[发明专利]一种竖式微型红外气体传感器

说明书

本申请提供一种竖式微型红外气体传感器，包括：微型光学气室、红外光源、红外探测器、信号转接板和ASIC芯片；微型光学气室集成于信号转接板的一侧，ASIC芯片集成于信号转接板的另一侧；红外光源和红外探测器集成于信号转接板上与微型光学气室连接的一面上；微型光学气室包括光输入端和光输出端，光输入端与红外光源连接，光输出端与红外探测器连接；微型光学气室的光路为竖式折叠反射结构；光路与信号转接板垂直设置；竖式微型红外气体传感器为系统级混合封装，红外光源和红外探测器均为芯片级封装，红外光源、红外探测器和ASIC芯片之间为板级集成封装。该红外气体传感器采用系统级混合集成封装，能够有效减小红外气体传感器的体积。

技术领域

本申请涉及气体传感器技术领域，特别涉及一种竖式微型红外气体传感器。

背景技术

随着科技的进步和经济的发展，目前社会正逐步跨入物联网时代，感知节点布设越来越多，进而传感器的需求越来越大，红外气体传感器以其精度高、寿命长、选择性好、不中毒等优点受到了人们广泛的关注和研究，开发出了一系列的红外气体传感器。

红外气体传感器是一种微型光谱分析器件，通过检测气体分子的特征光谱吸收强弱，实现对气体的浓度进行检测。它与其它类别气体传感器如电化学式、催化燃烧式、半导体式等相比具有应用广泛、使用寿命长、灵敏度高、稳定性好、受环境干扰因素较小、不中毒、不依赖于氧气、适合气体多、性价比高、维护成本低、可在线分析等一系列优点。其广泛应用于石油化工、冶金工业、工矿开采、大气污染检测、农业、医疗卫生等领域。

随着万物互联技术的发展，对传感器的需求趋于微型化和集成化，目前市场上的红外气体传感器体积相对较大，难以满足某些特定场合微型化气体传感器的需求。

发明内容

本申请要解决是现有技术中红外气体传感器体积过大的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种竖式微型红外气体传感器，包括：微型光学气室、红外光源、红外探测器、信号转接板和ASIC芯片；

微型光学气室集成于信号转接板的一侧，ASIC芯片集成于信号转接板的另一侧；红外光源和红外探测器集成于信号转接板上与微型光学气室连接的一面上；

微型光学气室包括光输入端和光输出端，光输入端与红外光源连接，光输出端与红外探测器连接；

微型光学气室的光路为竖式折叠反射结构；光路与信号转接板垂直设置；

竖式微型红外气体传感器为系统级混合封装，红外光源和红外探测器均为芯片级封装，红外光源、红外探测器和ASIC芯片之间为板级集成封装。

进一步地，微型光学气室包括第一光通道、第二光通道和第三光通道；

第二光通道的一端与第一光通道连通，第二光通道的另一端与第三光通道连通；第一光通道包括第一弧面光反射部，第三光通道包括第二弧面光反射部；

红外光源发出的光线能够沿第一光通道到达第一弧面光反射部，经第一弧面光反射部反射后沿第二通道到达第二弧面光反射部，经第二弧面光反射部反射后到达红外探测器。

进一步地，红外光源的辐射光谱为宽带；红外光源包括MEMS光源。

进一步地，红外探测器包括探测器芯片和滤波结构；

探测器芯片包括热电型探测器芯片；

滤波结构包括窄带滤光片或光学天线。

进一步地，微型光学气室的材质为铝、黄铜或ABS材料；

微型光学气室的的制备工艺包括微机械加工或塑料注塑加工艺。

进一步地，第一光通道、第二光通道和第三光通道的内表面均设有镀金层。