*CN202119541U*
(10)授权公告号 CN 202119541 U(45)授权公告日 2012.01.18
(12)实用新型专利
(21)申请号 201120203198.5(22)申请日 2011.06.15
(73)专利权人郑州炜盛电子科技有限公司
地址450001 河南省郑州市高新开发区金梭
路299号(72)发明人张小水 钟克创 祁明锋 郭景华
范子亮(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人逯长明(51)Int.Cl.
G01J 5/22(2006.01)G01J 5/02(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页
(54)实用新型名称
一种热释电火焰传感器(57)摘要
本实用新型公开了一种热释电火焰传感器，包括：管座、管脚和单层双面电路板；单层双面电路板的一面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管，另一面采用自动贴片工艺贴设连接有敏感元；单层双面电路板与敏感元的连接位置设有凸出的支撑部；场效应管与管座接触并穿过管座与管脚连接；本实用新型采用贴片元件，通过单层双面电路板的结构，在不增大传感器体积和减小场效应管体积的前提下，实现双通道热释电火焰传感器的制备；单层双面电路板分别与场效应管和敏感元采用SMT自动贴片工艺贴设连接，SMT自动贴片工艺可以使电子产品体积缩小40％-60％，重量减轻60％-80％，从而使传感器满足了小型化的要求。CN 202119541 UCN 202119541 UCN 202119545 U
权 利 要 求 书
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1.一种热释电火焰传感器，其特征在于，包括：
管座、管脚和单层双面电路板；
所述单层双面电路板的一面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管，另一面采用自动贴片工艺贴设连接有敏感元；
所述单层双面电路板与所述敏感元的连接位置设有凸出的支撑部；所述场效应管与所述单层双面电路板通过电路实现电学连接。2.根据权利要求1所述的火焰传感器，其特征在于：所述单层双面电路板包括测量电路和参比电路；所述测量电路包括第一场效应管、第一敏感元组、第一阻抗变换电阻和第一测试取信号电阻；
所述第一敏感元组和第一阻抗变换电阻并联后，一端与第一场效应管栅极连接，另一端作为接地端接地连接；所述第一测试取信号电阻的一端与所述第一场效应管的源级连接，另一端与所述接地端连接；
所述参比电路包括第二场效应管、第二敏感元组、第二阻抗变换电阻和第二测试取信号电阻；
所述第二敏感元组和第二阻抗变换电阻并联后，一端与第二场效应管栅极连接，另一端作为接地端接地连接；所述第二测试取信号电阻的一端与所述第二场效应管的源级连接，另一端与所述接地端连接；
所述第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极连接后接供电电源。3.根据权利要求1所述的火焰传感器，其特征在于：所述第一敏感元组合第二敏感元组分别包括两个敏感元。4.根据权利要求1所述的火焰传感器，其特征在于：所述场效应管与所述管座紧密接触。5.根据权利要求1所述的火焰传感器，其特征在于：
所述阻抗变换电阻设于所述单层双面电路板中与所述场效应管相对的一面。6.根据权利要求1所述的火焰传感器，其特征在于：所述管座固定连接有管帽； 所述管帽设有腔体；所述管帽与所述管座连接后，所述场效应管、单层双面电路板、敏感元和阻抗变换电阻位于所述腔体内。
7.根据权利要求3所述的火焰传感器，其特征在于：
所述敏感元组中的敏感元上的电极与所述场效应管的栅级引线采用绑定机引线工艺连接。
8.根据权利要求1所述的火焰传感器，其特征在于，所述敏感元为钽酸锂敏感元。9.根据权利要求2所述的火焰传感器，其特征在于：
所述管帽上设有分别与所述第一敏感元和第二敏感元位置对应的第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片和第二滤光片分别具有不同的工作谱带。
10.根据权利要求1所述火焰传感器，其特征在于：所述支撑部为铁氧体。
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说 明 书一种热释电火焰传感器
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技术领域
[0001]
本实用新型涉及火焰传感器领域，更具体地说，涉及一种热释电火焰传感器。
背景技术
火焰传感器的作用是用于火焰探测，在现有技术中，常用的火焰传感器包括有热释电钽酸锂火焰传感器。
[0003] 热释电钽酸锂材料的火焰探测器原理：当一些晶体受热时，在晶体两端会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。其探测原理是基于黑体辐射定律，当红外线照射传感器时，其内部极化作用发生很大的变化，其变化部分作为电荷释放出，从外部提取出该电荷就变成传感器的输出电压，热释电传感器只有在温度变化时才有输出电压。
