[发明专利]集成模拟前端的热电堆红外传感器

说明书

本发明公开了集成模拟前端的热电堆红外传感器，包括滤光模块、热电堆模块、模拟前端模块和引脚柱，所述模拟前端模块的输入端与热电堆模块连接，输出端和引脚柱连接；本发明使用时，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，所述热电信号进入模拟前端模块中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过引脚柱与外界进行通讯，实现温度的检测；在上述过程中，本发明将热电堆模块和模拟前端模块集成在一起，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，明显缩小了体积，降低了外围电路的复杂程度。

技术领域

本发明属于红外传感器技术领域，具体涉及集成模拟前端的热电堆红外传感器。

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；此方式不仅会花费用户大量的时间进行开发调试，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，本发明提供一种集成模拟前端的热电堆红外传感器，通过集成的方式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：

一种集成模拟前端的热电堆红外传感器，包括滤光模块、热电堆模块、模拟前端模块和引脚柱，所述模拟前端模块的输入端与热电堆模块连接，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，所述热电信号进入模拟前端模块中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过引脚柱与外界进行通讯。

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、模拟前端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，所述模拟前端模块包括输入选择器、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，所述模拟前端模块进一步包括基准电压，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，所述模拟前端模块的输入端通过金线与热电堆模块连接。

优选地，所述模拟前端模块的输出端通过金线和引脚柱连接。

优选地，所述放大器为放大倍数可调的可编程增益放大器。

与现有技术相比，本发明使用时，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，所述热电信号进入模拟前端模块中进行放大、模数转换后得到数字信号，所述数字信号通过引脚柱与外界进行通讯，实现温度的检测；