[实用新型]一种低成本的同轴高准直度传感器

说明书

本实用新型涉气体检测技术领域，具体涉及一种低成本的同轴高准直度传感器。该传感器包括底座、管帽和金属壳体，金属壳体设置在管帽外部，管帽与底座密封连接形成一密封腔，底座上设有位于该密封腔内的安装座，安装座的一侧面贴装有制冷器，制冷器的制冷面贴装有基板热沉，基板热沉上贴装有背光检测热沉、芯片热沉和热敏电阻，背光检测热沉上贴装有背光检测芯片，芯片热沉上贴装有传感芯片，制冷器的制冷面还贴装有准直透镜，准直透镜与传感芯片相邻设置，安装座贴装有制冷器的一侧面还贴装有隔离器垫块，隔离器垫块上贴装有隔离器。本实用新型制冷器为立式贴装，散热效果会更好，同时准直透镜集成在内部，使光斑准直度好，光斑小，传输距离更远。

技术领域

本实用新型涉气体检测技术领域，具体涉及一种低成本的同轴高准直度传感器。

背景技术

光电传感器一般是由处理通路和处理元件两部分组成，其基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为3类:(1)在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等；(2)在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等；(3)在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，如光电池等。

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号(可见及紫外镭射光)转变成为电信号的器件，由于光电传感器具有非接触、响应快、精度高、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置、机器人、检测和控制系统中获得广泛应用，而我们也可以利用光电传感器的特性来检测烟尘的情况，光电传感器输出信号的强弱能够反映烟道浊度的变化。

目前传感行业的发射器主要使用的是蝶型激光器，蝶型外壳底部设置有TEC，TEC上设置有热沉，热沉上设置激光器芯片等器件，其输出功率稳定，输出功率高，但是此类产品的体积相对较大，结构复杂，制备工艺也相对比较复杂，导致其成本高，生产效率低，不适于批量生产。

目前传感行业的发射器也有使用同轴激光器的，同轴激光器体积小，但是现有同轴激光器在具体应用中会存在以下问题：大部分同轴激光器中的制冷器是水平贴装在底座上的，热量基本依靠底座底部传导出去，由于底座底部还需要设置管脚，导致底座底部散热面积较小，散热效率较低，不能有效发挥制冷器的作用；另外，同轴激光器中的透镜大部分是设置在管帽上或者是设置在外部，导致透镜与激光器的距离较远，使出射光斑较大，光斑准直度不好，光强差，传输距离近，不利于烟尘的检测。

申请号为CN201621203952.4的中国专利公开了一种同轴TOSA封装装置，其包括：载体装置、与该载体装置封装连接的密封装置、封装于该密封装置内的激光器和透镜；所述密封装置设有密封空间；所述载体装置设有伸入该密封空间的转接头和与该转接头连接的凸台；所述激光器设置在该凸台上，所述透镜设置在该转接头上。该专利中将透镜集成在密封装置内部，能够实现经过光路耦合的准直光斑比传统封装的光斑小，但是其没有设置制冷器，而同轴最大的困难点在于散热和温控，因为激光器对热很敏感，激光器发射光斑由于热的原因可能会不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有用于气体检测的传感器成本高，光斑准直度差及散热不好等技术问题，提供一种低成本的同轴高准直度传感器，采用立式准直封装方案，制冷器竖直贴装，比传统水平贴装在底座上并通过底座底部散热效果更好，准直透镜集成在管帽内与传感芯片相邻设置，光斑准直度更好，光强更好，传输距离也更远。