CN210198573U

CN210198573U - 一种智能化热释电红外传感器

Info

Publication number: CN210198573U
Application number: CN201921205556.9U
Authority: CN
Inventors: Jianxue Hu; 胡建学; Mingda Lu; 卢明达; Xujie Wen; 温旭杰; Shengjun Cheng; 程胜军; Ran Xia; 夏然; Yuezhou Zhu; 朱岳洲
Original assignee: CECT DEQING HUAYING ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: CECT DEQING HUAYING ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2029-07-29

Abstract

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是一种智能化热释电红外传感器，包括管座和管帽组成的封闭结构的外壳、设置在外壳内的红外敏感元、红外光学滤光片、电路板、垫片、场效应管和信号处理芯片，所述的管帽表面设置有用于红外光学滤光片使用的窗口，管帽和管座之间形成密闭的收容空间，管座表面设有垫片，垫片为中空结构，电路板置于垫片上，电路板的顶面设置有支撑点，红外敏感元固定在支撑点上，电路板的底面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管和信号处理芯片，场效应管和信号处理芯片与电路板通过电路实现电气连接，本实用新型减少了工艺环节，降低了生产成本，提高了传感器的探测性能。

Description

一种智能化热释电红外传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体领域为一种智能化热释电红外传感器。

背景技术

热释电效应某些绝缘物质受热时，随着温度的上升，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。热释电效应在近十年被用于热释电红外传感器中。热释电红外传感器是一种利用热释电效应原理制成的探测红外辐射的传感器，能够检测人或某些动物等发射出的红外线，经过滤波、放大等一系列动作后转换为电信号输出。

LED照明产品、智能安防、智能家居、可穿戴设备、智能开关、IT产品等下游领域产品的智能化趋势促使整个传感器行业以及光电传感器向智能化、数字化、微型化以及高端化的方向发展，智能型的热释电传感器迎来良好的发展机遇。总的来看，传感器的应用是新型城镇化建设和“智慧城市”建设的必然需要，受到政策的大力支持，这在很大程度上拓展了行业的市场空间，为其实现快速发展提供了有利条件。而热释电红外传感器由于在防火、人员流动监测、安防等等领域都有较为明显的作用。因此智慧城市的建设将为热释电红外传感器带来显著的发展机会。

目前，国内市场上的传统型热释电红外传感器，其内部的结型场效应管以源极跟随器的形式实现阻抗变换，采用单元或双元补偿结构，有效抵抗环境变化、振动、杂散光及电磁的干扰。但是无法根据环境变化或者工作需要进行调整，并且其本身信号微弱，无法直接使用，只有外接信号处理芯片及对应的匹配电路，才能实现相应功能。集成度较低，外围电路复杂，响应速度慢，抗干扰能力差。

综上所述，在目前激烈竞争的市场环境下，如何提供一种智能化、小型化、集成度高、可输出数字化信号的热释电红外传感器是本领域技术人员追求的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能化热释电红外传感器，以解决现有技术中集成度较低，外围电路复杂，响应速度慢，抗干扰能力差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能化热释电红外传感器，包括管座和管帽组成的封闭结构的外壳、设置在外壳内的红外敏感元、红外光学滤光片、电路板、垫片、场效应管和信号处理芯片，所述的管帽表面设置有用于红外光学滤光片使用的窗口，管帽和管座之间形成密闭的收容空间，管座表面设有垫片，垫片为中空结构，电路板置于垫片上，电路板的顶面设置有支撑点，红外敏感元固定在支撑点上，电路板的底面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管和信号处理芯片，场效应管和信号处理芯片与电路板通过电路实现电气连接，管座的底部固定连接有多个引脚，每个引脚与电路板对应的连接点之间形成电路连接。

优选的，所述的场效应管和信号处理芯片为裸片，场效应管和信号处理芯片通过环氧树脂灌封在电路板上。

优选的，所述的垫片上设置有多个通孔，每个引脚对应于相应的通孔贯穿。

优选的，所述的电路板为环氧树脂PCB板或者金属化的陶瓷基板，电路板的表面设有电磁屏蔽处理结构。

优选的，所述的红外敏感元为单元或多元红外敏感元。

优选的，所述的红外光学滤光片为硅基、红外玻璃基和透红外薄膜基滤光片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、稳定性好，抗干扰能力强，工作温度范围宽，有利于通过多种认证。