[0004] 目前市场上的双通道热释电传感器，国内普遍采用封装后的场效应管，虽然成本较低，但由于封装过的场效应管体积大，导致制作的双通道热释电传感器体积增大，限制了传感器本身的使用范围。另外就是目前市场上的产品大多是单元单通道热释电火焰探测器，单个传感器使用抗外界光学干扰能力差。 [0005] 综上所述，如何提供一种占用空间小的新型双通道热释火焰传感器是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
[0002]
实用新型内容
[0006] 有鉴于此，本实用新型提供了一种热释电火焰传感器，以实现减少传感器占用空间的目的。
[0007] 本实用新型是这样实现的： [0008] 一种热释电火焰传感器，其特征在于，包括： [0009] 管座、管脚和单层双面电路板；
[0010] 所述单层双面电路板的一面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管，另一面采用自动贴片工艺贴设连接有敏感元；
[0011] 所述单层双面电路板与所述敏感元的连接位置设有凸出的支撑部； [0012] 所述场效应管与所述单层双面电路板通过电路实现电学连接。 [0013] 优选的，在本实用新型实施例中，所述单层双面电路板包括测量电路和参比电路；
[0014] 所述测量电路包括第一场效应管、第一敏感元组、第一阻抗变换电阻和第一测试取信号电阻；
[0015] 所述第一敏感元组和第一阻抗变换电阻并联后，一端与第一场效应管栅极连接，另一端作为接地端接地连接；所述第一测试取信号电阻的一端与所述第一场效应管的源级连接，另一端与所述接地端连接；
[0016] 所述参比电路包括第二场效应管、第二敏感元组、第二阻抗变换电阻和第二测试
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取信号电阻；
[0017] 所述第二敏感元组和第二阻抗变换电阻并联后，一端与第二场效应管栅极连接，另一端作为接地端接地连接；所述第二测试取信号电阻的一端与所述第二场效应管的源级连接，另一端与所述接地端连接；
[0018] 所述第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极连接后接供电电源。 [0019] 优选的，在本实用新型实施例中，所述第一敏感元组和所述第二敏感元组分别包括两个敏感元。 [0020] 优选的，在本实用新型实施例中，所述场效应管与所述管座紧密接触。 [0021] 优选的，在本实用新型实施例中，所述阻抗变换电阻设于所述单层双面电路板中与所述场效应管相对的一面。 [0022] 优选的，在本实用新型实施例中，所述管座固定连接有管帽； [0023] 所述管帽设有腔体；所述管帽与所述管座连接后，所述场效应管、单层双面电路板、敏感元和阻抗变换电阻位于所述腔体内。 [0024] 优选的，在本实用新型实施例中，所述敏感元组中的敏感元上的电极与所述场效应管的栅级引线采用绑定机引线工艺连接。 [0025] 优选的，在本实用新型实施例中，所述敏感元为钽酸锂敏感元。 [0026] 优选的，在本实用新型实施例中，所述管帽上设有分别与所述第一敏感元和第二敏感元位置对应的第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片和第二滤光片分别具有不同的工作谱带。 [0027] 优选的，在本实用新型实施例中，所述支撑部为铁氧体。 [0028] 综上所述，本实用新型实施例中，通过将热释电火焰传感器的电路板设为单层双面电路板，然后采用自动贴片工艺将电路板与场效应管和敏感元连接，从而有效地减小了火焰传感器的体积；此外，由于在本实用新型实施例中，在单层双面电路板与敏感元的连接位置还设有凸出的支撑部，通过支撑部抬高了敏感元的位置，从而扩大了传感器的视角，进而提高了传感器的探测性能。
附图说明
[0029] 图1为本实用新型实施例提供的管座示意图； [0030] 图2为本实用新型实施例提供的整体结构示意图； [0031] 图3为本实用新型实施例提供的电路示意图；
[0032] 图4为本实用新型实施例提供的管座又一示意图。
具体实施方式
[0033] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 [0034] 为了有效地减小热释电火焰传感器的体积，本实施例公开了一种热释电火焰传感器。参考图1和图2，热释电火焰传感器包括：管座1、管脚2和单层双面电路板4；
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单层双面电路板4的一面采用自动贴片工艺贴设连接有场效应管3，另一面采用自动贴片工艺贴设连接有敏感元组5；
[0036] 单层双面电路板4与敏感元组5的连接位置设有凸出的支撑部； [0037] 场效应管3与管座1接触起到支撑的作用，并通过电路板的电学连接与管座1和管脚2连接。
具体的，本实用新型采用单层的双面电路板4，单层双面电路板4一面贴设有场效
应管3；单层双面电路板4与管座1固定连接，场效应管3设于单层双面电路板4与管座1之间；管座1固定连接有管脚2，场效应管通过管座1与管脚2电路连接。 [0039] 单层双面电路板4的另一面贴有敏感元组5和阻抗变换电阻9，敏感元组5贴在单层电路板4的支撑部上面；
[0040] 敏感元组5通过电路板中的印刷电路与场效应管3电路连接，单层双面电路板4设有用于连接敏感元组5与场效应管3的印刷电路。
