环境温度免校准的热电堆红外传感器的制作方法

本实用新型属于红外传感器技术领域，特别是涉及一种环境温度免校准的热电堆红外传感器。

背景技术：

众所周知，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强，因此红外测温具有广泛的应用范围。红外测温技术在生产过程监测，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面都发挥了着重要作用。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。近年来，为避免水银体温计对环境的污染和交叉感染，非接触红外人体测温仪在技术上也得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大。热红外传感器将红外辐射能量转换成电信号输出，是红外测温技术的核心部件。

红外测温的基本原理为红外辐射定律：

Ε＝σε(Tobj⁴-Tamb⁴)

式中，E为红外辐射功率密度，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，ε为物体的红外发射率，Tobj为红外辐射物体的温度，单位为K，Tamb为物体周围的环境温度，单位为K。因此，红外测温中红外传感器测得的红外信号是温度差信号。为测得红外目标的温度，必须将传感器环境温度代入计算公式进行环境温度的补偿，并且传感器对环温温度的测量精度会直接影响红外测温结果。

如图1所示，应用于红外测温的热电堆红外传感器一般都是将热敏电阻和热电堆传感器封装在一起，包括：底座15；位于所述底座15上表面的热敏电阻11及热电堆红外传感器芯片12；位于所述底座15上表面，且封装于所述热敏电阻11及所述热电堆红外传感器芯片12外围的管帽14，所述管帽14顶部设有通孔；红外透镜13，固定于所述管帽14上且完全覆盖所述通孔；管座引脚16，一端经由所述底座15的底部延伸至所述底座15的上表面上方，所述热敏电阻11通过焊线17与其中以所述管座引脚16相连接，所述热电堆红外传感器芯片12通过焊线17与所述底座15及另一所述管座引脚16相连接。其中，所述热电堆红外传感器芯片12用于测量红外辐射强度，测得目标物体与环境温度的温度差，而所述热敏电阻11则直接测量环境温度，用于环境温度的补偿。由于所述热敏电阻11封装过程中会引入误差，现有红外测温的所述热敏电阻11的精度一般都为±3％～±5％。因此在热电堆红外传感器使用过程中，都需要对所述热敏电阻11进行校准，以提高热电堆红外传感器对环境温度的测量精度。为对所述热敏电阻11进行准确校准，需要将红外测温的红外探头部分浸没在恒温环境中，需要等待长时间以获得恒定的温度环境对所述热敏电阻11校准，造成环境温度校准难度大并且校准时间长。此外，传感器使用过程中，一般会在传感器上装配结构件，从而造成环境温度校准时，传感器的温度和结构件存在温度梯度，使得所述热敏电阻11校准不准确。而所述热敏电阻11校准不准确又进一步造成环境温度测量精度差，红外测温误差大。

通过集成热电堆传感器芯片和测温电路芯片，将传感器在出厂前标定环境温度，并将环境温度标定结果存储在测温电路芯片上，也可实现红外传感器实际应用中环境温度免校准。但测温电路芯片需要增加存储单元以存储环境温度标定结果，增加了器件成本。并且数据存储单元存在存储数据丢失的风险，降低了传感器的可靠性。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种环境温度免校准的热电堆红外传感器，用于解决现有技术中的热电堆红外传感器存在的使用之前需要对热敏电阻进行校准，校准难度大、耗时长，校准精度差，从而使得测量精度差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种环境温度免校准的热电堆红外传感器，所述环境温度免校准的热电堆红外传感器包括：

热电堆红外传感器芯片；

热敏电阻；

热敏电阻配对电阻，所述热敏电阻配对电阻的阻值与相同温度条件下的所述热敏电阻的阻值相同。

作为本实用新型的环境温度免校准的热电堆红外传感器的一种优选方案，所述热敏电阻顶部设有导热导电材料包覆层。

作为本实用新型的环境温度免校准的热电堆红外传感器的一种优选方案，所述环境温度免校准的热电堆红外传感器还包括：

底座；所述热电堆红外传感器芯片及所述热敏电阻均位于所述底座的上表面，且所述热电堆红外传感器芯片与所述热敏电阻相隔有间距；

管帽，覆盖于所述底座顶部，且位于所述热电堆红外传感器芯片及所述热敏电阻的外围；所述管帽的顶部设有通孔；

红外透镜，固定于所述管帽上，且完全覆盖所述通孔。

作为本实用新型的环境温度免校准的热电堆红外传感器的一种优选方案，所述环境温度免校准的热电堆红外传感器还包括若干个管座引脚，所述管座引脚一端自所述底座的底部延伸至所述底座的顶部上方；所述热敏电阻的一电极引脚通过焊线与一所述管座引脚相连接，另一电极引脚通过焊线与所述底座相连接；所述热电堆红外传感器芯片的一电极引脚通过焊线与另一所述管座引脚相连接，另一电极引脚通过焊线与所述底座相连接。

作为本实用新型的环境温度免校准的热电堆红外传感器的一种优选方案，所述热敏电阻配对电阻位于所述底座的上表面，且位于所述管帽内侧。

作为本实用新型的环境温度免校准的热电堆红外传感器的一种优选方案，所述热敏电阻为采用激光调阻工艺对其尺寸进行调整后的热敏电阻，所述热敏电阻在固定温度下的阻值在所述底座与所述管帽封焊前测定。

作为本实用新型的环境温度免校准的热电堆红外传感器的一种优选方案，所述热敏电阻配对电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侧。

如上所述，本实用新型的环境温度免校准的热电堆红外传感器，具有以下有益效果：本实用新型的所述环境温度免校准的热电堆红外传感器通过增设与热敏电阻配对的热敏电阻配对电阻，在使用的过程中可以不用对热敏电阻进行校准即可实现精确测量，提高了器件的可靠性，具有易于使用、性价比高的优点。