二、其信号处理芯片具有信号滤波、信号放大、逻辑判定、信号输出功能，传感器集成度高，应用简单，维护方便，节省开发时间和生产成本。

三、其信号处理芯片内置高精度算法单元，可根据外部信号进行调整，有效区分人体信号和干扰信号。

四、感应距离远，且误动作机率远低于传统热释电红外传感器。

五、控制信号输出延迟时间可调、精准、范围宽。可按照实际情况或客户需要对信号处理芯片中的程序进行调整；也可根据客户要求，出厂时将程序烧入信号处理芯片中,将其设为固定值。

六、外接光敏电阻或光敏三极管，白天不工作。可按照实际情况或客户需要对信号处理芯片中的程序进行调整；也可根据客户要求，出厂时将程序烧入信号处理芯片中,将其设为固定值。

七、感应灵敏度可调，使用更方便。可按照实际情况或客户需要对信号处理芯片中的程序进行调整；也可根据客户要求，出厂时将程序烧入信号处理芯片中,将其设为固定值。

八、低工作电压、低功耗；数字TTL信号输出。

九、实际应用电路相当简单，批量生产产品一致性好，返修率低。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为本实用新型的实施例一外观图；

图3为本实用新型的实施例二外观图。

图中：1、管座；2、管帽；3、红外敏感元；4、红外光学滤光片；5、电路板；6、垫片；7、场效应管；8、信号处理芯片；9、支撑点；10、引脚。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种智能化热释电红外传感器，包括管座1和管帽2组成的封闭结构的外壳、设置在外壳内的红外敏感元3、红外光学滤光片4、电路板5、垫片6、场效应管7和信号处理芯片8，所述的管帽表面设置有用于红外光学滤光片使用的窗口，滤光片嵌入在窗口内，并用胶固定；

管帽和管座之间形成密闭的收容空间，用于收容传感器组件；管座表面设有垫片6，垫片为中空结构，起到支撑作用，电路板置于垫片上，先将电路板粘贴在垫片上，然后再将其安装到管座上，并使管座上的多根引脚10分别穿过垫片和电路板上的多个通孔，用焊锡将其焊接。

电路板的顶面设有敏感元支撑点9、电阻和电容，红外敏感元通过银浆固定在支撑点上，底面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管和信号处理芯片。电路板设有用于连接敏感元、场效应管、信号处理芯片的导线和焊盘；敏感元通过电路板与场效应管连接；场效应管与信号处理芯片电路板通过电路实现电气连接，电阻和电容为现有技术中的电压保护和电容滤波技术，用于电路板上的电路连接。最后，将带有红外光学滤光片的管帽和管座密封连接，形成完整的热释电红外传感器

所述的场效应管和信号处理芯片为裸片，场效应管和信号处理芯片通过环氧树脂灌封在电路板上。

所述的电路板为环氧树脂PCB板或者金属化的陶瓷基板，电路板的表面设有电磁屏蔽处理结构。

所述的红外敏感元为单元或多元红外敏感元。

所述的红外光学滤光片为硅基、红外玻璃基和透红外薄膜基滤光片。

通过本技术方案，本实用新型将传统的热释电红外传感器的敏感元和信号处理芯片进行一体化集成设计，将信号处理芯片和敏感元集成封装在器件内部，敏感元通过感应外界人体移动产生的红外信号，传送到信号处理芯片进行处理，信号处理完成，传感器直接输出数字信号。可按照实际情况或客户需要对信号处理芯片中的程序进行调整；也可根据客户要求，出厂时在信号处理芯片中烧入程序，将灵敏度、延时时间、光敏设为固定值。具有性能指标高、一致性好、外围电路简单、集成度高、安装测试方便等优点。

