所述管座引腳26一端自所述底座25的底部延伸至所述底座25的頂部上方；所述熱敏電阻21的一電極引腳(未示出)通過(guò)焊線27與一所述管座引腳26相連接，另一電極引腳(未示出)通過(guò)焊線27與所述底座25相連接；所述熱電堆紅外傳感器芯片22的一電極引腳(未示出)通過(guò)焊線27與另一所述管座引腳26相連接，另一電極引腳(未示出)通過(guò)焊線27與所述底座25相連接。所述熱敏電阻21的一電極引腳及所述熱電對(duì)紅外傳感器芯片22的一電極引腳均與所述底座25相連接，可以實(shí)現(xiàn)所述熱敏電阻21與所述紅外傳感器芯片22的短接；所述熱敏電阻21的另一電極引腳及所述熱電對(duì)紅外傳感器22的另一電極引腳均與所述管座引腳26相連接，可以使得所述熱敏電阻21與所述熱電對(duì)紅外傳感器22的溫度保持一致。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)所述熱敏電阻21通過(guò)所述焊線27與所述管座引腳26相連接時(shí)，需要在所述熱敏電阻21的頂部形成焊點(diǎn)(未示出)以便于連接，此時(shí)，所述導(dǎo)電膠包覆于所述焊點(diǎn)的外圍，以減少所述熱敏電阻21頂部與底部的溫度差，以實(shí)現(xiàn)所述熱敏電阻21對(duì)環(huán)境溫度的精確測(cè)量。

在一示例中，如圖2所示，熱敏電阻配對(duì)電阻28位于所述底座25的上表面，且位于所述管帽24內(nèi)側(cè)，即所述熱敏電阻配對(duì)電阻28與所述熱敏電阻21封裝于同一底座上。此時(shí)，所述熱敏電阻21為采用激光調(diào)阻工藝等方法對(duì)其尺寸進(jìn)行調(diào)整后的熱敏電阻，通過(guò)對(duì)所述熱敏電阻21的尺寸進(jìn)行激光調(diào)阻，可以精確控制所述熱敏電阻21的阻值。當(dāng)然，在其他示例中，還可以通過(guò)設(shè)置所述熱敏電阻21的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)所述熱敏電阻21的阻值的精確控制。所述熱敏電阻21在固定溫度下的阻值在所述底座25與所述管帽24封焊前測(cè)定。

在另一示例中，熱敏電阻配對(duì)電阻28位于所述底座25的下方或位于所述底座25的上方且位于所述管帽24的外側(cè)，即所述熱敏電阻配對(duì)電阻28與所述熱敏電阻21分開單獨(dú)封裝。如圖3所示，當(dāng)所述熱敏電阻配對(duì)電阻28位于所述底座25的下方時(shí)可以固定于所述管座引腳26上。此時(shí)，無(wú)需對(duì)所述熱敏電阻21的尺寸進(jìn)行控制，所述熱敏電阻21在固定溫度下的阻值可以在所述底座25與所述管帽24封焊后測(cè)定，當(dāng)然，也可以在所述底座25與所述管帽24封焊后測(cè)定。

綜上所述，本實(shí)用新型提供一種環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器，所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器包括：熱電堆紅外傳感器芯片；熱敏電阻；熱敏電阻配對(duì)電阻，所述熱敏電阻配對(duì)電阻的阻值與相同溫度條件下的所述熱敏電阻的阻值相同。本實(shí)用新型的所述環(huán)境溫度免校準(zhǔn)的熱電堆紅外傳感器通過(guò)增設(shè)與熱敏電阻配對(duì)的熱敏電阻配對(duì)電阻，在使用的過(guò)程中可以不用對(duì)熱敏電阻進(jìn)行校準(zhǔn)即可實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量，提高了器件的可靠性，具有易于使用、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。