附图说明

图1显示为现有技术中的热电堆红外传感器的截面结构示意图。

图2及图3显示为本实用新型环境温度免校准的热电堆红外传感器的截面结构示意图；其中，图2中热敏电阻配对电阻与热敏电阻封装于同一底座上，图3中热敏电阻配对电阻与热敏电阻分开单独封装。

元件标号说明

11 敏电阻

12 热电堆红外传感器芯片

13 红外透镜

14 管帽

15 底座

16 管座引脚

17 焊线

21 热敏电阻

22 热电堆红外传感器芯片

23 红外透镜

24 管帽

25 底座

26 管座引脚

27 焊线

28 热敏电阻配对电阻

29 导热胶

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2及图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

请参阅图2，本实用新型提供一种环境温度免校准的热电堆红外传感器，所述环境温度免校准的热电堆红外传感器包括：热电堆红外传感器芯片22；热敏电阻21；热敏电阻配对电阻28，所述热敏电阻配对电阻28的阻值与相同温度条件下的所述热敏电阻21的阻值相同。本实用新型的所述环境温度免校准的热电堆红外传感器通过增设与所述热敏电阻21配对的所述热敏电阻配对电阻28，又所述热敏电阻配对电阻28的阻值与相同温度条件下的所述热敏电阻21的阻值相同，在使用的过程中可以不用对所述热敏电阻21进行校准，只需测量所述热敏电阻配对电阻28的阻值即可知道所述热敏电阻21在对应温度下的阻值，从而实现精确测量，提高了器件的可靠性，具有易于使用、性价比高的优点。

需要说明的是，所述热敏电阻21对应于不同温度下的阻值已提前测试获得，即根据所述热敏电阻21的阻值，即可得知对应于该阻值的温度，即此时的环境温度。

作为示例，所述热敏电阻21顶部设有导热导电材料包覆层，优选地，所述导热导电材料包覆层可以为但不仅限于导电胶。

作为示例，所述环境温度免校准的热电堆红外传感器还包括：底座25；所述热电堆红外传感器芯片22及所述热敏电阻21均位于所述底座25的上表面，且所述热电堆红外传感器芯片22与所述热敏电阻21相隔有间距；管帽24，所述；管帽24覆盖于所述底座25顶部，且位于所述热电堆红外传感器芯片22及所述热敏电阻21的外围；所述管帽25的顶部设有通孔；红外透镜23，所述红外透镜23固定于所述管帽24上，且完全覆盖所述通孔。

作为示例，所述环境温度免校准的热电堆红外传感器还包括若干个管座引脚26，所述管座引脚26一端自所述底座25的底部延伸至所述底座25的顶部上方；所述热敏电阻21的一电极引脚(未示出)通过焊线27与一所述管座引脚26相连接，另一电极引脚(未示出)通过焊线27与所述底座25相连接；所述热电堆红外传感器芯片22的一电极引脚(未示出)通过焊线27与另一所述管座引脚26相连接，另一电极引脚(未示出)通过焊线27与所述底座25相连接。所述热敏电阻21的一电极引脚及所述热电对红外传感器芯片22的一电极引脚均与所述底座25相连接，可以实现所述热敏电阻21与所述红外传感器芯片22的短接；所述热敏电阻21的另一电极引脚及所述热电对红外传感器22的另一电极引脚均与所述管座引脚26相连接，可以使得所述热敏电阻21与所述热电对红外传感器22的温度保持一致。

需要说明的是，当所述热敏电阻21通过所述焊线27与所述管座引脚26相连接时，需要在所述热敏电阻21的顶部形成焊点(未示出)以便于连接，此时，所述导电胶包覆于所述焊点的外围，以减少所述热敏电阻21顶部与底部的温度差，以实现所述热敏电阻21对环境温度的精确测量。

在一示例中，如图2所示，热敏电阻配对电阻28位于所述底座25的上表面，且位于所述管帽24内侧，即所述热敏电阻配对电阻28与所述热敏电阻21封装于同一底座上。此时，所述热敏电阻21为采用激光调阻工艺等方法对其尺寸进行调整后的热敏电阻，通过对所述热敏电阻21的尺寸进行激光调阻，可以精确控制所述热敏电阻21的阻值。当然，在其他示例中，还可以通过设置所述热敏电阻21的材料来实现所述热敏电阻21的阻值的精确控制。所述热敏电阻21在固定温度下的阻值在所述底座25与所述管帽24封焊前测定。

在另一示例中，热敏电阻配对电阻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的外侧，即所述热敏电阻配对电阻28与所述热敏电阻21分开单独封装。如图3所示，当所述热敏电阻配对电阻28位于所述底座25的下方时可以固定于所述管座引脚26上。此时，无需对所述热敏电阻21的尺寸进行控制，所述热敏电阻21在固定温度下的阻值可以在所述底座25与所述管帽24封焊后测定，当然，也可以在所述底座25与所述管帽24封焊后测定。

综上所述，本实用新型提供一种环境温度免校准的热电堆红外传感器，所述环境温度免校准的热电堆红外传感器包括：热电堆红外传感器芯片；热敏电阻；热敏电阻配对电阻，所述热敏电阻配对电阻的阻值与相同温度条件下的所述热敏电阻的阻值相同。本实用新型的所述环境温度免校准的热电堆红外传感器通过增设与热敏电阻配对的热敏电阻配对电阻，在使用的过程中可以不用对热敏电阻进行校准即可实现精确测量，提高了器件的可靠性，具有易于使用、性价比高的优点。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。