專(zhuān)利名稱(chēng)：共襯底型熱敏電阻紅外探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種非接觸式輻射熱測(cè)量傳感器，涉及熱敏電阻紅外探測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域。
凡是溫度高于絕對(duì)零度的物體均發(fā)出熱輻射、它是由組成物質(zhì)的微觀粒子(分子、原子、離子和電子等)熱激勵(lì)后能態(tài)之間的躍遷而發(fā)射出來(lái)的電磁輻射，其熱輻射之波長(zhǎng)隨發(fā)射物體的溫度變化而改變。熱敏電阻紅外探測(cè)器用一浸沒(méi)透鏡將熱輻射會(huì)聚于一熱敏電阻上，將被測(cè)物體發(fā)出的熱輻射轉(zhuǎn)換為熱敏電阻阻值的變化，這種探測(cè)器由于是非接觸測(cè)量熱輻射，且工作于環(huán)境溫度下，因此它被廣泛用于航空航天及民用技術(shù)中，例如衛(wèi)星的姿態(tài)測(cè)量、運(yùn)動(dòng)部件的溫度測(cè)量，火車(chē)車(chē)輪軸承溫度測(cè)量等。
現(xiàn)有的熱敏電阻紅外探測(cè)器是由會(huì)聚熱輻射的浸沒(méi)透鏡、二個(gè)熱敏電阻及過(guò)渡電極、管腳座等所組成。它是一種非共襯底結(jié)構(gòu)，此二個(gè)熱敏電阻中的一個(gè)為浸沒(méi)于襯底┉浸沒(méi)透鏡的平面中心上，它接收透鏡所會(huì)聚的熱輻射，稱(chēng)為敏感元；另一個(gè)不浸沒(méi)于襯底上，也不接收熱輻射，稱(chēng)為補(bǔ)償元。將此二熱敏電阻作為兩個(gè)橋臂與二直流電源構(gòu)成橋式接法。當(dāng)敏感元接收變化的熱輻射時(shí)，其本身阻值發(fā)生變化從而在橋的二個(gè)中心的電壓產(chǎn)生變化，依此變化來(lái)確定入射熱輻射的大小。這種非共襯底結(jié)構(gòu)，由于二個(gè)熱敏電阻不在同一襯底上，熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)不同，其探測(cè)器的輸出隨環(huán)境溫度變化而劇烈變化，這對(duì)采用交流放大器是可用的，但由此必須對(duì)入射的熱輻射進(jìn)行斬波。這種探測(cè)器不適應(yīng)航空航天及某些技術(shù)的要求，在這些工況下，需要的是一種工作于直流放大器的、不需對(duì)入射的熱輻射斬波的探測(cè)器。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)和制造一種共襯底型熱敏電阻紅外探測(cè)器，以減小探測(cè)器輸出受環(huán)境溫度變化引起飄移，并可用于直流工況，而滿(mǎn)足某些特殊應(yīng)用要求。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將敏感元和補(bǔ)償元熱敏電阻用浸沒(méi)介質(zhì)粘結(jié)在設(shè)置于管殼內(nèi)的浸沒(méi)透鏡上，其中敏感元被安置在透鏡平面的中心，補(bǔ)償元安置在敏感元一側(cè)，二熱敏電阻與浸沒(méi)透鏡之間為透紅外的、折射率與熱敏電阻折射率相近的浸沒(méi)介質(zhì)層，在補(bǔ)償元的浸沒(méi)介質(zhì)層下部沉積一熱輻射阻擋層。敏感元與補(bǔ)償元各一端相互連接并通過(guò)過(guò)渡電極引至管座腳，其另一端通過(guò)各自過(guò)渡電極引至相應(yīng)管座7的管座腳。三個(gè)引線管座腳、與串聯(lián)的二直流電源組成橋式電路，敏感元接至電源正端，補(bǔ)償元接至電源負(fù)端，二熱敏電阻連接點(diǎn)與放大器輸入端相接，二電源的中間連接點(diǎn)與放大器的公共端相接。本實(shí)用新型由于敏感元和補(bǔ)償元熱敏電阻被設(shè)置在同一襯底上，其所處的熱傳導(dǎo)條件基本相同，并處在同一環(huán)境溫度下，又是電橋的兩臂，所以由環(huán)境溫度變化引起的阻值變化能得到襯償。由此組成的電橋其零點(diǎn)漂移就很小，正由此優(yōu)點(diǎn)，此探測(cè)器對(duì)環(huán)境溫度補(bǔ)償性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可用于直流工況工作。
下面以實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步敘述。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A－A剖面圖。
圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例的浸沒(méi)透鏡組合件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的俯視圖。
由圖1～4可見(jiàn)，本探測(cè)器由管殼1、設(shè)置于管殼1端頭的浸沒(méi)透鏡2、沉積于透鏡2上的浸沒(méi)介質(zhì)層3和粘結(jié)于浸沒(méi)介質(zhì)層3上的敏感元熱敏電阻4及設(shè)置于管殼內(nèi)的管腳座7組成，在浸沒(méi)透鏡2的平面中心設(shè)有敏感元熱敏電阻4，其特征在于在敏感元熱敏電阻4的一側(cè)在浸沒(méi)透鏡2上沉積一阻擋層6，在阻擋層6上的浸沒(méi)介質(zhì)3上粘結(jié)一補(bǔ)償元熱敏電阻5，在熱敏電阻4、5的周邊設(shè)有三個(gè)過(guò)渡電極8a、8b、8c，管腳座7上設(shè)有管腳9a、9b、9c，過(guò)渡電極8a、8c的一端分別與熱敏電阻4、5的一端相連，過(guò)渡電極8a、8c的另一端分別與管腳9a、9c相連，過(guò)渡電極8b的一端與熱敏電阻4、5的另一端共接，過(guò)渡電極8b的另一端與管腳9b相連。
由圖3可見(jiàn)，本實(shí)用新型實(shí)施例的浸沒(méi)透鏡2由帶有包連的金屬環(huán)21和浸沒(méi)透鏡22所組成。浸沒(méi)介質(zhì)層3為含有硒砷的混合物，浸沒(méi)透鏡22為用鍺材料所制成，這樣的浸沒(méi)介質(zhì)層與浸沒(méi)透鏡均可透紅外線，且折射率與熱敏電阻折射率相近，由浸沒(méi)介質(zhì)3、浸沒(méi)透鏡2組成了本探測(cè)器的共襯底，另外為了使設(shè)置于共襯底上的敏感元，參考元熱敏電阻工況盡量相同，阻擋層應(yīng)盡量薄，本實(shí)施例中將浸沒(méi)介質(zhì)層下的阻擋層6由金或鋁沉積而成，其厚度約為1μm。
權(quán)利要求1.一種共襯底型熱敏電阻紅外探測(cè)器，由管殼1、設(shè)置于管殼1端頭的浸沒(méi)透鏡2、沉積于透鏡2上的浸沒(méi)介質(zhì)層3和粘結(jié)于浸沒(méi)介質(zhì)層3上的敏感元熱敏電阻4及設(shè)置于管殼內(nèi)的管腳座7組成，在浸沒(méi)透鏡2的平面中心設(shè)有敏感元熱敏電阻4，其特征在于在敏感元熱敏電阻4的一側(cè)在浸沒(méi)透鏡2上沉積一阻擋層6，在阻擋層6上的浸沒(méi)介質(zhì)3上粘結(jié)一補(bǔ)償元熱敏電阻5，在熱敏電阻4、5的周邊設(shè)有三個(gè)過(guò)渡電極8a、8b、8c，管腳座7上設(shè)有管腳9a、9b、9c，過(guò)渡電極8a、8c的一端分別與熱敏電阻4、5的一端相連，過(guò)渡電極8a、8c的另一端分別與管腳9a、9c相連，過(guò)渡電極8b的一端與熱敏電阻4、5的另一端共接，過(guò)渡電極8b的另一端與管腳9b相連。
2.按權(quán)利要求1所述的共襯底型熱敏電阻紅外探測(cè)器，其特征在于沉積于浸沒(méi)透鏡2上的阻擋層6由金或鋁沉積而成，其厚度約為1μm。
3.按權(quán)利要求1所述的共襯底型熱敏電阻紅外探測(cè)器，其特征在于其浸沒(méi)透鏡為鍺制成的透鏡，其浸沒(méi)介質(zhì)層為硒、砷混合的沉積層。
專(zhuān)利摘要一種共襯底型熱敏電阻紅外探測(cè)器，由管殼1、浸沒(méi)透鏡2、沉積于透鏡2平面上的浸沒(méi)介質(zhì)層3、粘結(jié)于浸沒(méi)于介質(zhì)層3上的熱敏電阻、粘結(jié)于透鏡面上的過(guò)渡電極及管腳座7所組成，其特征是敏感元、襯償元熱敏電阻設(shè)在同一個(gè)襯底——浸沒(méi)透鏡上，其傳熱基本相同，因而補(bǔ)償環(huán)境溫度變化好、結(jié)構(gòu)緊湊，由此探測(cè)器測(cè)溫受環(huán)境溫變引起的漂移小，且能用于直流工況，因而能滿(mǎn)足航天航空等某些特殊應(yīng)用的要求。
文檔編號(hào)G01K7/22GK2119649SQ9220603
公開(kāi)日1992年10月21日 申請(qǐng)日期1992年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月7日
發(fā)明者張悅德, 梁仁杰 申請(qǐng)人:航空航天工業(yè)部第五研究院第五○二研究所