[发明专利]数字式热电堆红外传感器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于红外传感器技术领域，具体涉及一种数字式热电堆红外传感器。

背景技术

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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明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。

本发明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。