[0041] SMT(Surface Mounted Technology)自动贴片工艺是电子组装行业里的一种技术和工艺，有组装密度高的优点。片式元器件比传统元件所占面积和质量大为减少。一般地，采用SMT自动贴片工艺之后，电子产品体积缩小40％-60％，重量减轻60％-80％。 [0042] 由于现有技术中，封装过的场效应管体积大，从而使得传感器的体积也会较大，进而限制了在应用场景需要传感器的体积较小时传感器的应用。本实用新型采用SMT自动贴片工艺，通过单层电路板的结构，在不减小场效应管体积的前提下，使得制成的热释电火焰传感器的体积得到有效地减小，进而实现了传感器小型化的目的。 [0043] 进一步的，参考图3，在本实用新型实施例中，单层双面电路板可以包括测量电路50和参比电路60；
[0044] 测量电路50包括第一场效应管51、第一敏感元组52、第一阻抗变换电阻53和第一测试取信号电阻54；第一敏感元组52和第一阻抗变换电阻53并联后，一端与第一场效应管51栅极连接，另一端作为接地端接地连接；第一测试取信号电阻54的一端与第一场效应管51的源级连接，另一端与接地端连接； [0045] 参比电路60包括第二场效应管61、第二敏感元组62、第二阻抗变换电阻63和第二测试取信号电阻64；第二敏感元组62和第二阻抗变换电阻63并联后，一端与第二场效应管61栅极连接，另一端作为接地端接地连接；第二 测试取信号电阻64的一端与第二场效应管61的源级连接，另一端与所述接地端连接；
[0038]
第一场效应管51的漏极和第二场效应管61的漏极连接后接供电电源。 [0047] 本实用新型可以为双元双通道热释电火焰传感器，即两个敏感元组均包括有两个敏感元，两个敏感元组和两个场效应管分别构成一个通道后形成双通道，为此，管帽上设有与敏感元位置对应的检测窗口也为两个，每个检测窗口设有滤光片。 [0048] 在本实用新型实施例中，还包括有管帽7，管帽7设有腔体，管帽7的腔体边沿与管座1固定连接，场效应管3、单层双面电路板4、敏感元组5和阻抗变换电阻9位于腔体内； [0049] 管帽7上设有与敏感元组5对应的滤光片6。双场效应管3分别与单层双面电路板4和管座1紧密接触，由于双场效应管3的双点支撑作用，保证了单层双面电路板4的水平，保证了两个敏感元组5的视角一致性，同时抬高了敏感元组5的位置，扩大了传感器的视角，提高了传感器的探测性能。
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本实用新型实施例中，双元双通道热释电火焰传感器的具体工作过程是，火焰的光线经过管帽7上的滤光片6，在滤光片6后面的两个敏感元组5接收光线，两个阻抗电阻将光信号转换成电信号，根据电压的大小来判断火焰的情况。在本实用新型实施例中，每个敏感元组可以由两个敏感元组成，从而可以起到温度补偿的作用。 [0051] 在本实用新型实施例中，双通道热释电火焰传感器包括有两个通道，为此，需要有四个管脚，具体的，各管脚在管座1的位置可以如图4所示，管座1设有管脚2的连接孔；其中连接孔11和12可以分别与测量电路50和参比电路60电路连接，此外，连接孔13和14分别与供电管脚和接地管脚电路连接。
[0052] 通过测量电路50和参比电路60两路信号比较，可以辨别是发生火灾还是存在干扰辐射源。当探测通道的信号幅值V1大于监视通道的信号幅值V2时，生成火灾报警信号；当监视通道的信号幅值V2大于探测通道的信号幅值V2时，说明存在外在干扰辐射，此时不报警。
[0053] 具体的，在实际应用中，管帽7上可以设有分别与所述第一敏感元组52和第二敏感元62组位置对应的第一滤光片和第二滤光片，第一滤光片和第二滤光片分别具有不同的工作谱带，由于，第一滤光片和第二滤光片分别具有不同的工作谱带，所以探测通道和监视通道也就具有了不同的工作频带，具体的，可以是，探测通道的工作谱带可以为4.1-4.7μm，监视通道的工作谱带可以为5-6μm或者3.8μm左右。
[0054] 由于本实用新型实施例中敏感元由单元无补偿变成双元反向并联补偿，从而避免了温度剧烈变化造成敏感元材料性能的破坏。 [0055] 在本实用新型实施例中，支撑部可以为铁氧体；从而使得支撑部在起到支撑的作用的同时，还可以起到电路连接的作用，而且，由于铁氧体具有耐高温的特性，从而可以满足制作工艺中需要高温烧结的要求。 [0056] 另外，在本实施方式中，敏感元组5中的敏感元可以为钽酸锂材料制成。本实施例并不限定必须采用钽酸锂敏感元，同样可以采用其他材料的敏感元，例如锆钛酸铅(PZT)类敏感元。
[0057] 进一步的，本实用新型可以使用绑定机引线工艺实现信号的引出，具体的，可以是敏感元组5中的的敏感元上的电极与所述场效应管3的栅级引线采用绑定机引线工艺连接。
[0058] 所述绑定机指的是基于引线键合的技术，将半导体芯片焊区与基板上技术布线焊区用金属细丝连接起来的工艺技术，其原理是采用加热、加压和超声等方式破坏被焊接表面的氧化层产生塑性变形，使得引线与被焊接表面而亲密接触，找到原子间的引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊接点。本实用新型通过绑定机引线来实现信号的引出，与其它封装技术相比，绑定机引线工艺有技术价格低廉、节约空间、工艺成熟的优点，采用绑定机引线工艺可以提高企业的生产效率和产品一致性。 [0059] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所 示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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