实施例一

实施例1：

如图2所示，一种智能化热释电红外传感器，图2中的a为实施例一中的传感器底视图，b为实施例一中的传感器侧视图，c为实施例一中的传感器俯视图，该传感器采用TO封装，红外光学滤光片为红外玻璃基滤光片镀有红外增透膜和截至膜，红外光学滤光片嵌入在管帽窗口内，并用树脂胶粘结固定。红外敏感元为双元陶瓷型热释电敏感元；信号处理芯片是一个CMOS工艺集成的PIR控制器芯片，场效应管为裸芯片；信号处理芯片和场效应管直接固定在双面电路板的底面，并用环氧树脂灌封，电路板为环氧树脂材料，表面印刷有电路，管帽和管座之间通过激光封焊进行密闭。

管座底部固定连接有6根引脚，其引脚定义如下：灵敏度引脚、光敏电阻使能端、电源接地端、传感器供电脚、传感器输出脚、延迟时间调节引脚。

其灵敏度、延时时间、光敏可以按照环境变化或者工作需要进行调整。

本实施例的传感器输出信号为数字TTL信号，经过进一步处理后广泛应用在具有红外感应的安防产品，工业自动化控制，物联网终端等领域。

实施例二

如图3所示，一种智能化热释电红外传感器，图3中的a为实施例一中的传感器底视图，b为实施例一中的传感器侧视图，c为实施例一中的传感器俯视图，该传感器采用TO封装。红外光学滤光片为硅基滤

光片镀有红外增透膜和截至膜，红外光学滤光片嵌入在管帽窗口内，并用环氧树脂胶粘结固定。红外敏感元为单元陶瓷型热释电敏感元。信号处理芯片是一个CMOS工艺集成的PIR控制器芯片，场效应管为裸芯片。信号处理芯片和场效应管直接固定在双面电路板的底面，并用环氧树脂灌封，电路板环氧树脂PCB板，表面印刷有电路。管帽和管座之间通过平行封焊进行密闭。

管座底部固定连接有3根引脚，其引脚定义如下：传感器供电脚、传感器输出脚、电源接地端。

全天候工作，其灵敏度、延时时间可根据客户要求出厂时设定。

本实施例的传感器输出信号为数字TTL信号，经过进一步处理后广泛应用在具有红外感应的人体感应玩具，人体感应灯具、开关、家电，智能家居，智能家电等领域。

本实用新型采用SMT自动贴片工艺，通过采用双面电路板的结构，减少了工艺环节，减小了体积，降低了生产成本。并且具有体积小、可靠性高、灵敏度高、功耗低、外围电路简单等特点。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种智能化热释电红外传感器，其特征在于：包括管座和管帽组成的封闭结构的外壳、设置在外壳内的红外敏感元、红外光学滤光片、电路板、垫片、场效应管和信号处理芯片，所述的管帽表面设置有用于红外光学滤光片使用的窗口，管帽和管座之间形成密闭的收容空间，管座表面设有垫片，垫片为中空结构，电路板置于垫片上，电路板的顶面设置有支撑点，红外敏感元固定在支撑点上，电路板的底面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管和信号处理芯片，场效应管和信号处理芯片与电路板通过电路实现电气连接，管座的底部固定连接有多个引脚，每个引脚与电路板对应的连接点之间形成电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能化热释电红外传感器，其特征在于：所述的场效应管和信号处理芯片为裸片，场效应管和信号处理芯片通过环氧树脂灌封在电路板上。

3.根据权利要求1所述的一种智能化热释电红外传感器，其特征在于：所述的垫片上设置有多个通孔，每个引脚对应于相应的通孔贯穿。

4.根据权利要求1所述的一种智能化热释电红外传感器，其特征在于：所述的电路板为环氧树脂PCB板或者金属化的陶瓷基板，电路板的表面设有电磁屏蔽处理结构。

5.根据权利要求1所述的一种智能化热释电红外传感器，其特征在于：所述的红外敏感元为单元或多元红外敏感元。

6.根据权利要求1所述的一种智能化热释电红外传感器，其特征在于：所述的红外光学滤光片为硅基、红外玻璃基和透红外薄膜基滤光片。